隧道工程地质勘察报告

界垭隧道工程地质初步设计阶段勘察报告界垭隧道工程地质初步设计阶段勘察报告11、前言1.1工程概况

界垭隧道工程地质初步设计阶段勘察报告

⑻初步供给岩土物理力学性质试验指标、围岩级别等设计必需的岩土工程参数；⑼初步查明岩溶、断裂、地表水体发育地段产生突水、突泥及塌方冒顶的可能性；⑽初步查明洞门基底的地质条件、地基岩土的物理力学性质和承载力；东西向山岭地带而建设。隧道轴线呈直线型展布，隧道轴线走向方位角约152°，隧道进、出口与路基相接。隧道按单线双向行车道设计，设计里程桩号为AK5+727～AK6+119，洞内纵坡1.9%，长度为392.0m。隧道最大埋深约78.00m，属长隧道。隧道进口端设计高程560.0m，出口端设计高程570.10m。进、出口洞门均承受削竹式洞门。为了保证边仰坡的稳定，尽量恢复洞口自然境观，洞口均设置一段明洞。洞内设计灯光照明，自然通风。隧道工程按两车道二级大路标准设计，主要设计标准：设计行车速度40km/h

⑾初步查明地下水的类型、分布、水质、涌水量。1.3勘察工作方法及完成的主要工作量本次初勘承受工程地质调绘、钻探、物探、原位测试及室内岩土试验等综合勘察方法。于20231020202310251-1。完成主要工作量表 表1-1项目单位数量附注项目单位数量附注测量工程地质调绘勘探点坐标测量钻km24/20.1322半仪器法，路中线两侧各250m范围钻探取样钻水文试验工程物探孔m/孔61.10/2机械钻探，全孔取芯土岩样 件样 组/6土的物理试验组/岩石重度试验组/饱和岩石吸水率试验组/饱和试验分析 岩石单轴抗压试验组6饱和岩石抗剪强度试验组/饱和直剪岩石弹性模量试验组/饱和岩石泊松比试验组/饱和工程工程净宽净高车道宽度左侧向宽度右侧向宽度人行道主洞9.05.02×3.50.250.250.751.2本次工程地质勘察主要依据《大路工程地质勘察标准》(JTGC20-2023》(JTGD70-2023(JTGF60-2023)等技术标准、规定进展，主要满足以下技术要求：⑴初步查明隧址区地形地貌、地层岩性、水文地质条件、地震惊参数；⑵初步查明隧址区地质构造的类型、规模、形态特征，评价其对隧道工程的影响；⑶初步查明隧道围岩岩体的完整性、风化程度及围岩等级；⑷初步查明隧道进出口斜坡地带的地质构造、自然稳定状况、隧道施工诱发滑坡等地质灾害的可能性；⑸初步查明隧道浅埋段掩盖层厚度、岩体的风化程度、含水状态及稳定性；⑹初步查明地震状况，明确隧道区的根本烈度，并结合地形地貌、地层岩性、地质构造特征等因素，提出抗震设计烈度及处理意见；⑺初步查明隧道区不良地质和特别性岩土的类型、分布、性质，评价其对隧道工程的影响；

孔地下水位观测 次/孔 4/2 初见水位2次、静止水位2次简易压水试验 段/孔 /浅层地震测试m/条624.00/3纵向264/1；横向360/2声波测试m/孔/1.4ISO9001质量保证体系的各项规定；钻孔质量经监理检查和签署，确认合格，满足设计要求。2、工程地质条件地理位置及交通条件隧址所在地位于宜昌市秭归县周坪界垭村。隧道进、出口端四周有乡村大路到达，交通较为便利。气象、水文秭归县地处亚热带季风气候区，气候温存潮湿、雨量充分、四季清楚，多年平均气温17－19℃1493.2mm358mm年降雨量由南向北、从低到高，渐渐增多，一般年降雨量950——1590mm，长江河谷地带为1000mm左右，个别地区如高程1500m以上地区降雨量达1865.2——1904.3mm。降雨日数与降雨120——159200降雨主要集中在4——10月，月平均降雨量150——457.6mm，多暴雨，日降雨量达50——100mm的暴雨4——10月均有发生，100mm以上的暴雨主要发生在6、7月，年平均频次3——4次，150mm以上的特大暴雨频次较少，历史上曾发生过2次，即1975年8月9日最大日降雨量358.0mm；199674260.0mm。县内河流水系发育，地表水资源比较丰富。长江自西向东横贯全境，境内流长64km，流域724.4km214300m3/S，40m。地形地貌秭归县位于鄂西褶皱山地，地势西南高东北低，平均海拔高程千米以上，山峰矗立，河谷深500～1300m隧址区属构造剥蚀、侵蚀低山地貌区，穿越山体地面标高550.6～574.77m，相对高差不大，一般为50.0～80.0m。地表以碎屑岩(粉砂岩)为主，大局部岩石暴露，山坡局部陡峭，地形较简洁。地表水系不发育，水量贫乏，植被发育。30°～54°，坡向约69°25°～33°，坡向约240°，进、出口山坡坡面植被较发育，多生长灌木、桔树。隧道进、出口老大路斜坡下局部布有民房。地层岩性地层和志留系下统罗惹坪组下段〔Sl〕1化程度及强度差异可分为二层，地层岩性特征分述如下：①碎石土Qdl+el：揭露层厚1.20～2.60m，450-60%，粒径2-8cm，残坡积成因。

