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川陕界 达州 高速公路 竹山 隧道 工程地质 分析

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川 陕 界 达 州 高 速 公 路 金 竹 山 隧 道 工 程 地 质 分 析 王军谢盛嘉程强 四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院成都610041 摘要 万源 陕川界 至达州 徐家坝 高速公路金竹山隧道 隧址区位于两大构造体系的复合 部位 地质构造复杂 工程地质条件同样相当复杂 涉及岩溶及岩溶突水 煤层与瓦斯 断层破碎等主要 工程地质问题 通过总结该隧道勘察过程中的经验与不足 对今后在此类复杂地质条件下的长大隧道工程 地质的勘察工作具有借鉴作用 对设计提供真实 可靠的地质依据 关键词 金竹山隧道 工程地质条件 工程地质问题 综合勘察 中图分类号 U452 1 1 文献标识码 B 330m 隧址区地层岩性自三叠系中统巴东组 侏罗 0引 言 系下统白田坝组地层均有出露 地形地貌主要受地 万源 陕川界 至达州 徐家坝 高速公路是 层岩性和地质构造控制 沟谷纵横且深切 地形陡 西部大通道包头至北海公路的重要组成部分 是连 峻 峰峦起伏 区内植被茂密 见图1 接我国西北与西南地区的重要干线 路线起于陕西 境内的巴山乡两岔河河口 穿大巴山隧道进入四川 境 经万源市 宣汉县 止于达州市徐家坝 接已 通车的达渝高速公路 路线总体走向呈北东至南西 向 全长146km 金竹山隧道位于万源 陕川界 至达州 徐家 坝 高速公路K64km附近 全长2 63km 隧址区穿越 三叠系中统 侏罗系下统的多套地层 并处于北东 与北西向构造的复合部位 地质构造强烈 工程地 质条件 水文地质条件复杂 涉及岩溶及岩溶突 1 2地质构造特征水 煤层与瓦斯 断层破碎带等主要工程地质问 区域上测区处于扬子准地台北东缘 与秦岭地题 工程地质勘察难度极大 本文从工程地质综合 槽褶皱带为近邻 自南西而北东跨越四川台坳与龙 勘察的角度入手 对隧址区工程地质条件及主要工 门山 大巴山台缘坳陷两个二级构造单元及川中 程地质问题进行了详尽的论述 以期为此类复杂地 台拱 川北台陷川东陷褶束 大巴山陷褶束等三级质条件下的长大隧道工程地质的勘察工作提供些许 构造单元 多时期不同方向的构造活动 形成了测参考 区内活动期不尽相同而以北西向及北北东向构造为 1隧址区工程地质条件概述 主体的众多地质构造 金竹山隧道位于NW向构造南西侧的固军坝复背 1 1地形地貌 斜北西倾伏端 NE向构造黄金口背斜于隧道进口段金竹山隧道位于四川省宣汉县新华镇和万源市 与固军坝背斜呈大角度相接 并与NW向构造复合 铁矿乡交界地段 为越岭隧道 隧址区为呈北西 叠加 构造迹线转为NNE 形成较为复杂的构造地南东向展布的构造溶蚀 剥蚀低中山地形 地貌最 带 其上横跨了一组次级背 向斜 沿轴部发育了 高 点为金 竹 海 拔标高6 3 隧道 最大埋 深 图1 金竹山隧道地貌 2011年第3期西南公路XINANGONGLU 一条次级断裂 F1 见图2 2隧道勘察关键地质问题及分析 2 1地质构造与地层问题 金竹山隧道轴线地处NW向构造固军坝复背斜与 NE向构造黄金口背斜两大构造体系的复合部位 受 两大构造体系的影响 在隧址区形成了一系列次级 构造体系 地质构造及地层问题相当复杂 同时 隧址区构造及地层方面的专门研究相对较少 这也 为本隧道的地层及构造研究带来了极大的困难 首先 在地层研究的基础上 