三峡翻坝公路秋千坪隧道工程地质勘察说明书

三峡翻坝公路隧道工程地质勘察说明第54页共54页总第页三峡翻坝公路秋千坪隧道工程地质勘察说明书三峡翻坝公路（第2合同段）秋千坪隧道工程地质勘察说明书1前言拟建秋千坪隧道位于宜昌市秭归县茅坪镇，进口位于万家坝附近，出口位于秋千坪村砖厂附近。隧道设计为分离式隧道，大致由北西向南东展布，走向114°～130°之间。右幅起止里程桩号YK9+681～YK13+197，全长3516.0米；左幅ZK9+653～ZK13+195，全长3542.0米。隧道最大埋深约495米，属特长深埋隧道。隧道底板设计标高210.0～241.0m，隧道洞门型式进口为削竹式、出口为端墙式，洞室有效净宽10.25m为满足施工图设计的需要，根据本隧道的特点，我院于2007年8月～2007年10月主要采用地调、物探、钻探等手段对隧道区进行了详细工程地质勘察工作。具体完成实物工作量详见表1-1所示：表1-1实物工作量统计一览表项目单位工作量说明地质调绘Km21.41:2000平面图钻探技术孔m/孔449.56/5初勘利用孔4个岩样组4水位观测孔/次4/4初见、稳定水位瞬变电磁法m/条6790/2左、右幅各1条纵测线地震折射波法m/条460/4进、出口各2条横测线本次工程地质勘察主要依据《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）、《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）等技术规范、规定执行。钻探、取样、原位测试、室内岩土试验以及地调、物探等均按公路行业相关规程、规范执行。2工程地质条件2.1地形地貌拟建隧道位于构造剥蚀中低山区。地势中间高陡、两边低缓。自然坡角14～45°，局部稍陡。最高点位于K11+000附近，海拔高度720m。该处至隧道出口之间“V”型冲沟较发育，且多平行于隧道走向方向。隧道进、出口一带自然地面标高分别为220m、280m左右。区内植被发育，缓坡地带有大量房屋及水塘。2.2地质构造隧道区在大地构造位置上属扬子准地台（上）黄陵小区，位于燕山期构造运动产生的黄陵背斜南东翼，该背斜由核部晋宁花岗闪长岩～翼部震旦系、寒武系和白垩系地层组成的单斜构造，无次级褶皱发生。隧道区内未发现大的断裂。区内基岩出露较好，主要是晋宁期（Pt3δο)侵入的花岗闪长岩、震旦系下统莲沱组（Z1l花岗闪长岩中主要发育两组节理：1）76°∠52°，迹长大于2米；2）341°∠74°；3）262°∠74°砂岩中主要发育三组节理：1）25°∠78°，间距5-10cm，迹长大于3米；2）274°∠81°，间距5-10cm，3）305°∠66°，间距0.3-1米，迹长1米左右。2.3地层岩性根据野外调查、钻探、物探资料，隧道区通过主要地层为晋宁期（Pt3δο23)花岗闪长岩。上覆零星第四系残坡积(Qel+dl)含砾亚粘土。各地层具体工程地质特征描述如下：2.3.1第四系覆盖层①-1块石土（Qc）：紫红色或灰褐色，以粉砂岩、花岗闪长岩碎块为主，直径大于0.2m，含量大于60％，混有粘性土。此外秋千坪砖厂（靠近隧道出口）附近局部有填筑土。该层最大厚度9.1m。①-2含砾亚粘土(Qel+dl)：灰褐色、浅黄色，软塑，含少量风化花岗闪长岩碎屑，表层含植物根茎，钻孔揭示厚度1.2～4.3m，局段低洼处厚度略大。该层主要分布于缓坡地带。推荐容许承载力〔σO〕＝140kPa，极限摩阻力τi=35kPa。2.3.2晋宁期（Pt3δο23)花岗闪长岩分布于隧道K11+0000前段，灰白色，细～中粗粒结构，块状构造，矿物成份由斜长石、石英、黑云母、普通角闪石等组成，节理、裂隙发育。按其风化程度的不同，本次勘探深度范围内基岩可分为全、强、弱三个风化带。②－1全风化花岗闪长岩（Pt3δο23)：灰色、灰黄色，岩石风化强烈，结构构造全部破坏，岩芯破碎，多呈砾砂状、碎屑状，采取率约为90％。钻孔揭示厚度6.5～10.1m。极限摩阻力τi=70kPa，推荐承载力〔σO〕＝270kPa。②－2强风化花岗闪长岩（Pt3δο23)：灰黄色，中粗粒结构，块状构造，节理裂隙发育，岩芯破碎，多呈碎屑状，钻进较快，返水正常，揭示厚度1.0～4.8m。极限摩阻力τi=160kPa，推荐承载力〔σO〕＝600kPa。②－3弱风化花岗闪长岩（Pt3δο23)：灰白色，中粗粒结构，块状构造，主要矿物成份为石英、长石，次为角闪石、云母等，裂隙不发育，断面新鲜，采取率90％，RQD=35％。钻探未钻穿，揭示厚度2.3～7.9m，其饱和单轴抗压强度RC=70MPa，推荐承载力〔σO〕＝2500kPa。2.3.3震旦系下统莲沱组（Z1分布于隧道洞身ZK11+000～隧道出口一带。③砂岩（Z1l）：紫红色、灰色，细粒结构，中厚层状构造，主要矿物成份为石英、长石。夹薄层页岩。岩体节理裂隙较发育，为铁锰质或泥质充填，岩芯多为短柱状、柱状，采取率约为75％左右。其强风化层厚约1.2m，弱风化层厚38.7m。推荐弱风化砂岩承载力〔σO〕＝1600kPa，其饱和单轴抗压强度RC2.4水文地质条件2.4.1地表水隧道穿越山岭，地表水流不发育，大气降水形成的面流向低洼处排泄畅通，水量大小受季节性影响和控制。地表水径流主要分布于出口段的溪沟内，流量10.0～20.0L/s，来源于大气降水，四季长流，水量因季节变化而变化，具暴涨暴跌特点。隧道标高高于水位标高约20.0米，对隧道无影响。2.4.2地下水隧道地下水主要为赋存于第四系覆盖层（崩坡积块石及亚粘土层）中的孔隙水及基岩中的裂隙水。孔隙水主要接受大气降水的补给，具有“下雨有水、无雨干涸”的特点，水量较小。基岩裂隙水接受大气降水及上部孔隙水的垂直入渗补给及同一含水层的侧向径流补给，就近向低洼处排泄，水量受季节性降水影响变化。总之，区内地下水贫乏，且渗透性弱。2.4.3地表、地下水化学特征根据相邻地段水样分析结果及本隧道段无明显污染源的事实，可以判定：隧道区地表水及地下水对混凝土无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。2.5地震与区域稳定性2.5.1地震基本烈度根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），勘察区50年超越概率10%地震动峰值加速度a=0.05g，特征周期T=0.35s，场地类型为中硬，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。根据湖北省建设厅颁发的《关于确定我省主要城镇地震设防烈度、地震设计加速度和设计分组的通知》（鄂建文2001[357]号），本区地震基本烈度取Ⅵ度。2.5.2地震安全性评价根据“湖北省地震构造分区图”，勘测区属于长江中下游地震带鄂东南地震构造区，地震主要为构造地震，而且都是浅源地震，但因震级小，对地表危害不大，记载不多。总体来讲，测区的地震活动并不强烈，发震次数少。自有记载以来，线路区及周边地区未发生过6级以上地震。因此，勘测区属地壳变化平缓的稳定区，破坏性地震少，对隧道建设的危害程度不大。隧道区地震基本烈度为Ⅵ度区，依据《公路抗震设计规范》（JTJ004-89）的有关规定，拟建隧道为分离式特长隧道，属重要工程，建议按Ⅶ度地震烈度设防，则其设计地震动峰值加速度a=0.1g，特征周期T=0.35s。2.5.3区域稳定性评价路线所处岩体区断层构造发震活动较弱，近代无强震记录，有记录的较强地震震级≤5级，在中国1°×1°均衡于重力异常图(王懋林，1982)，重力异常值均位于-10～10毫伽之间，位于我国东部较低的正异常与西部较高的负异常过渡地段，是均衡异常最接近于零的区域，说明地壳已达较高的均衡状态。在中国大地5°×5°平均自由空气重力异常图(魏梦华，1981)，重力异常值在5～10伽之间，是我国异常值最小也最稳定的地区之一，反映了现代应力作用十分微弱。综上所述，本隧道区段位于地壳相对稳定区块。2.6不良地质现象本次勘察，隧道区未发现明显的的不良地质现象。