②-1强风化粉砂岩〔Sl：揭露层厚3.80～4.30m，分布于隧道进、出口及隧道浅表，灰1裂隙间粘性土充填，岩质不颖，岩体根本质量等级为Ⅴ类。②-2中风化粉砂岩〔Sl：揭露层厚21.5～27.7m，分布于隧道整体洞身，灰白色，粉砂1发育，岩芯呈短柱状，岩体根本质量等级为Ⅳ类。状图，岩土物理力学性质详见附后岩土试验成果汇总表。不良地质及特别性岩土依据本次勘察结果，在隧址区未见特别性岩土分布，区内未觉察大的不良地质。地质构造区域地质构造简洁〔见图1-9。区内北西向构造主要发育于前震旦纪变质岩系中，由一系列的褶皱和断裂所来观背斜、茶店子复向斜，后者主要为北北东向构造，由北北东向压性或压扭性断裂组成，主要构造形迹为黄陵背斜、秭归向斜；近南北向构造主要为仙女山断裂和九畹溪断裂组成，近平行向2-1。区内断裂主要有三组：北北东向——近南北向断裂组主要分布在西部香龙山背斜和东部秭归向斜地段，以西部最为发育、集中，且规模较大，最大可延长40余公里，一般15—20km，常呈等距线性排列，主要倾向东，倾角陡，均在70度以上，其水平错动表现明显，沿断层线存在宽窄不等的裂开带，一般10—20m，局部宽达50m。近东西向断裂主要集中分布于香龙山背斜核部西段，一般平行或近平行褶皱轴向延长，规模不等，最大延30km，45-65界垭隧道工程地质初步设计阶段勘察报告北西向断裂分布于五龙褶皱带的东段，一般规模较小，常沿次级褶皱轴线平行展布，局部形成裂开带，45-65表2-1 构造形迹——断裂特征表

续表2-1 构造形迹——褶皱特征表两翼倾角〔度〕褶皱名称 特征描述 轴向 核部地层 两翼地层 备注S〔E〕翼 N〔W〕翼区内为其两盘地层断裂名称 性质 主断面产状 长度〔km〕 主要特征描述

黄陵背斜

短轴对称背斜呈穹窿构造

北东10度 东10-15 西30-35

元古界崆岭 震旦系至三叠群 系中统

45km南〔或东〕〔或西〕

向斜轴呈S型 近南北向， 侏罗系山统遂 侏罗系上统活动性断 67

断面见多方向擦痕，见角砾岩及

秭归向斜 的开阔对称向 江南近东 东30以上 西16-30斜 西向

蓬莱组

宁组至三叠系 地轴向长上统九里岗组 47km2仙女山断裂 N15-200W/SW∠600 Tj-S Ks 少量断层泥、断层泉，方解石脉2

沿翼部发裂、顺扭 (区内30)

1被错开，至今仍在活动以挤压为主，挤压裂开带宽

香龙山背斜

育有由三短轴背斜呈穹 寒武系中统、奥陶系中统至 近东西向 南8-14 北40窿构造 奥陶系下统 三叠系中统 统地层构九畹溪断裂 张性 N100E/NW∠400 15 C1