对区域的构造体 系进行现场的确认 追索其构造形迹的空间展布 其次 对于隧道附近的次级构造进行横向多点穿越 1 3水文地质条件 和纵向的逐条追索 最后 对这些次级构造与区域 场地位于中河和其一级支流泥溪河间的分水岭 构造进行综合分析 进而建立并逐步完善隧道区地 地块内 属中河水文单元 根据地形地貌和地质构 质构造框架 造及地层岩性的控水作用 以及地下水的补给 径 历时六个多月的野外调绘 完成各种比例尺调 流 排泄特征 隧址区大致划分为如下三个次级水 2 绘合计约25km 实测地层剖面约3500m 物探工作 文地质单元 分别为稻子河次级水文地质单元 侯 采用高密度电法完成测线2850m 其成果图如图4所 家沟次级水文地质单元及宗厂沟次级水文地质单元 示 工程地质钻探在物探及地质调绘的基础上布 见图3 场地地下水类型主要有松散层孔隙水 设 对重点构造部位 煤层等进行专门钻探 完成 基岩裂隙水 碳酸盐岩岩溶水三个大类 钻探10余孔 共计1000余米 基本确定了金竹山隧 道区的构造框架 NW向构造固军坝复背斜与NE向 构造黄金口背斜两大构造体系的复合部位 受两大 构造体系的影响 在隧址区形成了一系列次级构造 体系 其中包括梧桐坪背斜 位于固军坝复背斜SE 侧 付家湾向斜 发育于梧桐坪背斜与固军坝复 背斜间 为与梧桐坪背斜平行展布的同一组次级褶 皱 以及发育于场地内的6条断层 均表现为压扭 性的逆冲断裂构造 见图5 图2隧址区构造纲要简图 图3金竹山隧道水系及水文地质单元划分图 图4金竹山隧道构造物探成果图 有弱透水或相对隔水的泥 页岩类影响 使该类地2 2水文地质结构特征及水患分析 1 水文地质结构特征 金竹山隧道水文地质下水具有层间性 此类地下水含水层水量受构造部 结构特征主要受地层岩性控制 对于基岩孔隙 裂位 岩性特征 露头高程 溪沟切割制约而不同 隙水 其主要赋存于须家河组 T 白田坝组其中须家河组一 三 五段和白田坝组以薄 中层 3xj 状泥 页岩等软质岩类为主 透水性差 地下水较 J 的砂岩 粉砂岩的孔隙 裂隙中 因岩层产状 1b 贫乏 须家河组二 四自金竹山至出口段多呈单斜形态 受各组地层中夹段以厚层状的砂岩为主 地 王军 谢盛嘉 程强 川陕界 达州高速公路金竹山隧道工程地质分析 3 泥溪 河 泥溪河 亲厂沟 泥 溪河 河 子 垭 铁矿乡 格 子 河 次 级 单 元 烂 田沟 梨树垭 侯 家 沟 侯 家 沟 次 级 单 元 中 河 金 竹山 105 0 河 子 沟 大 店子 沟 夏 家 沟 亲 厂 沟 亲 厂 沟 次 级单 元 大 路 沟 10 0 0m 112 川陕界 达州高速公路金竹山隧道工程地质分析 王军谢盛嘉程强 四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院成都610041 摘要 万源 陕川界 至达州 徐家坝 高速公路金竹山隧道 隧址区位于两大构造体系的复合 部位 地质构造复杂 工程地质条件同样相当复杂 涉及岩溶及岩溶突水 煤层与瓦斯 断层破碎等主要 工程地质问题 通过总结该隧道勘察过程中的经验与不足 对今后在此类复杂地质条件下的长大隧道工程 地质的勘察工作具有借鉴作用 对设计提供真实 可靠的地质依据 关键词 金竹山隧道 工程地质条件 工程地质问题 综合勘察 中图分类号 U452 1 1 文献标识码 B 330m 隧址区地层岩性自三叠系中统巴东组 侏罗 0引 言 系下统白田坝组地层均有出露 地形地貌主要受地 万源 陕川界 至达州 徐家坝 高速公路是 层岩性和地质构造控制 沟谷纵横且深切 地形陡 西部大通道包头至北海公路的重要组成部分 是连 