2.7岩爆问题2.7.1岩爆临界深度由于隧道埋深较大，且围岩为干燥、坚硬的花岗闪长岩，残余应力较高。施工时有可能发生岩爆。目前，国内外有关岩爆的文献不多。现根据侯发亮教授提出的岩爆临界深度公式：Hcr＝0.318Rb（1－μ）/γ/（3－4μ）其中Rb—岩石单轴抗压强度μ—岩石泊松比γ—岩石容重计算时取Rb＝80000kPa，μ＝0.23，γ＝26.5Kn/m3计算结果：岩爆临界深度Hcr＝355m因此本隧道施工时，洞身段右幅YK10+360～YK11+610，相应左幅ZK10+770～ZK11+600施工时应考虑岩爆问题。2.7.2岩爆发生强度的判别标准岩爆发生强度判别标准采用下述指标：σmax＞0.25σc：强烈岩爆～剧烈岩爆；σmax＝0.15～0.25σc：中等岩爆；σmax＜0.15σc：轻微岩爆或不发生；其中：σmax为最大地应力，无实测资料时取自重应力场中的垂直应力分量作为最大地应力值，即σmax＝γ×H，H为隧道埋深。根据上述判别指标，本隧道在YK10+800～YK11+200（ZK10+780～11+180）地段，隧道埋深380m～495m，可能发生中等岩爆。3工程地质条件评价3.1隧道进出口边仰坡稳定性评价隧道进口一带斜坡自然坡度18～24°，地表覆盖有第四系残坡积亚粘土，厚2.5～3.3m。下伏晋宁期花岗闪长岩，全风化厚度约10m。由于地下水微弱，斜坡自然稳定性尚好。但隧道开挖时全风化岩体易坍塌，故需进行超前支护。隧道出口一带斜坡自然坡度29～33°基岩出露较好，为弱风化紫红色砂岩夹页岩。岩体中无深大裂隙，地下水微弱，故斜坡自然稳定性较好。考虑到该斜坡为顺向坡，且页岩属软弱夹层，遇水易软化，隧道开挖时需注意防水，以免浅部局部岩体发生顺层滑动。3.2隧道围岩分级及分段根据隧道围岩分级标准（《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004））的有关规定，结合钻探、物探、岩土测试资料和区域资料，经综合分析，本隧道围岩可分为Ⅱ、Ⅲ、=4\*ROMANIV、Ⅴ等四级。具体分级分段情况及围岩性质见表3-1、表3-2。表3-1隧道右幅围岩级别分段划分一览表里程桩号围岩级别长度（m）工程地质概况水文地质YK9+681～YK9+750Ⅴ69围岩为薄层残坡积物和全-强风化花岗闪长岩，岩体破碎、岩芯呈砂状。雨季渗水，水量较小。YK9+750～YK9+830Ⅳ80围岩为弱风化花岗闪长岩，岩质坚硬，岩体破碎，岩芯呈碎块状、短柱状。雨季渗水，水量小。YK9+830～YK10+800Ⅲ970围岩为弱风化花岗闪长岩,岩质坚硬，岩体较破碎，岩芯呈柱状。洞室干燥。YK10+800～YK11+400Ⅱ600围岩为微风化花岗闪长岩,岩质坚硬，岩体较完整，岩芯呈长柱状，柱状。洞室干燥。YK11+400～YK11+840Ⅲ440围岩为弱～微风化花岗闪长岩,岩质坚硬，岩体较破碎，岩芯呈柱状、碎块状，两种不同岩性的岩层接触带。洞室干燥。YK11+840～YK11+930Ⅳ90围岩为弱～微风化砂岩,岩质较软，岩体较破碎，岩芯呈柱状、碎块状，两种不同岩性的岩层接触带，夹薄层粉细碎屑岩。洞室干燥。YK11+930～YK13+060Ⅲ1130围岩为弱～微风化砂岩,中－厚层状结构，岩质较软，岩体较完整，岩芯呈柱状，夹薄层粉细碎屑岩。洞室干燥。YK13+060～YK13+155Ⅳ95围岩为弱风化花岗闪长岩,岩质坚硬，岩体较破碎，岩芯呈柱状、碎块状，两种不同岩性的岩层接触带，夹薄层粉细碎屑岩。雨季渗水，水量小。YK13+155～YK13+197Ⅴ42围岩为薄层残坡积物和全-强风化花岗闪长岩，岩体破碎、岩芯呈砂状。雨季渗水，水量较小。表3-2隧道左幅围岩级别分段划分一览表里程桩号围岩级别长度（m）工程地质概况水文地质ZK9+653～ZK9+710Ⅴ57围岩为薄层残坡积物和全-强风化花岗闪长岩，结构松散，岩体破碎、岩芯呈砂状。雨季渗水，水量较小。ZK9+710～ZK9+800Ⅳ90围岩为弱风化花岗闪长岩，岩质坚硬，岩体破碎，岩芯呈碎块状、短柱状。雨季渗水，水量小。ZK9+800～ZK9+800Ⅲ1000围岩为弱风化花岗闪长岩,岩质坚硬，岩体较破碎，岩芯呈柱状。洞室干燥。ZK9+800～ZK11+360Ⅱ560围岩为弱～微风化花岗闪长岩,岩质坚硬，岩体较完整，岩芯呈长柱状，局部碎块状。洞室干燥。ZK11+360～ZK11+860Ⅲ500围岩为弱～微风化花岗闪长岩,岩质坚硬，岩体较破碎，岩芯呈柱状、碎块状，两种不同岩性的岩层接触带。洞室干燥。ZK11+860～ZK11+950Ⅳ90围岩为弱～微风化砂岩,岩质较软，岩体较破碎，岩芯呈柱状、碎块状，两种不同岩性的岩层接触带，夹薄层粉细碎屑岩。洞室干燥。ZK11+950～ZK13+080Ⅲ1130围岩为弱～微风化砂岩,中－厚层状结构，岩质较软，岩体较完整，岩芯呈柱状，夹薄层粉细碎屑岩。洞室干燥。ZK13+080～ZK13+145Ⅳ65围岩为弱风化花岗闪长岩,岩质坚硬，岩体较破碎，岩芯呈柱状、碎块状，两种不同岩性的岩层接触带，夹薄层粉细碎屑岩。雨季渗水，水量小。ZK13+145～ZK13+195Ⅴ50围岩为薄层残坡积物和全-强风化花岗闪长岩，结构松散，岩体破碎、岩芯呈砂状。雨季渗水，水量较小。3.3隧道围岩分段评价本隧道为分离式双洞越岭隧道，设计洞底标高在210.0～241.0m之间，东南高西北低。由于其左右幅工程地质条件大致相当，现以右幅为准对其工程地质条件分段评述如下。隧道进口段YK9+681～YK9+750（ZK9+653～ZK9+710）段：长69（左幅57m）米，围岩为薄层残坡积物和全-强风化花岗闪长岩，结构松散，岩体破碎、岩芯呈砂状，纵波波速Vp=480～560m/s，围岩级别为Ⅴ级。围岩极不稳定，成洞条件差，特别是雨季施工会有渗水，开挖易坍塌，需超前支护并加强防水措施。洞身YK9+750～YK9+830（ZK9+710～ZK9+800）段：长80（左幅90m）米，围岩为弱风化花岗闪长岩，岩质坚硬，岩体破碎，岩芯呈碎块状、短柱状，纵波波速Vp=3630～3680m/s，围岩级别为Ⅳ级。围岩稳定性差，开挖易掉块或小规模坍塌，加强支护，加强防水。洞身YK9+830～YK10+800（ZK9+800～ZK10+800）段：长970（左幅1000m）米，围岩为弱风化花岗闪长岩,斑状结构，块状构造，岩质坚硬，岩体较完整，岩芯呈柱状、短柱状，围岩级别为Ⅲ级。本段围岩稳定性较好，但局部节理发育段可能会发生掉块，洞室较干燥，一般无水，需及时采取防护措施。洞身YK10+800～YK11+400（ZK10+800～ZK11+360）段：长600（左幅560m）米，本段为隧道深埋段。根据本次综合勘探成果，本段隧道围岩为微风化花岗闪长岩，斑状结构，块状构造，岩质坚硬、新鲜、完整，稳定性较好，围岩级别为Ⅱ级。洞室基本干燥。建议隧道设计时考虑局部加强衬砌。洞身YK11+400～YK11+840（ZK11+360～ZK11+860）段：长440（左幅500m）米，围岩为弱～微风化花岗闪长岩,岩质坚硬，岩体较破碎，岩芯呈柱状、碎块状，围岩级别为Ⅲ级。洞室基本干燥，目前分界面是依据物探、钻探等资料推测。建议隧道施工期间采取动态设计、施工，及时采取防护措施。洞身YK11+840～YK11+930（ZK11+860～ZK11+950）段：长90米。围岩为晋宁期花岗闪长岩与震旦系莲沱组砂岩,两套岩层呈角度不整合接触，裂隙发育，岩体较破碎，围岩级别为Ⅳ级，两种不同岩性的岩层接触带洞身YK11+930～YK13+060（ZK11+950～ZK13+080）段：长1130米，围岩为震旦系弱～微风化砂岩,细粒结构，中-厚层状结构，岩质较软，岩体较完整，岩芯呈柱状，夹薄层粉细碎屑岩，倾向146°左右，倾角12°左右，围岩级别为Ⅲ级。洞室基本干燥，雨季可能有裂隙渗水，本段围岩总体较完整，稳定性较好，但局部节理发育段可能会发生掉块或小规模坍塌，需及时采取防护措施洞身YK13+060～YK13+155（ZK13+080～ZK13+145）段：长95（左幅65m）米。