新建铁路南广线桂肇段黄竹评隧道SSZ-6孔工程、水文地质勘察报告

工程、水文地质勘察报告湖南湘煤地质工程勘察新建铁路南广线桂肇段黄竹坪隧道SSZ-6孔工程、水文地质勘察报告编制单位：湖南湘煤地质工程勘察提交时间年10月目录TOC\o"1-2"\h\z\u一、概况 1二、地理位置及地形、地貌 2三、区域地质构造及工程地层特征 3（一）区域地质构造 3（二）工程地层特征 3四、水文地质条件 5（一）水文地质条件 5（二）水文地质试验 5（三）岩层裂隙岩溶发育情况 6五、隧道围岩岩石力学性质及工程地质评价 8（一）岩石力学性质 8（二）工程地质评价 8六、综合测井测试 10七、封孔情况 13八、结论 13附图、附表图号顺序号 比例尺11-1区域地质图1:2000002 2-1 SSZ-6孔工程地质综合柱状图 1:10003 3-1 抽水试验曲线图1、图244-1综合测井成果图附表：附表：岩石物理力学性质实验报告附表：岩石鉴定报告附表：水质检验报告其它：岩芯照片新建铁路南广线桂肇段黄竹评隧道SSZ-6孔工程地质、水文地质勘察报告一、概况黄竹坪隧道位于广东省云浮市郁南县南江口镇境内，设计钻孔SSZ-6，里程为DK320+700右15m处。为查明隧道沿线两侧工程地质，水文地质条件，为隧道设计，施工提供依据。中铁工程设计咨询集团地路院特委托湖南湘煤地质工程勘察（以下简称我公司），承担南广铁路桂肇段黄竹坪隧道SSZ-6深孔的钻探任务。我公司受理业务后，迅速组织精干的技术人员、设备物质及资金，采用XY-300型钻机，于2008年7月23日进场，设备安装调试后于2008年8月3日至2008年8月11日完成钻探任务（终孔深度为150.0m），尔后又进行水文地质试验及岩、水样的采取送验和电测井工作，直至2008年8月21日全部竣工，历时30天，共完成如下工作量（见表1、表2）钻探施工期间，我公司严格按照《铁路工程地质水文勘察规程》（TB10049-2004）、《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2007）、《铁路工程岩土分类标准》（TB10077-2001）、《铁路工程钻探规程》等规程规范施工，各项技术指标均达到设计要求。岩、水样的室内测试工作均由湖南省工程勘察院中心实验室测试。质量符合有关规范要求，并提交了岩、水样的测试报告。完成工作量表（表1）钻探进尺(m)岩样（试验样）(组)水样(个)简易水位观测水文地质抽水试验(次)备注42达到设计要求3次地下水位：标高SSZ-6孔岩样、水样化验统计表表（2）孔号里程样品类别取样深度野外名称测试项目SSZ-6DK320+700右15m岩样（岩67、68）千枚岩岩石物理力学性质：饱和抗压强度，烘干抗压强度，块体密度，饱和吸水率，受力方向等。（08A-3036）变质砂岩（岩9）砂岩—（岩9、10）砂岩水样地下水二、地理位置及地形、地貌新建铁路南广线桂肇段黄竹坪隧道SSZ-6深孔，里程为DK320+700右15m处，该孔位于广东省云浮市郁南县南江口镇境内，属西江流域（中游），其钻孔座标经距：X＝489545.98，纬距：Y＝555669.96，孔口标高+214.97m，地表大部岩层裸露，区段地形最高标高+813m（大历山），最低标高为西江（流域）2005年6月23日西江梧州站水位26.75m，流量53000m3/s；西江高要站水位12.34m，流量54700m3℃，湿度适宜，四季分明，环境优美。