峻 峰峦起伏 区内植被茂密 见图1 接我国西北与西南地区的重要干线 路线起于陕西 境内的巴山乡两岔河河口 穿大巴山隧道进入四川 境 经万源市 宣汉县 止于达州市徐家坝 接已 通车的达渝高速公路 路线总体走向呈北东至南西 向 全长146km 金竹山隧道位于万源 陕川界 至达州 徐家 坝 高速公路K64km附近 全长2 63km 隧址区穿越 三叠系中统 侏罗系下统的多套地层 并处于北东 与北西向构造的复合部位 地质构造强烈 工程地 质条件 水文地质条件复杂 涉及岩溶及岩溶突 1 2地质构造特征水 煤层与瓦斯 断层破碎带等主要工程地质问 区域上测区处于扬子准地台北东缘 与秦岭地题 工程地质勘察难度极大 本文从工程地质综合 槽褶皱带为近邻 自南西而北东跨越四川台坳与龙 勘察的角度入手 对隧址区工程地质条件及主要工 门山 大巴山台缘坳陷两个二级构造单元及川中 程地质问题进行了详尽的论述 以期为此类复杂地 台拱 川北台陷川东陷褶束 大巴山陷褶束等三级质条件下的长大隧道工程地质的勘察工作提供些许 构造单元 多时期不同方向的构造活动 形成了测参考 区内活动期不尽相同而以北西向及北北东向构造为 1隧址区工程地质条件概述 主体的众多地质构造 金竹山隧道位于NW向构造南西侧的固军坝复背 1 1地形地貌 斜北西倾伏端 NE向构造黄金口背斜于隧道进口段金竹山隧道位于四川省宣汉县新华镇和万源市 与固军坝背斜呈大角度相接 并与NW向构造复合 铁矿乡交界地段 为越岭隧道 隧址区为呈北西 叠加 构造迹线转为NNE 形成较为复杂的构造地南东向展布的构造溶蚀 剥蚀低中山地形 地貌最 带 其上横跨了一组次级背 向斜 沿轴部发育了 高 点为金 竹 海 拔标高6 3 隧道 最大埋 深 图1 金竹山隧道地貌 2011年第3期西南公路XINANGONGLU 一条次级断裂 F1 见图2 2隧道勘察关键地质问题及分析 2 1地质构造与地层问题 金竹山隧道轴线地处NW向构造固军坝复背斜与 NE向构造黄金口背斜两大构造体系的复合部位 受 两大构造体系的影响 在隧址区形成了一系列次级 构造体系 地质构造及地层问题相当复杂 同时 隧址区构造及地层方面的专门研究相对较少 这也 为本隧道的地层及构造研究带来了极大的困难 首先 在地层研究的基础上 对区域的构造体 系进行现场的确认 追索其构造形迹的空间展布 其次 对于隧道附近的次级构造进行横向多点穿越 1 3水文地质条件 和纵向的逐条追索 最后 对这些次级构造与区域 场地位于中河和其一级支流泥溪河间的分水岭 构造进行综合分析 进而建立并逐步完善隧道区地 地块内 属中河水文单元 根据地形地貌和地质构 质构造框架 造及地层岩性的控水作用 以及地下水的补给 径 历时六个多月的野外调绘 完成各种比例尺调 流 排泄特征 隧址区大致划分为如下三个次级水 2 绘合计约25km 实测地层剖面约3500m 物探工作 文地质单元 分别为稻子河次级水文地质单元 侯 采用高密度电法完成测线2850m 其成果图如图4所 家沟次级水文地质单元及宗厂沟次级水文地质单元 示 工程地质钻探在物探及地质调绘的基础上布 见图3 场地地下水类型主要有松散层孔隙水 设 对重点构造部位 煤层等进行专门钻探 完成 基岩裂隙水 碳酸盐岩岩溶水三个大类 钻探10余孔 共计1000余米 基本确定了金竹山隧 道区的构造框架 NW向构造固军坝复背斜与NE向 构造黄金口背斜两大构造体系的复合部位 受两大 构造体系的影响 在隧址区形成了一系列次级构造 体系 其中包括梧桐坪背斜 位于固军坝复背斜SE 侧 付家湾向斜 发育于梧桐坪背斜与固军坝复 背斜间 为与梧桐坪背斜平行展布的同一组次级褶 皱 