围岩为弱风化花岗闪长岩,岩质坚硬，岩体较破碎，岩芯呈碎块状，纵波波速Vp=3050～3150m/s，围岩级别为Ⅳ级。洞室基本干燥，两种不同岩性的岩层接触带分界面，是依据物探、钻探等资料推测。建议隧道施工期间采取动态设计、施工。隧道出口YK13+155～YK13+197（ZK13+145～ZK13+195）段：长42（左幅50m）米。围岩为薄层残坡积物和全-强风化花岗闪长岩，结构松散，岩体破碎、岩芯呈砂状，围岩不稳定，成洞条件差，纵波波速Vp=560～580m/s，围岩级别为Ⅴ级。特别是雨季施工会有较多渗水，开挖易坍塌，需超前支护并加强防水措施。3.4隧道围岩物理力学性质根据现场勘测及室内试验结果，参考同类工程经验数据，本隧道各级围岩物理力学参数如表3-3所示。表3-3隧道各级围岩物理力学指标岩石类别花岗闪长岩砂岩围岩级别=2\*ROMANIIⅢⅣⅤⅢⅣⅤ推荐物理力学参数密度（g/cm3）2.772.752.52.22.662.62.2变形模量E(GPa)301851.01021.0泊松比0.230.280.350.40.30.40.45弹性抗力系数k(MPa/m)1500800400100600350100摩擦角ψ(°)55453525423225粘聚力C（MPa）1.50.80.40.10.70.30.1计算摩擦角ψc(°)756555456050404结论与建议1.隧道位于剥蚀中低山区，隧址范围及附近未见大的断裂、滑坡及崩塌现象，其整体稳定性较好适宜修建隧道。2.隧道进出口一带边仰坡的自然稳定性尚好。但进口处有残坡积土，其下全风化花岗闪长岩厚达10m。故隧道施工时应采取超前支护；出口一带斜坡属顺向坡，基岩为砂岩夹页岩，节理裂隙发育。因此隧道开挖时需注意防水，以免浅部岩体顺页岩层面发生顺层滑动。3.本隧道穿越了晋宁期（Pt3δο32)花岗闪长岩和震旦系下统莲沱组（Z1l）砂岩两种不同岩性的地层4.本隧道右洞Ⅱ级围岩长600米，占隧道全部围岩长度的18.8%；Ⅲ级围岩2540米，占隧道的72.2%；Ⅳ级围岩265米，占隧道7.5%；Ⅴ级围岩111米，占隧道的3.2%。左洞Ⅱ级围岩长560米，占隧道全部围岩长度的15.8%；Ⅲ级围岩2630米，占隧道的74.3%；Ⅳ级围岩245米，占隧道6.9%；Ⅴ级围岩107米，占隧道的3.0%。5.洞身埋深大导致围岩地应力大且围岩局部裂隙发育，开挖易坍塌，施工期间需加强动态监测和支护。6.区内地震基本烈度为六度，隧道工程应按设计基本地震加速度a=0.10g，地震动反应谱特征周期T=0.35s7.隧道范围地下水微弱。地下水对混凝土无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。施工过程中要做好洞口段雨季防渗、排水措施。8.经计算，岩爆临界深度Hcr＝355m。因此本隧道施工时，洞身段YK10+360～YK11+610，相应左幅ZK10+770～ZK11+600施工时应考虑岩爆问题。本隧道在YK10+800～YK11+200（ZK10+780～11+180）地段，隧道埋深380m～495m，可能发生中等岩爆（岩爆Ⅱ级）。因此施工时，对中等岩爆（岩爆Ⅱ级）地段应采取短进尺、多循环的开挖方式及超前钻孔注水措施，以减少岩石内部应力。同时采取信息化施工方法，加强隧道掌子面和洞室内壁的监控量测。9.隧道围岩对应的土石工程分级见下表：岩土名称状态围岩级别对应土石类别对应土石等级块石土松散Ⅴ普通土Ⅱ含砾亚粘土软塑Ⅴ松土Ⅰ花岗闪长岩全风化Ⅴ硬土Ⅲ强风化Ⅳ软石Ⅳ弱～微风化Ⅱ～Ⅳ次坚石Ⅴ砂岩弱～微风化Ⅲ～Ⅳ软石Ⅳ10.经检测，隧道围岩中花岗闪长岩天然放射性核素的放射性比活度符合A类装修材料的限量要求，表明隧道工程中可不考虑围岩的天然放射性。三峡翻坝公路（第3合同段）陶家溪隧道工程地质勘察说明书1前言拟建陶家溪隧道位于宜昌市秭归县茅坪镇秋千坪村附近。拟设计为分离式隧道，走向约南东133°，洞室净空10.25×5.0m。右幅起止里程桩号为YK13+312～YK13+567，全长255m；左幅ZK13+315～ZK13+565，全长250m，隧道最大埋深约50米，属浅埋短隧道。进口洞门型式为端墙式；出口为削竹式。勘察外业于2007年8月～2007年10月进行，勘察工作量如表1-1所示：表1-1实物工作量统计一览表项目单位工作量说明地质调绘Km20.121:2000平面图钻探技术孔m/孔90.0/4初勘利用孔岩样组2动力触探试验次2地震折射波法m/条460/4进、出口段各2条2工程地质条件2.1地形地貌拟建隧道位于构造侵蚀剥低山缓坡地段，自然坡度一般13°，附近有村庄和乡村公路通过，交通方便。2.2地质构造隧道区在大地构造位置上属扬子准地台（上）黄陵小区，位于燕山期构造运动产生的黄陵背斜东南翼，次级褶皱不发育。区内岩层产状146°∠12°，岩体中主要发育三组节理：1）25°∠78°，间距5-10cm，迹长大于3米；2）274°∠81°，间距5-10cm，3）305°∠66°，间距0.3-1米，迹长1米左右。2.3地层岩性本次勘察表明，隧道区地表多为第四系崩积体碎石、块石，下伏震旦系莲沱组（Z1l）砂岩。现将隧道深度范围内的地层概述2.3.1第四系覆盖层①碎、块石土(Q4c+dl+del)：杂色，母岩为长石砂岩及岩屑砂岩，直径5-25cm，含量约65%，呈棱角状，松散，浅表含有植物根系。该层厚度3.7～9.0m2.3.2震旦系莲沱组（Z1l)砂分布于整个隧道区，紫红色、灰绿色，薄～中厚层状构造，细粒结构，主要矿物成分为石英、长石，节理裂隙较发育。该层按风化程度可分2个亚层：②-1强风化砂岩（Z1l）：紫红色、灰绿色，细粒结构，层状构造，裂隙发育，局部铁锰质渲染。该层厚度2.1～15.2m，推荐极限摩阻力τi=140kPa，承载力〔σO〕＝600②-2弱风化砂岩（Z1l）：紫红色、灰绿色，细粒结构，层状构造，主要矿物成份为石英、长石，裂隙较发育，为铁锰质或泥质充填。推荐极限摩阻力τi=180kPa，承载力〔σO〕＝1600kPa。其饱和单轴抗压强度RC2.4水文地质条件2.4.1.地表水隧道范围未见地表水体，大气降水形成的面流向低洼处排泄畅通，水量大小受季节性影响和控制。两端外侧有山涧小溪，相距较远，且隧道标高高于水位标高约30.0m，故对隧道无影响。2.4.2地下水隧道地下水主要为赋存于山体表层残积层中的孔隙水及基岩中的裂隙水。孔隙水主要接受大气降水的补给，具有“下雨有水、无雨干涸”的特点，水量较小。基岩裂隙水接受大气降水及上部孔隙水的垂直入渗补给及同一含水层的侧向径流补给，就近向低洼处排泄，水量受季节性降水影响变化。总之，地下水相对贫乏，渗透性不强。2.4.3地表、地下水化学特征据水样分析结果，隧道区地表水及地下水对混凝土无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。2.5地震与区域稳定性2.5.1地震基本烈度隧道区所属宜昌市地震基本烈度为六度，地震动峰值加速度为0.05g、地震动反应谱特征周期为0.35s。依据《公路抗震设计规范》的有关规定，拟建隧道应按七度设防，其设计基本地震动加速度a=0.10g，地震动反应谱特征周期T=0.35s2.5.2区域稳定性评价路线所处岩体区断层构造发震活动较弱，近代无强震记录。在中国1°×1°均衡于重力异常图(王懋林，1982)，重力异常值均位于-10～10毫伽之间，位于我国东部较低的正异常与西部较高的负异常过渡地段，是均衡异常最接近于零的区域，说明地壳已达较高的均衡状态。在中国大地5°×5°平均自由空气重力异常图(魏梦华，1981)上，重力异常值在5～10伽之间，是我国异常值最小也最稳定的地区之一，反映了现代应力作用十分微弱。综上所述，本隧道区段位于地壳相对稳定区块。2.6不良地质现象隧道顶部陡坡上基岩裸露，为震旦系下统莲沱组薄－厚层紫红色砂岩夹薄层页岩。由于多组节理（同上）切割岩体，岩体被切割成块状。页岩夹层易风化剥蚀、遇水崩解。当顺层裂隙进一步张开特别是页岩夹层逐渐剥离脱落后，上部块状岩体失去支撑而崩塌。