O2+3

造

五龙褶皱带

东转近东西的弧形褶皱

北西向 南22 北35 三叠系中下统嘉陵江组

统大冶组

其东南封平缓百福坪—流

东端倾伏，西 区内仅见北斜高点出来观背斜茶店子复向

端开阔的弧形 北东85度 南35-50 北38-54褶皱

露志留系

三叠系 东端三叠系地层对称褶皱 北东60度 南20 北20-30 三叠系中统 三叠系中下统斜隧址区地质构造扬子准地台。Ⅲ级单元隶属上扬子台褶皱束。区内主要为近东西向或北北东向构造，区内褶皱属典型隔挡式褶皱，即背斜紧闭，向斜平缓开阔，地壳变动大事是发生在岩石圈的表部，为表层滑脱，因而有利于地壳总体稳定。侏罗系开头的构造运动，是本区地壳形变的主要构造运动，且各2区域内层状地形变化明显，分布有多期夷平面及河流阶地〔长江积间歇性抬升为主，区域差异性活动不明显，没有区域性断层形成，构造时期以来上升渐渐削减。从对区域性断裂形变规律资料说明，变形量均在0.07mm/a以下，近代活动微弱。从区域构造资料，工程区四周区域性微活动性断裂主要有仙女山断裂、九湾溪断裂。隧道区出露地层为志留系下统罗惹坪组下段〔Sl〕粉砂岩，四周出露地层显示，隧道区地13界垭隧道工程地质初步设计阶段勘察报告界垭隧道工程地质初步设计阶段勘察报告5层总体呈单斜构造，岩层产状327°∠42°，产状分布较稳定。节理裂隙度为不发育。抗震设计参数及地震效应依据《中国地震惊参数区划图〔GB18306-2023震带内，属地震活动较弱的地震带。自有记载以来，中强震不多，未发生过6级以上地震，近期19795225.18km。现今地〔1990年，1：4000000，本区地震根本烈度为Ⅵ度，其中对区内地质灾难可能影响较大的是仙女山潜在震源区，沿地震带微震活动较频繁，1959年迄今共记录到30次，最大为1972年3月秭归县周坪四周曾发生过的3.7级地震，震级上限6.5级。地震惊峰值加速度为0.05g0.35s(地震根本烈度6抗震设计标准的有关规定，建议拟建隧道按地震根本烈度7a=0.1g，T=0.35s。水文地质条件地表水系隧址区内地表水系不发育，主要为大气降水，地表无常年性流水，主要为雨季坡面汇水，以大气蒸发及向地下渗流排泄，对隧道工程施工影响较小。由于隧道出口位于冲沟中，雨季地表水对隧道洞门冲刷影响较大，必需设计截、排水沟，防止地表水对隧道产生影响。地下水水。依据地下水赋存条件，含水介质及水力特征可分如下几种类型：①孔隙水赋存于第四系松散积存层中，主要承受大气降水补给，向坡下沟谷排泄。场区松散积存层分布不均匀，厚度一般较小，渗透性好，分布于斜坡地带贮水条件较差，仅季节性富水，水量小，对隧道施工影响小。对隧道施工影响较小。

地下水腐蚀性评价依据区域水文资料及该隧道环境水水质分析结果，参照《大路工程地质勘察标准》〔JTGC20-2023〕隧道涌水量估算〔1〕隧道涌水量计算隧道区水文地质条件简洁，对涌水量尚不能进展准确计算，只能进展粗略估算、推想，推想〔地下水均衡法〔地下径流模数，大气降水渗入系数法等。本隧道通过地层主要为碳酸盐岩及砂岩分布区，透水性较强，地下水总体贫乏，由于钻孔为干孔无水，本次勘察未对钻孔进展钻孔抽〔提〕水试验。依据目前所取得的资料及对隧道场区水文地质条件的了解，拟选取如下两种方法。a．降水入渗系数法〔水均衡法〕计算方法如下：Q=1000а·A·X式中Q－隧道通过含水体地段的涌水量(m3/d)；a－降水入渗系数；A－隧道集水面积km2；从1:1万地形图上按地表分水岭及尽可能渗入洞室的量取；X－日降水量(mm)；正常涌水量按中雨降雨量计算，最大涌水量按近20年日最大降雨量平均值计算。按上述计算方法，计算参数、结果见表降水入渗法涌水计算成果表：隧道大气降水入渗法计算涌水量估算表 分幅分段里程集水面积入渗系数〔ɑ〕〔km2〕A正常涌水量〔m3/d〕Ｘ降雨量〔mm〕涌水量〔m3/d〕Qi合计〔m3/d〕QAK5+727～AK6+1190.10 0.2650.001300.001300.00最大涌水量〔m3/d〕AK5+727～AK6+1190.10 0.26100.002600.002600.00说明：降雨量依据恩施市气象局供给气象资料取值；α依据现有区域资料，并综合考虑计算区段的地形、高程、植被、土壤、等因素取值。〔2〕计算结果评述降水入渗法的难点在于降水入渗系数的选取，假设能充分考虑地质条件对上述参数的影响，恰中选取上述参数，计算成果具有确定的可信度。依据上述计算成果，建议承受大气降水入渗法计算结果，估算隧道正常涌水量为1300.00m3/d，2600.00m3/d。3、岩土体工程地质特征及隧道围岩级别划分岩土体工程地质特征土体的工程地质特征①碎石土：厚1.20～2.60m，分布于隧址区斜坡及洞口地带，厚度一般较小，位于洞体上方，