以及发育于场地内的6条断层 均表现为压扭 性的逆冲断裂构造 见图5 图2隧址区构造纲要简图 图3金竹山隧道水系及水文地质单元划分图 图4金竹山隧道构造物探成果图 有弱透水或相对隔水的泥 页岩类影响 使该类地2 2水文地质结构特征及水患分析 1 水文地质结构特征 金竹山隧道水文地质下水具有层间性 此类地下水含水层水量受构造部 结构特征主要受地层岩性控制 对于基岩孔隙 裂位 岩性特征 露头高程 溪沟切割制约而不同 隙水 其主要赋存于须家河组 T 白田坝组其中须家河组一 三 五段和白田坝组以薄 中层 3xj 状泥 页岩等软质岩类为主 透水性差 地下水较 J 的砂岩 粉砂岩的孔隙 裂隙中 因岩层产状 1b 贫乏 须家河组二 四自金竹山至出口段多呈单斜形态 受各组地层中夹段以厚层状的砂岩为主 地 王军 谢盛嘉 程强 川陕界 达州高速公路金竹山隧道工程地质分析 3 泥溪 河 泥溪河 亲厂沟 泥 溪河 河 子 垭 铁矿乡 格 子 河 次 级 单 元 烂 田沟 梨树垭 侯 家 沟 侯 家 沟 次 级 单 元 中 河 金 竹山 105 0 河 子 沟 大 店子 沟 夏 家 沟 亲 厂 沟 亲 厂 沟 次 级单 元 大 路 沟 10 0 0m 112 1 煤层采空与瓦斯特征 金竹山隧道含煤地在隧址区工程地质调绘的基础上对隧道附近范 2 围内的所有生产煤 铁矿井 废弃老窑进行了全面层为侏罗系白田坝组和三叠系须家河组 其中J 1b 531 的煤层与瓦斯专项调查 T T T段为含煤段 区内含煤地层属区域性 3xj3xj3xj 结合调绘及物探成果 对煤系地层的重点部位 含煤较差的地区 含煤层数少 厚度小 厚度变化 布设钻探 当揭露到勘察范围内的相关煤层时 采 大 属不稳定煤层 但隧址区洞身段有多个老窑 取孔内原状煤样 进行瓦斯现场解析和室内解析 其分布高程不等 均沿地表露头平硐掘进 存在小 进而评定瓦斯等级和瓦斯含量 范围的采空现象 但开采深度和高度均不大 金竹山 综合分析 对所有资料进行综合分析研究 确定 隧道煤层瓦斯气体主要以吸附状态和游离状态赋存于 隧道瓦斯等级及预测瓦斯工段 并建议预防措施 煤层 炭质泥岩和围岩裂 孔隙中 其局部构造挤压 3 隧道瓦斯预测评价 经综合研究 评价金 破碎带 次级小背斜顶部等均有局部瓦斯聚集的条 竹山隧道为低瓦斯隧道 隧道各含煤段地段为低瓦 件 故瓦斯问题不容忽视 斯工区 其余地段为不含瓦斯段 最终利用隧道 2 勘察解决方法 煤层瓦斯问题作为金竹山 左 右线纵断面图 结合围岩级别划分段落 将隧 隧道工程地质勘察的重点之一 为确保勘察质量 道含瓦斯段 以左线为例 预测及防治措施建议见 对煤层瓦斯进行了专题研究 具体研究内容如下 表2 收集隧道区外围有关煤矿矿区资料 开采煤层 近年相关测试资料及瓦斯等级鉴定资料 LK64 590 LK64 626 泥岩 粉砂岩 夹炭质泥岩及煤线 含瓦斯等有害气体 属低瓦斯工区段 需加强通风 及时支护防坍塌防瓦斯集聚 建 议工作面采用防爆电气设备 为F4断层带 岩石破碎 节理裂隙发育 由于断层导通了含煤地层段 构造裂隙中可能有瓦斯逸出或涌出 属低瓦斯工区段 需加强通风 及时支护防坍塌防瓦斯集聚 建议工作面采用防爆电气设备 LK64 662 LK64 692 LK64 692 LK65 013 LK65 013 LK65 048 以厚层状中粒砂岩为主 夹细砂岩及粉砂岩 偶夹泥岩及煤线 有时夹不稳定煤透镜体 局部含瓦斯等有害气体 需加强通风 含煤地层段 为泥岩 泥质砂岩 粉砂岩呈不等厚互层 夹炭质泥岩及煤线 含瓦斯等有害气体 属低瓦斯工区段 需加 强通风 及时支护防坍塌防瓦斯集聚 