崩塌体在平面上呈半圆形，直径约360m，厚度一般3～9m，出口一带稍大。成分为碎、块石（母岩为砂岩），推测崩塌时伴随有局部的浅层滑动。崩塌体内无水流，目前处于稳定状态。3工程地质条件评价3.1隧道进出口边仰坡稳定性评价隧道进出口一带斜坡坡度约13°，表层为崩塌堆积体，且伴有一定的浅层滑动，故开挖洞口可能导致堆积体的滑动失稳。隧道施工时应予以加固，或将进、出口一带不稳定体全部清除后以明洞接之。3.2隧道围岩分级及分段根据《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）的有关规定，经分析，本隧道围岩可分为Ⅳ、Ⅴ等二级。具体分级分段情况及围岩性质见表3-1。表3-1隧道围岩级别分段划分一览表里程桩号围岩级别长度（m）工程地质概况水文地质YK13+312～YK13+335Ⅴ23围岩为零星覆盖崩坡积块石土及强风化砂岩，裂隙发育，岩体破碎，岩质较软，易掉块、坍塌。雨季顺裂隙渗水。ZK13+315～ZK13+34025YK13+335～YK56+515Ⅳ180围岩为弱风化砂岩，裂隙轻微发育，岩体较完整。洞室基本干燥ZK13+340～ZK13+490150YK13+515～YK13+567Ⅴ52围岩为厚层块石土、强风化砂岩，薄－厚层状构造，裂隙较发育，岩体破碎，岩质较软，易掉块、坍塌。雨季顺裂隙渗水ZK13+490～ZK13+565753.2隧道围岩稳定性评价本隧道为分离式双洞越岭隧道，设计洞底标高在240～246m之间。由于隧道区岩性单一，构造简单，左右两幅工程地质条件相差不大，现据勘探结果，评述如下（括号内为左幅）：隧道进口段YK13+312～YK56+335（ZK13+315～ZK13+340）段：长23（左幅25m）米。围岩为零星覆盖的第四系崩坡积块石土和强风化砂岩，薄-中厚层状构造，裂隙发育，岩体破碎，岩质较软，纵波波速Vp=530～660m/s，围岩划分为Ⅴ级。开挖易坍塌，雨季岩石裂隙渗水。建议超前支护或清除洞口处碎块石并接明洞洞身YK13+335～YK13+515（ZK13+340～ZK13+490）段：长180（左幅150m）米。围岩为弱风化砂岩，局部夹泥、页岩，裂隙较发育，岩体较破碎，洞顶埋深较小，纵波波速Vp=2650～2850m/s，围岩划为Ⅳ级洞。室基本干燥，局部掉块，局部易坍塌，需加强支护。隧道出口段YK13+515～YK13+567（ZK13+490～ZK13+565）段：长52（左幅75m）米。围岩为第四系崩滑体碎、块石土和强风化砂岩，薄－中厚层状构造，裂隙发育，岩体破碎，岩质较软，成洞条件差，纵波波速Vp=540～590m/s，围岩划为Ⅴ级。雨季基岩裂隙渗水，隧道施工施工时堆积体滑动失稳的可能性较大，因此建议清除碎块石后修明洞。3.3隧道围岩物理力学性质根据现场勘测及室内试验结果，参考同类工程经验数据，本隧道各级围岩物理力学参数如表3-3所示。表3-3隧道各级围岩物理力学指标岩石类别含砾砂岩围岩级别ⅣⅤ推荐物理力学参数密度（g/cm3）2.52.2变形模量E(GPa)51.0泊松比0.350.4弹性抗力系数k(MPa/m)400100摩擦角ψ(°)3525粘聚力C（MPa）0.40.1计算摩擦角ψc(°)55454结论与建议1.隧道位于构造剥蚀低山缓坡地带。地表有覆盖3.0～9.0的第四系崩塌堆积体，出口一带厚度稍大，下伏震旦系莲沱组（Z1l）砂岩，岩层产状146°∠12°。由于岩层倾角较缓，故斜坡不存在深层滑动的可能。自然状态下崩塌体处于基本稳定状态，但隧道施工时进、出口一带堆积体极易发生滑动失稳，2.本隧道围岩主要有碎、块石（进出口一带）及强～弱风化砂岩。右幅Ⅳ级围岩180米，占隧道全部围岩的70.6%；Ⅴ级围岩72米，占29.4%。左幅Ⅳ级围岩150米，占隧道全长的60%，Ⅴ级围岩100m3.隧道表层的碎、块石土透水性强，砂岩岩体裂隙较发育，岩体较破碎。雨季基岩裂隙水下渗，局部掉块，建议加强支护，并做好雨季防渗、排水措施。4.隧道区地震基本烈度为六度。依据《公路抗震设计规范》(JTJ004-89)的有关规定，拟建隧道属重要工程，应按基本地震加速度a=0.10g，地震动反应谱特征周期T=5.施工应尽量避开雨季。地表水、地下水对混凝土无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。6.隧道围岩对应的土石工程分级见下表：岩土名称状态围岩级别对应土石类别对应土石等级碎、块石土松散Ⅴ松土Ⅰ砂岩强风化Ⅳ软石Ⅳ弱风化Ⅲ次坚石Ⅳ三峡翻坝公路（第3合同段）季家坡隧道工程地质勘察说明书1前言拟建季家坡隧道进口位于宜昌市三斗坪镇高家老屋附近，出口位于艾家河左岸季家坡。设计为分离式隧道，走向约140°。左幅起迄桩号ZK13+728～ZK17+255，长3527.0米；右幅起迄桩号YK13+726～YK17+310，长3584.0米。隧道底部设计标高约248～304m，最大埋深约440米，属特长深埋隧道。右幅出口为削竹式洞门，其余洞门均为端墙式。洞室净宽10.25为满足施工图设计需要，根据隧道的特点，我院于2007年8月～2007年10月主要采用地调、物探、钻探等手段对隧道区进行了详勘工作，勘察工作量详见表1-1：表1-1实物工作量统计一览表项目单位工作量说明地质调绘Km21.41:2000平面图钻探技术孔m/孔916.83/7初勘利用孔4个岩样组24水位观测孔/次7/7初见、稳定水位超声波测井m/孔117.5/1瞬变电磁法米/条6890/2左、右幅各1条纵测线地震折射波法m/条460/4进、出口各2条横测线本次工程地质勘察主要依据《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）、《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）等技术规范、规定执行。钻探、取样、原位测试、室内岩土试验以及地调、物探等均按公路行业相关规程、规范执行。2工程地质条件2.1地形地貌拟建隧道地处构造剥蚀－侵蚀溶蚀低山丘陵地貌单元，山顶最大高程743.4m，山体相对高差50～200m，自然坡度一般19～38°，冲沟不发育。总体地势中间高，两头低，出口比进口略高。区内地面高程在282m～715m此外，隧道进、出口一带及中部斜坡地带有乡村公路穿行，交通较为便利。2.2地质构造隧道区在大地构造位置上属扬子准地台（上）黄陵小区，位于燕山期构造运动产生的黄陵背斜南东翼，该背斜由核部晋宁花岗闪长岩，翼部震旦系、寒武系和白垩系地层组成的单斜构造，无次级褶皱发生。隧道区内未发现大的断裂。区内出露地层较多，主要有震旦系南沱组暗灰、灰绿色冰碛砾岩，冰碛含砾砂岩；陡山沱组薄－中厚层白云岩；灯影组灰白色中厚层状白云岩夹黑色薄层白云岩；寒武系下统水井沱组灰黑色、黑色页岩、炭质页岩夹灰岩薄层或透镜体。除南沱组地层外，节理裂隙较发育。陡山沱组节理发育两组：①走向115°，近直立；②320-340°∠70-80°。灯影组节理发育四组：①15-20°∠78-81°，间距10-20cm；②走向26-40°，近直立，间距0.5m，迹长大于20m；③走向5°，近直立，间距0.5m，迹长大于20m；④330°∠53°，间距0.3m，迹长大于5m。水井沱组主要发育2组节理：①走向130°，近直立，间距20cm，迹长大于5m；②走向40°，近直立，间距1m，迹长大于0.5米。2.3地层岩性隧道通过区以震旦系莲沱组（Z1l）砂岩、南沱组（Z1n）砂砾石层、陡山沱组（Z1d）中薄层硅质条带白云岩及页岩、灯影组(Z2dn)硅质白云岩，寒武系下统水井沱组∈1s页岩、含炭质灰岩为主。岩层产状145～167°∠8～16°寒武系（∈）水井沱组（∈1s）：为一套黑色岩系，下部以黑色碳质页岩为主，夹黑色碳质“锅底灰岩”；上部以薄层泥灰岩为主，夹碳质页岩，与下伏灯影组平行不整合接触。其饱和单轴抗压强度RC=15～25Mpa。震旦系（Z）灯影组（Z2dn）：为一套厚度较大的碳酸盐岩岩系，主要为中-厚层状微细-中晶硅质白云岩，富藻白云岩，硅质纹带或结核状白云岩，角砾状白云岩，白云质磷块岩。