〔JTGD70—2023〕第3.6.3～3.6.5条规定的围岩质量指标BQ值判别法。为计算BQ值及其修正值［BQ体完整性系数Kv；在钻孔中实行了岩石试样测定岩石饱和状态下的单轴抗压强度〔Rc果岩石试验汇总表。围岩根本质量指标BQ值按式BQ＝90+3Rc＋250Kv计算；围岩根本质量指标修正值［BQ］按式［BQ］＝BQ－100〔K1＋K2＋K3〕计算；式中的K1、K2、K3分别为地下水、主要脆弱构造面、初始应力状态修正系数，按《大路工程地质勘察标准〔JTGC20-2023〕附录E进展取值；计算中的依据分段计算所求BQ和［BQ］值确定的隧道围岩级别列入表3-2中，供设计和施工使用。隧道工程地质纵剖面图中分段划分的围岩级别与表3-2中确定的围岩级别一样。本层地基承载力根本容许值[f

]＝120kPa。土、石等级Ⅱ级。

隧道围岩分级表 表3-2分饱和分饱和起讫里程围岩岩性数Kv围岩指标BQ考虑影响因素修正系数段长度m抗压强度RcMPa围进洞口AK5+727AK5+800～73强～中风化粉砂岩----＜250潮湿，淋雨雨状出水。AK5+800AK6+000～200中风化粉砂岩44.8 0.35273潮湿，局部线状渗水AK6+000AK6+119出洞口～碎石土、119强～中风化粉砂岩----＜250潮湿，淋雨季点滴或淋雨状出水。围岩基物探测围岩基物探测本质量定岩体影响因素状指标修纵波速态或关系说正系数Vp明［BQ］(km/s)地主要地主要初始应岩下脆弱力状态级水K1K3别------Ⅴ＜2500.6------Ⅴ＜2500.6～1.20.10.1--Ⅳ2531.6～1.8------Ⅴ＜2500.6～1.0根本容许值[f]＝400kPa。土、石等级Ⅲ级。a0②-2中风化粉砂岩：揭露厚度21.5～27.7m，分布于隧道进口，为进口段主要围岩，岩体较完整，岩石属较坚硬岩，岩体根本质量等级为Ⅳ。本层地基承载力根本容许值[f＝2023kPa。a0土、石等级Ⅳ级。岩土层物理力学指标统计分析依据勘察中实行的岩样进展室内试验结果3-1理力学性质详见岩土试验成果汇总表。岩石物理力学性质指标统计表 表3-1统计工程统计工程统计指标统计数最大值最小值平均值标准差岩石名称变异系数修正系数标准值中风化粉砂岩饱和单轴MPa649.144.046.52.100.050.9644.8隧道围岩分级BQ值确定不同质量岩体的围岩级别，结合物探及钻探资料定性划分各级围岩段。

3.33-3。隧道主要设计参数建议值 表3-3围岩级别γ〔kN/m3〕Rc〔MPa〕K〔MPa/m〕E〔GPa〕μφ〔°〕CMPaΦc度Ⅲ25.044.81000150.28481.268Ⅳ23.044.84505.00.35350.655Ⅴ20.01501.60.45220.05454、隧道工程地质评价及工程建议隧址工程地质环境稳定性和适宜性评价隧址区属单斜构造，无断裂构造通过，区域稳定性好，在隧道施工时实行必要的工程支护措施下适宜隧道建设。进洞口边坡稳定性评价隧道进洞口接路基，进口端里程为AK5+727，设计明洞长约5.60m。洞口位于一斜坡地带，坡度较陡，坡度约30°～54°，坡向约69°，依据钻探、物探和工程地质调绘，坡面掩盖层为残坡积碎石土层，下伏基岩为强～中风化粉砂岩，岩层产状327°∠42°，围岩等级为Ⅴ级。依据洞口地质调绘状况来看，岩体节理裂隙不发育，岩层倾向与边坡坡向相近，为小角度相交，呈顺向坡，对洞口稳定性较不利。目前自然山坡稳定性较好，坡面植被发育。由进洞口段路线高程及地形地貌特点可知，进口端仰坡高度较小，坡高0～1m，坡体表层主要化基岩按1：1.0～1.5放坡，中风化基岩按1：0.5放坡，并应尽量保持山坡自然坡度状态，放坡前宜先完善坡顶上方坡面的截、排水设施建设，坡面施工应自上而下分层开挖，对形成的坡面应准时实行喷锚支护。出洞口边坡稳定性评价隧道出洞口接路基，出口端设计里程AK6+119。位于一缓坡地带，出口侧地形较缓，坡度约25°～33°，坡向约240°。依据钻探、物探和工程地质调绘，洞口处坡积层主要由粉质黏土及砂岩构成，掩盖层较厚，基岩零星出露，岩层产状330°∠44°。围岩等级为Ⅴ级。依据洞口地质调绘状况来看，基岩裂隙不发育。岩层倾向与边坡坡向大角度相交，呈为逆向坡，对洞口仰坡稳定性有利。目前自然山坡处于稳定状态。由出洞口段路线高程及地形地貌特点可知，出口端仰坡高度不大，坡高0～1m，边坡开挖易诱11.0～1.5中风化基岩按1：0.5放坡。施工前宜先对坡顶作好坡面截、排水设施建设，施工应分段分层施工，对形成的坡面应准时实行喷锚支护。隧道洞身工程地质评价及工程建议隧道围岩级别为Ⅴ～Ⅳ3⑴AK5+727～AK5+80073.0m0.0～37.0m600～1200m/s，属洞口浅埋段，近洞口一带浅表为粉质黏土，深部为强～中风化砂岩，风化裂隙发育，