建议工作面采用防爆电气设备 LK65 160 LK65 218 LK65 240 LK65 360 含煤地层段 为泥岩 泥质砂岩 粉砂岩呈不等厚互层 夹炭质泥岩及薄煤 0 40m 含瓦斯等有害气体 属低瓦斯 工区段 需加强通风 及时支护防坍塌防瓦斯集聚 建议工作面采用防爆 白田坝组含煤地层段 为泥岩 泥质砂岩 粉砂岩呈不等厚互层 夹炭质泥岩及薄煤 0 40m 受构造影响严重 其间有两 条逆断层从该段通过 岩层产状变化大 岩体破碎 含瓦斯等有害气体 属低瓦斯工区段 局部破碎带瓦斯可能涌出或聚集 为 瓦斯重点防护段 需加强通风 及时支护防坍塌防瓦斯集聚 建议工作面采用防爆电气设备 左 洞 表2金竹山隧道瓦斯分段预测表 里程桩号 LK64 142 LK64 167 LK64 167 LK64 590 含瓦斯预测及预防建议 泥岩 粉砂岩 夹炭质泥岩及煤线 含瓦斯等有害气体 属低瓦斯工区段 需加强通风 及时支护防坍塌防瓦斯集聚 建议工 作面采用防爆电气设备 以厚层状中粒砂岩为主 夹细砂岩及粉砂岩 偶夹泥岩及煤线 有时夹不稳定煤透镜体 局部含瓦斯等有害气体 需加强通风 左 洞 3施工开挖情况 图5金竹山隧道构造纲要图 下水较丰富 对于岩溶水 其中巴东组一 三段岩水涌出 性以灰岩 含泥灰岩为主 夹泥灰岩 地下水主要断层破碎带集中涌水 隧址区地质构造复杂 赋存于溶洞 溶隙 溶孔中 其水文地质结构主要断裂构造发育 隧道通过F2 F6等断层 并且可能还 受 岩溶 发育 形 态和 发育 强度 控制 巴东 组二 段有一些次级断层 断层带形成密集节理含水带和导水 2 带 施工开挖揭示可能有集中涌水 并且由于岩体破 T 因该地层中的灰岩 泥灰岩多呈薄层状夹于 2b 碎 容易产生较大规模的塌方 以隧道左线为例 对页岩 泥岩中 地表岩溶呈埂状 地下岩溶以溶 隧道水患灾害作出分段预测评价如表1所示 孔 溶隙为主 发育差 地下水贫乏 其水文地质 结构主要受控于浅表层的风化裂隙和断裂构造的影 响 2 隧道集中涌水灾害类型及水患分析 岩溶 管道集中涌水 隧址区巴东组地层岩溶中等发育 地层中有小型岩溶管道 且隧道通过位置为水平循 环带 因此在可溶岩段掘进过程中若遇到小型岩溶 管道 则可能遇到集中涌水灾害 并可能伴有管道 中泥质物质涌出 应重点防范 岩溶管道集中涌水 最危险段落为可溶岩与非可溶岩界面附近和侯家沟 浅埋段 砂砾岩类裂隙带集中涌水 隧址区碎屑岩段为 砂砾岩含水带和泥页岩隔水带互层结构 且深部砂 岩裂隙水往往具有承压性 因此揭穿泥页岩和砂岩 界面 可能遇到一定规模的集中涌水灾害 并且软 弱泥页岩易于发生规模较大的塌方 应重点防范 2 3煤层采空与瓦斯问题分析 砂岩中也存在裂隙发育含水带 开挖后可能有股状 表1 金竹山隧道集中涌水灾害分段分析评价表 围岩段落 进口 LK63 067 LK63 067 LK63 660段 LK63 660 LK63 855段 LK63 855 LK64 160段 LK64 160 LK64 720段 LK64 720 出口 主要集中涌水灾害类型 主要为断层破碎带集中涌 水 容易产生大的塌方 可溶岩岩溶管道集中涌 水 并可能伴有泥质物 质涌出 小型溶蚀孔洞 危险性 不高 可溶岩岩溶管道集中涌 水 并可能伴有泥质物 质涌出 砂砾岩含水带和泥页岩 隔水带界面附近的集中 涌水 并且泥页岩容易 产生较大规模的塌方 同上 重点防范的段落位置 F2断层附近 侯家沟浅埋段 可溶岩 和非可溶岩界面附近 同时灰岩段应加强超前 地质预报 可溶岩和非可溶岩界面 附近 同时灰岩段应加 强超前地质预报 泥页岩与砂砾岩接触带 附近 F4断层带附近 泥页岩与砂砾岩接触带 