形成“两白夹一黑”的颜色特征，与下伏陡山沱组为整合接触。其饱和单轴抗压强度RC=40MPa，陡山沱组（Z2d）：为一套灰黑色、黄褐色薄层至板状硅质灰岩、白云质灰岩，间夹硅质层，其饱和单轴抗压强度RC=65MPa。，南沱组（Z1n）：为砾岩，含砾砂岩，砂岩。砾石成分复杂，以下伏岩层的砾石为主，大小混杂，分选性差，易风化脱落，多为泥砂质，层理不清，属大陆冰川沉积，其饱和单轴抗压强度RC=20～30MPa。莲沱组（Z1l）：紫红色、灰绿、灰白色薄－厚层状岩屑砂岩、长石石英砂岩、石英砂岩。细粒结构，中～厚层状构造，矿物成分以石英、长石及粘土矿物为主，其饱和单轴抗压强度RC2.4水文地质条件2.4.1.地表水隧道进、出口下方有冲沟洼地，进口侧下方有陶家溪溪沟，溪沟落差较大，水流不大；出口端下方为艾家河，勘察期间水深0.2～0.5m，水流自西南蜿蜒流向东北，具暴涨暴跌特点。小溪及河水位低于隧道标高约30.0m，对隧道影响较小。2.4.2地下水区内地下水有第四系孔隙水、基岩裂隙水及岩溶水。其中岩溶水分布不均衡，局部水量较大，且具承压性。均接受大气降水的补给，呈季节性变化。其中岩溶水主要赋存于灯影组白云岩岩溶洞隙及少量断层中，通过地下岩溶管道向地表河流集中排泄。2.4.3地表水、地下水化学特征水质分析资料表明，隧道区地下水对混凝土不具腐蚀性，但对钢结构具弱腐蚀性。2.5地震与区域稳定性2.5.1地震基本烈度根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），勘察区50年超越概率10%地震动峰值加速度a=0.05g，特征周期T=0.35s，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。2.5.2地震安全性评价根据“湖北省地震构造分区图”，勘测区属于长江中下游地震带鄂东南地震构造区，地震主要为构造地震，而且都是浅源地震，但因震级小，对地表危害不大，记载不多。总体来讲，测区的地震活动并不强烈，发震次数少。自有记载以来，线路区及周边地区未发生过6级以上地震。总而言之，勘测区属地壳变化平缓的稳定区，破坏性地震少，对隧道建设的危害程度不大。隧道区地震基本烈度为Ⅵ度区，依据《公路抗震设计规范》（JTJ004-89）的有关规定，拟建隧道为分离式特长隧道，属重要工程，建议按Ⅶ度地震烈度设防，则其设计地震动峰值加速度a=0.1g，特征周期T=0.35s。2.5.3区域稳定性评价路线所处岩体区断层构造发震活动较弱，近代无强震记录，有记录的较强地震震级≤5级，在中国1°×1°均衡于重力异常图(王懋林，1982)，重力异常值均位于-10～10毫伽之间，位于我国东部较低的正异常与西部较高的负异常过渡地段，是均衡异常最接近于零的区域，说明地壳已达较高的均衡状态。在中国大地5°×5°平均自由空气重力异常图(魏梦华，1981)上，重力异常值在5～10伽之间，是我国异常值最小也最稳定的地区之一，反映了现代应力作用十分微弱。综上所述，本隧道区段位于地壳相对稳定区块。2.6不良地质现象岩溶为隧道区主要的不良地质现象。（1）隧道区主要岩溶层为震旦系灯影灰岩，其厚度约450m，是区域中等岩溶层。由于产状平缓，在隧道区大面积出露。地表主要以干谷为主，局部发育洼地。大量的干谷在岩溶台面上，河谷较宽缓，并多有水流，逐渐渗漏，表明这些干谷是大气降水和地表水输入地下的重要通道。区内的溶洞多为小型溶洞，且为多沿裂隙发育的裂缝状溶洞，此外，也有沿层面发育的小型溶洞。（2）灯影组白云岩中岩溶发育的重要特点是岩溶发育的不均一性，一般岩体较完整时，岩溶发育微弱，仅含少量裂隙水，岩溶发育主要集中在少量断层及裂隙带中，并集中溶蚀一侵蚀成较大通道，并成为地下水集中通道。区内走向NE50°的纵张裂隙带及走向325°～350°的横张裂隙带是岩溶最可能集中发育带，特别是后者与隧道走向近一致。（3）沿裂隙带，岩溶发育深度较大，根据物探资料，已发育到硐身部位。其中K15+400～K15+500可能是沿底部界而发育的岩溶带。K15+750～K15+900及K16+150～K16+250可能是沿构造裂隙发育的强岩溶带。隧道区浅表岩溶形态一览表位置及范围长度（m）岩溶形态发育特征备注YK14+630右25m4溶洞发育于震旦系灯影组白云岩中,岩层产状158°∠9°，位于陡坎下方，呈半球形，直径4.0m，高2.0m，洞壁滴水严重，下方有一泉眼，流量10-20.0ml/s。施工时应将泉水引出。YK14+680右105m泉泉水源自岩溶水，大致从320°方向流出，流量0.4-0.5l/s。位于隧道洞身上方。YK14+895右95m2溶洞发育于震旦系灯影组白云岩中,洞身大致走向60-90°，洞口直径约2.5m，向内略小，深约10.0m，洞内见石钟乳,并伴有滴水。位于季家坡隧道洞身表部，该洞本身对隧道稳定性影响不大YK15+050右10m泉泉水源自岩溶水，大致从320°方向流出，流量0.5l/s。位于隧道洞身上方。ZK16+010右10m4溶洞位于陡坎下，发育于寒武系水井沱组灰岩中，洞口呈圆形，直径约4.0m，可见深度约8.0m，洞内见石钟乳及石钟笋。溶洞走向大致340°，并有泉水流出，流量约0.5l/s，长年不断。位于隧道洞身上方。岩溶水（1）含水层组灯影组白云岩是区内中等岩溶含水层，可能为岩溶裂隙水含水层。陡山沱组薄板状硅层岩层可视为相对隔水层。水井沱组黑色泥页岩也是相对隔水层。（２）岩溶水系统本区灯影组白云岩层形成分布广泛的岩溶裂隙水系统，但在含水体中存在一些由裂隙带溶蚀扩大而成强径流带,某些部位发育成地下河。调查发现隧道区发育了龙洞窝地下河，出口位于隧道出口端北东800m的艾家河左岸，高出河面2m，标高265m。2007年5月14日流量为20L/s，该地下河可能沿北西向正断层向水田坪洼地一带延伸。根据季家坡隧道勘探孔，漏水地段在孔深293m处，估计地下水位标高为302m左右。3工程地质条件3.1隧道进出口边仰坡稳定性评价隧道进口一带斜坡自然坡度33～46°，右幅较陡，出露震旦系南沱组含砾砂岩，节理裂隙发育；出口一带斜坡自然坡度约20°，出露基岩为寒武系水井沱组黑色炭质页岩夹灰岩，发育2组近直立的共轭节理。进出口附近岩体中均无深大裂隙，岩层倾角小，为非含水岩组，故边仰坡的整体稳定性尚好。3.2隧道围岩级别划分及工程特性根据隧道围岩分级标准（《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004））的有关规定，结合钻探、物探、岩土测试和地调资料综合分析，本隧道围岩可分为Ⅲ～Ⅴ三级。分级情况及围岩性质见表3-1、表3-2。表3-1隧道右幅围岩级别分段划分一览表里程桩号围岩级别长度（m）工程地质概况水文地质YK13+726～YK13+745Ⅳ19围岩为强风化紫红色砂岩夹页岩,裂隙较发育，岩体较破碎～破碎。雨季地表水顺裂隙入渗，洞室潮湿。～YK14+240Ⅳ495围岩为莲沱组砂岩与南沱组冰碛砾岩接触带，砂岩夹20-30cm的页岩软弱层，节理裂隙发育，岩体较破碎。洞室潮湿，点滴状出水。～YK14+500Ⅲ260围岩为灰绿色块状冰碛砾岩、含砾砂岩，局部夹砂岩、页岩。岩体节理裂隙不发育，岩体较完整。无水或点滴状渗水。～YK14+600Ⅳ100围岩为灰绿色块状冰碛砾岩与陡山沱组中厚层白云岩接触带，局部为泥质灰岩夹页岩，节理裂隙较发育，白云岩局部岩溶较发育，岩体局部较破碎。洞室潮湿，雨季可能渗水。～YK14+910Ⅲ310围岩为薄层－中厚层白云岩，含燧石条带白云岩或硅质白云岩、白云质灰岩、泥质灰岩夹黑色页岩。局部节理裂隙较发育，岩体较完整，局部岩溶发育。无水或点滴状渗水。～YK15+010Ⅳ100围岩为薄层－中厚层白云岩，含燧石条带白云岩或硅质白云岩，洞身上部岩溶较发育，局部岩体破碎。岩溶水，雨季水量较大。～YK15+400Ⅲ390围岩为薄层－中厚层白云岩，含燧石条带白云岩或硅质白云岩、白云质灰岩、泥质灰岩夹黑色页岩。局部节理裂隙较发育，岩体较完整，局部岩溶发育。