岩体裂开，开挖拱顶易产生坍塌，隧道施工有渗水现象，雨季点滴或淋雨状出水。建议实行超前管棚注浆支护，承受台阶法、侧壁导坑法或预留核心土体开挖，以锚喷＋钢筋网＋钢架加强初期支护，以现浇混凝土作二次衬砌。⑵AK5+800～AK6+000段：长200.0m，隧道埋深37.0～65.0m，该段为Ⅳ级围岩，纵波波速1600～1800m/s，围岩由中风化砂岩构成，属较坚硬岩，呈中厚层状，较裂开，裂隙发育，洞内为潮湿或局部线状渗水,拱部无支护时易小范围塌落，侧壁简洁掉块。建议承受超前锚杆作超前支护，实行台阶分部开挖法，以锚喷混凝土作初期支护，以现浇混凝土作二次衬砌。⑶AK6+000～AK6+119119.0m0.0～26.0m600～1000m/s，属洞口浅埋段，近洞口一带浅表为残坡积粉质黏土，深部为强～中风化砂岩，风化裂隙发育，岩体裂开，开挖拱顶易产生坍塌，隧道施工有渗水现象，雨季点滴或淋雨状出水。建议实行超前管棚注浆支护，承受台阶法、侧壁导坑法或预留核心土体开挖，以锚喷＋钢筋网＋钢架加强初期支护，以现浇混凝土作二次衬砌。5、隧道施工对环境的影响评价隧道施工对环境的影响主要有三个方面：①洞口削坡可能对环境的破坏；②隧道弃渣堆放不当可能产生人为泥石流，滑坡等次生灾难；③隧道成洞后可能导致山体地下水平衡破坏，使人畜用水枯竭，地表植被不能生长。以下从这三个方面进展评价：⑴洞口削坡的影响：本隧道山体掩盖层较薄，依据洞口位置、设计路面标高推断，洞口削坡工程量小，边坡不致发生大规模倒塌滑坡，仰坡开挖后简洁实施防护措施。因此，洞口削坡对环境破坏略微。392m，开挖的弃渣大局部可用作两端填方路基的填料和护坡支挡构造的石料，多余局部本着尽量少占农田的原则，在冲沟内选择适宜地段堆置，并设置挡墙及排水措施避开其产生泥石流、滑坡等次生地质灾难。⑶成洞对地下水的影响：隧道穿越峰丘，坡面植被较发育。地下水主要是降雨入渗形成的上层孔隙滞水和风化带裂隙水，通过蒸发及向周边沟谷渗流排泄，隧道以上未见泉点。隧道工程除水疏排问题，不会转变山体地下水的自然均衡状态。综上所述，本隧道的兴建对自然环境影响略微，而且今后简洁恢复。在隧道出口山坡上有少量居民点分布，该段为一较陡的斜坡，局部第四系掩盖层较厚，隧道安全影响。应科学设计、严格按标准施工。6、结论和建议结论本次勘察承受工程地质调绘、钻探、物探、原位测试及室内岩土试验等综合勘察方法，初步查明白本隧道工程地质和水文地质条件，勘察资料满足初步设计阶段要求。隧道穿越区属构造剥蚀、侵蚀低山地貌区，