附近 断层破碎带 倒转背斜轴部附近 备注 2 T 泥页岩 2b 为主段 1 T 灰岩 2b 顶部角砾 岩段 2 T 泥页岩 2b 为主段 3 T 灰岩 2 b 泥灰岩段 T3 xj T J 3 xj1 b 5 西 南 公 路王军 谢盛嘉 程强川陕界 达州高速公路金竹山隧道工程地质分析 向斜白田坝组J1b须家河组上 下亚段 1 2 T3xj巴东组T2b 地层分界线河流 背斜逆断层及编号 0 F1 114 1 煤层采空与瓦斯特征 金竹山隧道含煤地在隧址区工程地质调绘的基础上对隧道附近范 2 围内的所有生产煤 铁矿井 废弃老窑进行了全面层为侏罗系白田坝组和三叠系须家河组 其中J 1b 531 的煤层与瓦斯专项调查 T T T段为含煤段 区内含煤地层属区域性 3xj3xj3xj 结合调绘及物探成果 对煤系地层的重点部位 含煤较差的地区 含煤层数少 厚度小 厚度变化 布设钻探 当揭露到勘察范围内的相关煤层时 采 大 属不稳定煤层 但隧址区洞身段有多个老窑 取孔内原状煤样 进行瓦斯现场解析和室内解析 其分布高程不等 均沿地表露头平硐掘进 存在小 进而评定瓦斯等级和瓦斯含量 范围的采空现象 但开采深度和高度均不大 金竹山 综合分析 对所有资料进行综合分析研究 确定 隧道煤层瓦斯气体主要以吸附状态和游离状态赋存于 隧道瓦斯等级及预测瓦斯工段 并建议预防措施 煤层 炭质泥岩和围岩裂 孔隙中 其局部构造挤压 3 隧道瓦斯预测评价 经综合研究 评价金 破碎带 次级小背斜顶部等均有局部瓦斯聚集的条 竹山隧道为低瓦斯隧道 隧道各含煤段地段为低瓦 件 故瓦斯问题不容忽视 斯工区 其余地段为不含瓦斯段 最终利用隧道 2 勘察解决方法 煤层瓦斯问题作为金竹山 左 右线纵断面图 结合围岩级别划分段落 将隧 隧道工程地质勘察的重点之一 为确保勘察质量 道含瓦斯段 以左线为例 预测及防治措施建议见 对煤层瓦斯进行了专题研究 具体研究内容如下 表2 收集隧道区外围有关煤矿矿区资料 开采煤层 近年相关测试资料及瓦斯等级鉴定资料 LK64 590 LK64 626 泥岩 粉砂岩 夹炭质泥岩及煤线 含瓦斯等有害气体 属低瓦斯工区段 需加强通风 及时支护防坍塌防瓦斯集聚 建 议工作面采用防爆电气设备 为F4断层带 岩石破碎 节理裂隙发育 由于断层导通了含煤地层段 构造裂隙中可能有瓦斯逸出或涌出 属低瓦斯工区段 需加强通风 及时支护防坍塌防瓦斯集聚 建议工作面采用防爆电气设备 LK64 662 LK64 692 LK64 692 LK65 013 LK65 013 LK65 048 以厚层状中粒砂岩为主 夹细砂岩及粉砂岩 偶夹泥岩及煤线 有时夹不稳定煤透镜体 局部含瓦斯等有害气体 需加强通风 含煤地层段 为泥岩 泥质砂岩 粉砂岩呈不等厚互层 夹炭质泥岩及煤线 含瓦斯等有害气体 属低瓦斯工区段 需加 强通风 及时支护防坍塌防瓦斯集聚 建议工作面采用防爆电气设备 LK65 160 LK65 218 LK65 240 LK65 360 含煤地层段 为泥岩 泥质砂岩 粉砂岩呈不等厚互层 夹炭质泥岩及薄煤 0 40m 含瓦斯等有害气体 属低瓦斯 工区段 需加强通风 及时支护防坍塌防瓦斯集聚 建议工作面采用防爆 白田坝组含煤地层段 为泥岩 泥质砂岩 粉砂岩呈不等厚互层 夹炭质泥岩及薄煤 0 40m 受构造影响严重 其间有两 条逆断层从该段通过 岩层产状变化大 岩体破碎 含瓦斯等有害气体 属低瓦斯工区段 局部破碎带瓦斯可能涌出或聚集 为 瓦斯重点防护段 需加强通风 及时支护防坍塌防瓦斯集聚 建议工作面采用防爆电气设备 左 洞 表2金竹山隧道瓦斯分段预测表 里程桩号 LK64 142 