岩体波速Vp＝5400m/s（声波）。洞室内潮湿，雨季滴水或渗水。～YK15+920Ⅳ520灰白色中厚层状震旦系陡山沱组白云岩及灯影组白云岩，局部含燧石结核或条带白云岩或硅质白云岩,局部为炭质页夹泥质页岩,物探显示此段岩溶较发育，岩体较破碎～较完整。岩体波速Vp＝2200m/s（声波）。岩溶水为主,洞室开挖时渗水较重,可能发生涌水突泥。～YK16+140Ⅲ220围岩为灰白色层状白云岩，含燧石条带白云岩或硅质白云岩，局部为薄板状白云岩，局部可见岩溶现象。岩体波速Vp＝5020m/s（声波）。岩溶水，点滴状渗水。～YK16+300Ⅳ160围岩为灰白色弱风化薄～中厚层状白云岩，物探显示洞室段岩溶发育，岩体较破碎。管道岩溶水，雨季水量极大。～YK16+480Ⅲ180围岩为灯影组弱风化白云岩，隐晶结构，薄～中厚层状构造，岩溶发育较少，岩体总体较完整。岩溶水，点滴状渗水。～YK16+640Ⅳ160围岩为白云岩，物探显示低阻异常区，岩溶发育，并地调推测此段会发生涌水现象。岩溶水发育，可能发育涌水或突泥。～YK16+800Ⅲ160围岩为灰白色中厚层状白云岩，隐晶结构，层状构造，岩溶发育一般，岩体较完整。洞室滴水或渗水，一般较潮湿。～YK17+230Ⅳ430围岩为灯影组白云岩与寒武系水井沱组灰黑色炭质页岩与中厚层炭质灰岩互层接触带，局部物探低阻异常区，局部岩溶发育，但页岩质软性脆，岩体较完整。无水或点滴状渗水。～YK17+310Ⅳ80围岩为强～弱风化灰黑色炭质页岩夹炭质灰岩，泥质结构，薄层状构造，节理裂隙较发育，岩体较破碎。基岩裂隙水，雨季滴水或渗水。表3-2隧道左幅围岩级别分段划分一览表里程桩号围岩级别长度（m）工程地质概况水文地质ZK13+728～ZK13+760Ⅴ32围岩为强风化紫红色砂岩夹页岩。岩体节理裂隙较发育，岩体较破碎，位于冲沟边缘，略受偏压影响。洞室潮湿，雨季渗水。～ZK14+260Ⅳ500围岩为弱风化紫红色砂岩与冰碛砾岩接触带，局部节理裂隙发育，岩体较破碎。雨季滴水或渗水。～ZK14+480Ⅲ220围岩为南沱组灰绿色块状冰碛砾岩、含砾砂岩，局部夹砂岩、页岩。岩体节理裂隙不甚发育，岩体较完整。无水或点滴状渗水。～ZK14+580Ⅳ100围岩为灰绿色块状冰碛砾岩、含砾砂岩与陡山沱组薄层－陡山沱组中厚层灰质白云岩接触带，局部为泥质灰岩夹页岩，节理裂隙较发育，白云岩局部岩溶较发育，岩体局部较破碎。基岩裂隙水与岩溶水；点滴状渗水。～ZK14+900Ⅲ320围岩为薄－中厚层状灰质白云岩，含燧石条带白云岩或硅质白云岩、白云质灰岩、泥质灰岩夹黑色页岩。局部节理裂隙较发育，岩体较完整，局部岩溶发育。基岩裂隙水与岩溶水，点滴状渗水。～ZK15+000Ⅳ100围岩为薄层－中厚层白云岩，含燧石条带白云岩或硅质白云岩，洞身上部物探显示岩溶较发育，局部岩体破碎。岩溶水，雨季水量较大。～ZK15+380Ⅲ380围岩为薄层－中厚层白云岩，含燧石条带白云岩或硅质白云岩、白云质灰岩、泥质灰岩夹黑色页岩。局部节理裂隙较发育，岩体较完整，局部岩溶发育。基岩裂隙水与岩溶水；点滴状渗水。～ZK15+920Ⅳ540围岩为陡山沱组灰白色、浅灰色薄～中厚层状灰岩,硅质白云岩夹鲕状白云岩与灯影组薄～中厚层状白云岩接触,隐晶结构，层状构造，洞室物探显示为低阻异常区，又处于两岩性交替带，故岩溶较发育,岩石破碎。存在岩溶水，雨季水量极大，可能发生涌水突泥。～ZK16+140Ⅲ220灰白色层状白云岩,硅质白云岩,含燧石团块或条带,局部为灰黑色薄板状白云岩,岩溶发育一般,岩石较完整。基岩裂隙水或岩溶裂隙水。滴水，稍潮湿。～ZK16+260Ⅳ120围岩为灰白色中厚层状白云岩,硅质白云岩,含燧石团块或条带,局部为灰黑色薄板状白云岩,洞室上部物探为低阻异常区，推测岩溶发育,岩石较破碎。岩溶水，雨季水量极大，可能涌水突泥。～ZK16+540Ⅲ280围岩岩性同上，局部可见岩溶现象，岩体较完整。岩溶水，点滴状渗水。～ZK16+660Ⅳ120围岩之岩性同上，物探低阻异常，推测此段岩溶较发育，岩体较破碎。管道岩溶水，雨季水量极大。～ZK16+840Ⅲ180围岩为灰白色中厚层状白云岩，隐晶结构，层状构造,局部岩溶发育,岩石较破碎。岩溶水，点滴状渗水。～ZK17+200Ⅳ360围岩为震旦系灯影组薄～中厚层状白云岩与寒武系水井沱组灰黑色炭质页岩夹炭质灰岩接触带，可溶岩段物探显示低阻异常，可溶岩局部岩溶较发育，节理裂隙发育，岩体较破碎。岩溶水，裂隙水，雨季稍大。～ZK17+255Ⅳ55围岩为灰黑色炭质页岩夹炭质灰岩，局部为钙质页岩，岩溶不发育，岩体较破碎，岩质较软较脆。地表渗水及裂隙水，洞室稍潮湿。3.3隧道围岩稳定性评价本隧道为分离式双洞越岭隧道，岩性较复杂，岩溶较发育，现据勘探结果，对隧道围岩分段叙述如下：隧道进口YK13+726～YK13+745段：长19米。隧道围岩为强风化紫红色砂岩夹页岩，节理裂隙较发育，岩体较破碎。平时无水，雨季降水顺裂隙入渗，围岩欠稳定，易发生掉块或坍塌，纵波波速Vp=460～660m/s，该段属Ⅳ级围岩，隧道施工时隧道进口ZK13+728～ZK13+760段：长32米。围岩为强风化紫红色砂岩夹页岩，节理裂隙较发育，岩体较破碎，位于山间冲沟边缘地带，上部有不连续分布第四系残坡积层，略有偏压影响。平时无水，雨季降水顺裂隙入渗，围岩欠稳定，易发生掉块或坍塌，纵波波速Vp=2200～2300m/s，该段属Ⅳ级围岩，隧道施工时需超前支护并加强防水措施。洞身YK13+745～YK14+240（ZK13+760～ZK14+260）段：长495（左幅500m）米。围岩为紫红色砂岩，此段末端与冰碛砾岩接触带，局部节理裂隙发育，岩体较破碎～较完整，围岩级别为Ⅳ级，隧道开挖无支护时，侧壁基本稳定，拱顶易掉块或发生小范围坍塌。洞室基本无水或局部渗水，需加强支护。洞身YK14+240～YK14+500（ZK14+260～ZK14+480）段：长260（左幅220m）米。围岩为灰绿色块状冰碛砾岩、含砾砂岩，局部夹砂岩、页岩，节理裂隙不发育，岩体较完整，围岩级别为Ⅲ级。洞室较潮湿，雨季出现滴水或渗水，施工时可能局部掉块，需及时支护。洞身YK14+500～YK14+600（ZK14+480～ZK14+580）段：长100m。围岩为灰绿色块状冰碛砾岩、含砾砂岩与陡山沱组薄-中厚层灰质白云岩接触带，硬质岩与软质岩接触，节理裂隙较发育，白云岩局部岩溶较发育，岩体局部较破碎，围岩级别为Ⅳ级。地下水主要是基岩裂隙水及岩溶水，雨季地下水较大，以点滴状渗入洞室。隧道开挖无支护时，侧壁基本稳定，拱顶易掉块或发生小范围坍塌，需加强支护。洞身YK14+600～YK14+910（ZK14+580～ZK14+900）段：长310（左幅320m）米。围岩为薄-中厚层白云岩，含燧石条带白云岩或硅质白云岩、白云质灰岩、泥质灰岩夹黑色页岩。局部节理裂隙较发育，可见溶蚀现象，但岩石总体较完整，围岩级别为Ⅲ级。地下水主要是岩溶水，雨季呈水滴状渗入洞室。隧道开挖无支护时碳酸盐岩接触带及岩溶发育部位可能发生掉块，对此段需加强衬砌，并做好防水。洞身YK14+910～YK15+010（ZK14+900～ZK15+000）段：长100米。围岩为薄-中厚层白云岩，含燧石条带白云岩或硅质白云岩，洞室上部物探低阻异常，岩溶较发育，局部岩体破碎，围岩级别为Ⅳ级。地下水主要是基岩裂隙水及岩溶水，雨季地下水较大，以水滴状渗入洞室。隧道开挖无支护时，侧壁基本稳定，拱顶易掉块，甚或发生小范围坍塌，需加强支护及防水措施。洞身YK15+010～YK15+400（ZK15+000～ZK15+380）段：长390（左幅380m）米。围岩为陡山沱组薄-中厚层状灰质白云岩，隐晶结构，岩溶不甚发育，围岩级别为Ⅲ级。存在岩溶裂隙水和基岩裂隙水，雨季渗水。隧道开挖时，局部岩体破碎带及岩溶发育部位可能发生掉块，及时支护及加强防水措施。洞身YK15+400～YK15+920（ZK15+380～ZK15+920）段：长520（左幅540m）米。围岩为薄层－中厚层白云岩，含燧石条带白云岩或硅质白云岩与灯影组厚层状白云岩接触，隐晶结构，层状构造。物探资料显示为岩溶发育带，且陡山沱组与灯影组岩层（弱岩溶层与中等岩溶层）接触带，岩体较破碎，岩溶较发育，围岩级别为Ⅳ级。地下水主要是岩溶水，雨季水量大。隧道开挖时除局部坍塌外，极有可能发生涌水突泥灾害。施工时采用动态信息法，并做好超前地质预报工作。洞身YK15+920～YK16+140（ZK15+920～ZK16+140）段：长220米。围岩为灰白色中厚层状白云岩，含燧石条带白云岩或硅质白云岩，局部为薄板状白云岩，地表可见岩溶现象，但岩溶总体不发育，岩体较完整，围岩级别为Ⅲ级。地下水主要是岩溶水及基岩裂隙水，但水量不大。隧道开挖时，局部地段可能发生掉块，需及时支护及加强防水。洞身YK16+140～YK16+300（ZK16+140～ZK16+260）段：长160（左幅120m）米。围岩为灯影组弱风化厚层状白云岩，物探显示此段为低阻异常区，推测岩溶发育，岩体较破碎，围岩级别为Ⅳ级。存在岩溶水，洞室滴水或渗水，水量大时可能涌水或突泥。开挖易发生易掉或小规模坍塌，需加强支护及防水措施。洞身YK16+300～YK16+480（ZK16+260～ZK16+540）段：长180（左幅280m）米。围岩为灰白色中厚层状白云岩，含燧石条带白云岩或硅质白云岩，可见岩溶现象，但岩溶总体不发育，岩体较完整，围岩级别为Ⅲ级。地下水主要是岩溶水及基岩裂隙水，但水量不大。隧道开挖时，局部地段可能发生掉块，需及时支护及加强防水。洞身YK16+480～YK16+640（ZK16+540～ZK16+660）段：长160（左幅120m）米。围岩为灰白色厚层状白云岩，含燧石条带白云岩或硅质白云岩，局部为薄板状白云岩，物探揭示为岩溶发育区，岩体较破碎，围岩定为Ⅳ级。可能存在岩溶管道系统，雨季岩溶水较大，施工时易发生涌水、泥灾害。开挖需加强支护及防水措施，因此施工时应尽量避开雨季，并做好地质超前预报工作。洞身YK16+640～YK16+800（ZK16+660～ZK16+840）段：长160（左幅180m）米。围岩为灰白色厚层状白云岩，含燧石条带白云岩或硅质白云岩，局部为薄板状白云岩，隐晶结构，层状构造，岩溶发育一般，节理裂隙不甚发育，岩体较完整，围岩级别为Ⅲ级。存在岩溶水和基岩裂隙水，洞室渗水，开挖侧壁基本稳定，拱顶易掉块，及时支护和加强防水措施。洞身YK16+800～YK17+230（ZK16+840～ZK17+200）段：长430（左幅360m）米。围岩为灯影组厚层状白云岩与寒武系水井沱组炭质页岩夹炭质灰岩接触带，局部岩溶发育，岩溶区局部物探显示低阻异常，岩体较破碎～较完整。由于炭质页岩强度较低，遇水软化，围岩级别为Ⅳ级。地下水主要是基岩裂隙水及岩溶水，雨季地下水稍大，以水滴状渗入洞室。隧道开挖无支护时，侧壁基本稳定，但拱顶易掉块，甚或发生小范围坍塌，需加强衬砌，及时支护。隧道出口YK17+230～YK17+310（ZK17+200～ZK17+255）段：80（左幅55m）米。围岩为强～弱风化灰黑色炭质页岩夹灰岩互层，节理裂隙较发育，且存在两组共轭节理，与隧道走向大致平行或垂直，岩体较破碎，强风化岩体纵波波速Vp=840～970m/s，围岩划为Ⅳ级。地下水主要是基岩裂隙水，水量受大气降水控制，雨季降水顺裂隙入渗。页岩质软，围岩不稳定，隧道施工开挖时易发生掉块或坍塌，需超前支护并加强防水措施。3.4隧道围岩物理力学性质根据现场勘测及室内试验结果，参考同类工程经验数据，本隧道各级围岩物理力学参数如表3-3所示。表3-3隧道各级围岩物理力学指标岩石类别碎石土、白云岩、泥灰岩、灰岩及砾岩围岩级别ⅢⅣⅤ推荐物理力学参数密度（g/cm3）2.752.52.2变形模量E(GPa)1851.0泊松比0.280.350.4弹性抗力系数k(MPa/m)800400100摩擦角ψ(°)453525粘聚力C（MPa）0.80.40.1计算摩擦角ψc(°)6555453.5涌水量估算根据《三峡翻坝江南专用公路岩溶专题研究报告》，本隧道涌水来源主要是本地大气降雨通过洼地、漏斗、落水洞直接入渗引起。涌水量可用洼地入渗法估算：Qf=α·N·A·F/TQf——洪水期涌水量（m3/d）α——入渗系数,参照岩溶发育程度及沪溶西类比隧道施工涌水资料,取0.50N——涌入系数,取决于隧道揭穿地下河管道的大小及几率,根据隧道区岩溶结构面及岩溶强度,取0.55A——当年最大降雨过程的降雨量,按100mm(0.1m)考虑T——当年最大降雨过程的周期,按2日考虑F——地下水补给面积1.20km2(1.20×1000×1000m2Qf=0.50×0.55×1.20×1000×1000×0.1/2=16500m33.6环境问题由于隧道埋深较大，一般不会产生较大环境问题。4结论与建议1.拟建隧道地处构造侵蚀溶蚀低山－丘陵地貌单元，区内无大的断裂、崩塌及滑坡，整体稳定性较好，适宜修筑隧道。2.隧道进、出口边仰坡的自然稳定性较好。但进口页岩夹层遇水易使岩石滑动，出口段围岩中存在两组共轭节理，与隧道走向大致平行或垂直，围岩自稳性能差，需进行超前支护。3.岩溶为隧道区主要的不良地质，对隧道施工影响较大。其中灯影组白云岩是区内中等岩溶含水层，岩溶发育主要集中在少量断层及裂隙带中，特别是走向NE50°的纵张裂隙带及走向325°～350°的横张裂隙带是岩溶最集中发育带，而后者与隧道走向近一致，可能导致岩溶水突涌。隧道硐身在Ｋ15+400～Ｋ16+800共1400m在白云岩层中通过，根据地表调查及物探资料，在Ｋ15+400～Ｋ15+500，Ｋ15+750～Ｋ15+900，Ｋ16+150～Ｋ16+250，Ｋ16+550～Ｋ16+620段可能遇岩溶涌水,涌水以季节性中小型涌水为主。因此建议在上述可能的涌水硐段施工时尽量避开雨季，采用动态设计，信息化施工方法，并做好超前地质预报工作。4.隧道左、右幅工程地质条件相似，围岩级别为Ⅲ～Ⅴ级。其中右幅Ⅳ级围岩2064米，占57.6%；Ⅲ级围岩1520米，占42.4%；左幅Ⅴ级围岩30米，占0.9%；Ⅳ级围岩1875米，占53.7%；Ⅲ级围岩1600米5.区内地震基本烈度为六度。依据《公路抗震设计规范》(JTJ004-89)有关规定，拟建隧道属重要工程，应按基本地震加速度a=0.10g，地震动反应谱特征周期T=0.35s进行抗震设计。6.地表水、地下水对混凝土无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。7.隧道围岩对应的土石工程分级见下表：岩土名称状态围岩级别对应土石类别对应土石等级砂岩夹页岩弱风化Ⅲ～Ⅳ软石Ⅳ冰碛砾岩弱风化Ⅲ～Ⅳ次坚石Ⅴ灰岩、白云岩弱～微风化Ⅲ～Ⅳ次坚石Ⅴ炭质页岩弱风化Ⅳ软石Ⅳ三峡翻坝公路(第4合同段)鸡公岭隧道工程地质勘察说明书1前言拟建鸡公岭隧道进口位于宜昌市宜陵区土城乡艾家河右岸斜坡坡脚处，出口位于小溪沟右岸斜坡坡脚处。设计为分离式隧道，走向约126°（南东）。右幅设计桩号：YK17+690～YK22+230，长4540米；左幅设计桩号：ZK17+690～ZK22+195，长4505米。隧道底部设计标高约305～249m，最大埋深约350米，属特长深埋隧道。进口为削竹式洞门，出口为端墙式洞门，设计洞室净宽10.25为满足施工图设计的需要，根据本隧道的特点，我院于2007年8月8～2007年10月主要采用地调、物探、钻探等手段对隧道区进行了详勘工作，勘察工作量详见表1-1：表1-1实物工作量统计一览表项目单位工作量说明地质调绘Km22.251:2000平面图钻探技术孔m/孔1128.9/8初勘利用孔7个岩样组5动力触探试验次13N63.5自由落锤水位观测孔/次4/6稳定水位超声波测井m/孔132.5/1高密度电法米/条708/4进、出口各2条横测线大地电磁CSAMT法米/条8450/2沿中线各2条纵测线瞬变电磁法米/条9000/2左、右幅各1条纵测线地震折射波法米/条460/4进、出口各2条横测线本次工程地质勘察主要依据《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）、《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）等技术规范、规定执行。