LK64 167 LK64 167 LK64 590 含瓦斯预测及预防建议 泥岩 粉砂岩 夹炭质泥岩及煤线 含瓦斯等有害气体 属低瓦斯工区段 需加强通风 及时支护防坍塌防瓦斯集聚 建议工 作面采用防爆电气设备 以厚层状中粒砂岩为主 夹细砂岩及粉砂岩 偶夹泥岩及煤线 有时夹不稳定煤透镜体 局部含瓦斯等有害气体 需加强通风 左 洞 3施工开挖情况 图5金竹山隧道构造纲要图 下水较丰富 对于岩溶水 其中巴东组一 三段岩水涌出 性以灰岩 含泥灰岩为主 夹泥灰岩 地下水主要断层破碎带集中涌水 隧址区地质构造复杂 赋存于溶洞 溶隙 溶孔中 其水文地质结构主要断裂构造发育 隧道通过F2 F6等断层 并且可能还 受 岩溶 发育 形 态和 发育 强度 控制 巴东 组二 段有一些次级断层 断层带形成密集节理含水带和导水 2 带 施工开挖揭示可能有集中涌水 并且由于岩体破 T 因该地层中的灰岩 泥灰岩多呈薄层状夹于 2b 碎 容易产生较大规模的塌方 以隧道左线为例 对页岩 泥岩中 地表岩溶呈埂状 地下岩溶以溶 隧道水患灾害作出分段预测评价如表1所示 孔 溶隙为主 发育差 地下水贫乏 其水文地质 结构主要受控于浅表层的风化裂隙和断裂构造的影 响 2 隧道集中涌水灾害类型及水患分析 岩溶 管道集中涌水 隧址区巴东组地层岩溶中等发育 地层中有小型岩溶管道 且隧道通过位置为水平循 环带 因此在可溶岩段掘进过程中若遇到小型岩溶 管道 则可能遇到集中涌水灾害 并可能伴有管道 中泥质物质涌出 应重点防范 岩溶管道集中涌水 最危险段落为可溶岩与非可溶岩界面附近和侯家沟 浅埋段 砂砾岩类裂隙带集中涌水 隧址区碎屑岩段为 砂砾岩含水带和泥页岩隔水带互层结构 且深部砂 岩裂隙水往往具有承压性 因此揭穿泥页岩和砂岩 界面 可能遇到一定规模的集中涌水灾害 并且软 弱泥页岩易于发生规模较大的塌方 应重点防范 2 3煤层采空与瓦斯问题分析 砂岩中也存在裂隙发育含水带 开挖后可能有股状 表1 金竹山隧道集中涌水灾害分段分析评价表 围岩段落 进口 LK63 067 LK63 067 LK63 660段 LK63 660 LK63 855段 LK63 855 LK64 160段 LK64 160 LK64 720段 LK64 720 出口 主要集中涌水灾害类型 主要为断层破碎带集中涌 水 容易产生大的塌方 可溶岩岩溶管道集中涌 水 并可能伴有泥质物 质涌出 小型溶蚀孔洞 危险性 不高 可溶岩岩溶管道集中涌 水 并可能伴有泥质物 质涌出 砂砾岩含水带和泥页岩 隔水带界面附近的集中 涌水 并且泥页岩容易 产生较大规模的塌方 同上 重点防范的段落位置 F2断层附近 侯家沟浅埋段 可溶岩 和非可溶岩界面附近 同时灰岩段应加强超前 地质预报 可溶岩和非可溶岩界面 附近 同时灰岩段应加 强超前地质预报 泥页岩与砂砾岩接触带 附近 F4断层带附近 泥页岩与砂砾岩接触带 附近 断层破碎带 倒转背斜轴部附近 备注 2 T 泥页岩 2b 为主段 1 T 灰岩 2b 顶部角砾 岩段 2 T 泥页岩 2b 为主段 3 T 灰岩 2 b 泥灰岩段 T3 xj T J 3 xj1 b 5 西 南 公 路王军 谢盛嘉 程强川陕界 达州高速公路金竹山隧道工程地质分析 向斜白田坝组J1b须家河组上 下亚段 1 2 T3xj巴东组T2b 地层分界线河流 背斜逆断层及编号 0 F1 114 2011年第3期西南公路XINANGONGLU 浅 析 广 甘 路 杨 家 山 隧 道 地 质 构 造 野 外 判 识 魏安辉 四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院成都610041 摘要 关键词 中图分类号 U452 1 1 文献标识码 B 广甘高速公路路线穿越了川西龙门山断裂带的后 中 前三大断裂带 地形地质条件复 杂 岩性囊括了所有三大岩类 其中K21 K25段为构造条件极其复杂的杨家山山脉 穿越两大褶皱和多条 断裂构造 岩性为震旦系 志留系碳酸盐 千枚岩 板岩等变质岩 实际工作中该隧道进行了大量的地质 调绘 对具有代表性的构造形式 构造现象和结构面等进行了分析 并根据钻探结果予以校正 基本弄清 了该隧道区的地质构造和地层岩性情况 为设计施工提供了参考 龙门山断裂带 变质岩区 地质构造判识 1概述2地层岩性 川甘界至广元段高速公路 以下简称广甘路 杨家山隧道所处位置为龙门山浅变质岩区 地 起于川甘界甘肃省文县碧口镇烧房地 途经四川省层时代跨元古界 古生界 岩性包括元古界震旦系 青川县木鱼镇 骑马乡 观音店乡 宝轮镇 于广胡家寨组的石英千枚岩 凝灰质千枚岩及元吉组 元附近与广 元 南 充 高速公路相接 线路总 灯影组 的硅质白云岩 钙质千枚岩 砂质千枚 岩 古生界寒武系邱家河组的硅质板岩及炭质千枚长63 43km 线路穿越了区域上的龙门山后 中 前 岩 志留系黄坪组的 含炭质 绢云千枚岩 砂质三大断裂 地形及地质条件复杂 地层岩性众多 千枚岩 钙质千枚岩透镜体及硅质白云岩透镜体 囊括了三大岩类 且处于变质岩变质过渡阶段 给 岩性辨识和分类造成了困难 地质构造形式多样 3地质构造 并具多期及多种形式叠加的特征 广甘路杨家山隧道穿越青川县骑马乡 观音店杨家山隧道区域构造位置处于川西北龙门山断裂 乡分界的杨家山山脉 进出口里程分别为 以右线北段后山断裂 中央断裂间 见图2 构造复杂 为例 K21 555 K26 026 全长4471m 隧道穿越区构造运动具有多期叠加的基本特征 各岩性处于沉积 域上的尖山子倒转向斜和马鞍山倒转背斜两个倒转褶岩向变质岩过渡的阶段 岩性相互混杂 互染 尖灭 皱 全隧道穿越14条断层及韧性剪切带 见图1 的现象明显 岩体中结构组合较复杂 这些因素造成 了对构造判断甚至岩性的延伸方向判断带来了困难 图杨家山隧道穿越垭口地貌 图 例 水系 隧道轴线 地名 骑马场 向斜 背斜 逆断层 平移断层 地层代号 40 观音店 骑马场 48 50 60 40 75 方 石 河 陈 家 沟 关 沟 罗 家 沟 廖 家 河 董 家 沟 曹 家 沟 旋 坪 沟 骑 马 场 断 层 贾 山 壳 断 层 大 圆 坝 背 斜 尖 山 子 向 斜 马 鞍 山 背 斜 图隧址区构造纲要图 韧性剪切带 破碎带集中涌水是其水患的主要表现形式 3 金竹山隧道煤层采空区对隧道无影响 隧道属低瓦斯隧道 相关瓦斯工段应采用相应的防 范措施及实时监测 确保施工安全 4 对于复杂地质条件下长大隧道勘察 综 合工程地质勘察手段的运用显得极为重要 必须作 到多种勘察手段互相验证 才能起到良好的勘察效 果 达到勘察目的 5 通过施工过程中的验证 在地质构造复 杂背景下的隧道勘察不但需要综合的工程地质勘察 手段 施工过程中的动态施工 动态设计亦是必不 可少的条件 参考文献 1 万源 陕川界 达州 徐家 坝 高速公路施工图设计金竹山隧道工程地质勘察报告 R 2007 11 2 李广诚 浅论工程地质问题决策与方法 M 北京 地震出版社 2001 4 5 3 汪春桃等 宁杭高速公路工程地质条件综述 J 公路 2005 3 46 55 四川省交通厅公路规划勘察设计研究院 6 西 南 公 路 12 171

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