钻探、取样、原位测试、室内岩土试验以及地调、物探等均按公路行业相关规程、规范执行。2工程地质条件2.1地形地貌拟建隧道地处构造侵蚀溶蚀低山－丘陵地貌单元，山顶浑圆，区内最高峰海拔高度645m。山体相对高差70～250m，自然坡度一般26～48°，“V”型冲沟较发育。隧道进口附近有陡崖，高约160m。进、出口坡下有河流通过。此外，涨水坪及陡崖附近有乡村公路通过，交通较为便利。2.2地质构造隧道区在大地构造位置上属扬子准地台（上）黄陵小区，位于燕山期构造运动产生的黄陵背斜南东翼，该背斜由核部晋宁花岗闪长岩，翼部震旦系、寒武系和白垩系地层组成的单斜构造，无次级褶皱发生。隧道区内未发现大的断裂。岩体中节理裂隙较发育，主要有2组张扭性裂隙,其走向分别为NW290°、SW210°。2.3地层岩性根据地质调绘、物探、钻探资料，隧道依次穿越寒武系上统石牌组、天河板组、石龙洞、及下统覃家庙组，岩层产状130～142°∠12～16°。沟谷及局部缓坡地带有零星第四系覆盖层。现将各地层概述如下：2.3.1第四系崩坡积层(Qc+dl)①-1碎石质亚粘土：黄褐色，粒径1.0-4.0cm，湿，硬塑。该层分布于进出口，钻孔揭露厚度1.4-3.5m，推荐其承载力〔σO〕＝①-2碎石土：褐灰、黄褐色，成分为白云岩为主，粒径2.0-6.0cm，粘性土充填。该层分布于出口一带，钻孔揭露厚度1.8m，推荐其承载力〔σO〕＝2.3.2寒武系中统覃家庙组（∈2qn)②-1强风化白云岩、泥灰岩。白云岩：浅灰、灰黄色，隐晶结构，薄层状构造，裂隙发育，裂面见铁锰质浸染，岩体破碎。推荐其承载力〔σO〕＝400kPa。泥灰岩：浅灰，青灰色，隐晶结构，厚层状构造，裂隙发育，岩体破碎，推荐其承载力〔σO〕＝500kPa。②-2弱风化白云岩、泥灰岩。白云岩：浅灰、灰黄色，隐晶结构，薄层状构造，裂隙不发育，岩体较完整。其饱和单轴抗压强度RC=65MPa，推荐其承载力〔σO〕＝2400kPa。泥灰岩：浅灰，青灰色，隐晶结构，厚层状构造，裂隙不发育，岩体较完整，其饱和单轴抗压强度RC=25～45MPa（白云岩取高值，下同），推荐其承载力〔σO〕＝2000～2500kPa。该层总体上为弱岩溶含水层。2.3.3寒武系下统石龙洞组（∈1sl)③弱风化白云岩：浅灰、褐灰色，隐晶结构，中层-块状构造，主要矿物成分为方解石。地表岩溶及地下岩溶均十分发育，地表广泛分布溶丘洼地、槽谷、落水洞、漏斗。该层为区域强岩溶含水层。其饱和单轴抗压强度RC=60MPa，推荐其承载力〔σO〕＝2500kPa。2.3.4寒武系下统天河板组（∈1t)④弱风化泥质条带灰岩：深灰、灰色，隐晶结构，薄层状构造，主要矿物成分为方解石。浅表溶蚀裂隙较发育（据地调资料）。该层岩溶不发育。其饱和单轴抗压强度RC=60MPa，推荐其承载力〔σO〕＝2300kPa。2.3.5寒武系下统石牌组（∈1sp)⑤－1强风化页岩：灰褐、浅灰色，泥质结构，页理构造，主要矿物成份为粘土矿物，裂隙发育，岩芯较破碎，采取率约为75％。推荐其承载力〔σO〕＝450kPa。⑤－2弱风化页岩：灰褐、浅灰色，泥质结构，页理构造，主要矿物成份为粘土矿物，裂隙不发育，岩体较完整，采取率约为85％，RQD＝75％。其饱和单轴抗压强度RC=20MPa，推荐其承载力〔σO〕＝1000kPa。2.4水文地质条件2.4.1.地表水隧道进出口坡下分别有艾家河、小溪沟通过，常年有水，具暴涨暴跌特点。隧道进口处高于艾家河水位标高约35.0m；出口处高于小溪沟水位约20.0m，隧道标高远高于水位，对隧道影响较小。2.4.2地下水区内地下水有第四系孔隙水、基岩裂隙水及岩溶水。其中岩溶水分布不均衡，局部水量较大，且具承压性。基岩裂隙水及岩溶水在地形条件适当时，常以泉水的形式向外排泄。上述几种地下水均接受大气降水的补给，呈季节性变化。2.4.3地表、地下水化学特征水质分析资料表明，隧道区地下水对混凝土不具腐蚀性，但对钢结构具弱腐蚀性。2.5地震与区域稳定性2.5.1地震基本烈度根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），勘察区50年超越概率10%地震动峰值加速度a＝0.05g，特征周期T＝0.35s，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。2.5.2地震安全性评价根据“湖北省地震构造分区图”，勘测区属于长江中下游地震带鄂东南地震构造区，地震主要为构造地震，而且都是浅源地震，但因震级小，对地表危害不大，记载不多。总体来讲，测区的地震活动并不强烈，发震次数少。自有记载以来，线路区及周边地区未发生过6级以上地震。总而言之，勘测区属地壳变化平缓的稳定区，破坏性地震少，对隧道建设的危害程度不大。隧道区地震基本烈度为Ⅵ度区，依据《公路抗震设计规范》（JTJ004-89）的有关规定，拟建隧道为分离式特长隧道，属重要工程，建议按Ⅶ度地震烈度设防，则其设计地震动峰值加速度a＝0.1g，特征周期T＝0.35s。2.5.3区域稳定性评价路线所处岩体区断层构造发震活动较弱，近代无强震记录，有记录的较强地震震级≤5级，在中国1°×1°均衡于重力异常图(王懋林，1982)，重力异常值均位于-10～10毫伽之间，位于我国东部较低的正异常与西部较高的负异常过渡地段，是均衡异常最接近于零的区域，说明地壳已达较高的均衡状态。在中国大地5°×5°平均自由空气重力异常图(魏梦华，1981)上，重力异常值在5～10伽之间，是我国异常值最小也最稳定的地区之一，反映了现代应力作用十分微弱。综上所述，本隧道区段位于地壳相对稳定区块。2.6不良地质现象崩塌与岩堆、岩溶为隧道区主要的不良地质现象。2.6.1崩塌与岩堆左幅隧道出口一带有岩堆，分布范围：ZK22+205左20m～ZK22+250。岩堆平面分布呈扇形，底部弦长100m，高30m。其厚度5.0-10.0m，局部胶结，目前处于稳定状态。该岩堆形成机理如下：隧道出口上方山势陡峻，自然坡角约40°。坡上出露寒武系覃家庙组薄－厚层白云岩。岩层产状：140°∠13°。岩体中发育3组节理裂隙：①走向230°，近直立；②356°∠74°；③顺层裂隙。上述几组节理将岩体切割成块状，当裂隙逐渐溶蚀扩张后，上部块状岩体失去支撑发生崩塌。此外，区内还见危岩体。ZK21+825附近山势陡峻，基岩裸露，为寒武系白云岩。岩体中发育多组近垂直的节理。节理相互切割，上部岩体被切割成块状，形成危岩体，方量约500m3危岩体位于深埋隧道地表，对隧道的稳定无影响；若发生落石，则对公路的运营造成一定的影响，建议在隧道出口上方及公路临近危岩体侧设防护钢网。崩塌发生在左幅出口下方，对隧道影响不大。2.6.2岩溶及岩溶水区域内地层以寒武系碳酸盐岩为主。研究表明，石龙洞组岩层为区内强岩溶层，其上、下覃家庙组、天河板组地层为弱岩溶层，再下面石牌组页岩、粘土岩为相对隔水层。由于岩体节理和裂隙带很发育，其中以NW290°、NW210°的张扭性裂隙最为发育，对岩溶分布起控制作用。2.6.2.1区内地表岩溶及地下岩溶均十分发育，地表广泛分布溶丘洼地、槽谷、落水洞、漏斗。地下发育溶洞、地下河，在槽谷边缘及沟谷边缘出露地下河、潮水泉及具有承压性质的出水洞。Y19+470～YK19+485为岩溶洼地。发育于寒武系覃家庙组白云岩中，洼地呈近似圆形，直径约15m，深约2.0m，底部充填碎石质亚粘土。四周溶沟槽发育，雨季有水流汇集。2.6.2.2钻孔揭露岩体存在中存在隐伏溶洞：80#钻孔（ZK17+722.1右17m）深度33.6～35.5m为一溶洞，其视高度1.9m，洞内充填粘性土。物探揭露洞身多处（具体见隧道工程地质纵断面图）低阻异常区，即岩溶发育区。本区石龙洞岩溶含水层形成复杂的岩溶水系统。在隧道线左侧2km及右侧2km范围内，出露的地下河、岩溶泉及潮汐泉有5～6处之多，现详述如下（详见岩溶专题研究报告）：燕子洞地下河：出露标高255m，地下河出口位于三涧溪上游叉河滩