三、区域地质构造及工程地层特征（一）区域地质构造区内位于云开隆起带，自基底形成之后，经历了自晋宁期以来的长期而复杂的变质演化历史，于加里东期形成的变质核杂岩或穹隆构造，奠定了云开隆起区的基本结构格局。地层走向北西—南东。（二）工程地层特征根据1∶200000地质图（罗定幅）C—D剖面图，自北西—东南由老至新依次出露地层为下古生代寒武系（∈）、奥陶系（O）、志留系（S），上古生代泥盆系（D）、石炭系（C），中生代三迭—侏罗系（T-J）、白垩系（K），新生代第三系（E）、第四系（Q）等地层。据钻探结果，本孔自上而下出露地层为志留系（S）等地层（见SSZ-6地质柱状图图1），现分述如下：1、志留系（S）（1）泥质页岩（0.0-8.0m）：浅灰色（W3），矿物成分为高岭石，朦脱石，长石，具页状层理，节理裂隙发育，岩芯呈块状、短柱状采取率为80%，RQD=20％。（2）砂质页岩（8.0-19.0m）：褐黄色（W3），中厚层状，矿物成分以长石为主，钙质胶结，节理裂隙发育，岩芯呈块状、短柱状采取率75%，RQD=21％。（3）千枚岩（19.0-20.8m）：深灰色（W2），矿物成分为云母，长石，石英，绿泥石，局部有少量白色石英脉，千枚状构造，裂隙发育，岩芯呈块状，短柱状，采取率78%，RQD=17%。（4）千枚岩（20.8-38.3m）：浅灰色（W2），矿物成分为云母，长石，石英，绿泥石等，千枚状构造，裂隙发育，岩芯呈块-短柱状，采取率70-90%，RQD=31-76%。（岩芯在34.0-34.2m处取样化验，其饱和平均抗压强度为46.11MPa，其烘干平均抗压强度为54.947MPa）。（5）千枚岩（38.3-51.0m）：深灰色（W2），矿物成分为云母，长石，石英，绿泥石等，千枚状构造，局部有少量长石，石英脉，裂隙较发育，岩芯呈块-短柱状，节长0.003-0.055m，采取率70-80%，RQD=27-74%。（深度42.10m处取水样化验PH=7.4，侵蚀性CO2为1.34，该水样无侵蚀性。）（6）变质砂岩（51.0-124.3m）：（W2），矿物成分以长石，石英为主，断口见斑点状黄铁矿，岩芯在63.0-64.0m，65.0-70.0m，78.8-82.8m，91.5-92.8m处裂隙发育，其余地段裂隙较发育，岩芯呈块状、短-长柱状，节长0.002-0.07m，采取率75-85%，RQD=12-80%。（岩芯在54.3-55.5m处取岩石鉴定磨片定名为硅化碳酸盐化细粒石英砂岩。）（7）砂岩（124.30-150.0m）：深灰色（W2）矿物成分以长石、石英，含黄铁矿，裂隙较发育，岩芯呈短-长柱状，节长0.07-0.8m，采取率：85-91%，RQD=61-90%。（岩芯在125.0-145.0m处取岩石鉴定磨片定名为绿泥石化、碳酸盐化、硅化含粉砂绢云板岩。深度在123.20m处取水样化验PH=7.2，侵蚀性CO2为2.01，该水无侵蚀性。）四、水文地质条件（一）水文地质条件本孔位于西江水系西南侧，属构造剥蚀切割中低山地形，钻孔标高214.97m，地表地层为砂质页岩、砂岩风化层，其浅部砂岩为强风化层。地形构造剥蚀切割沟谷较强烈，大气降水沿沟谷渗入，地下水沿岩层裂隙低洼处风化裂隙带迳流，在沟谷低洼处排出地表，场地为地下水流场的天然补给迳流区。经水质化验结果，地下水水质为HCO3--Na++K+型水，对混凝土无侵蚀性。（二）水文地质试验 3/h，含水层类型为承压水完整井。本孔抽水试验为三次降深，涌水量-水位降深、单位涌水量-水位降深，见抽水试验曲线图1、图2 。单孔渗透系数（K）、影响半径（R）其计算公式如下：w）×（lgR/rw）R=10SW式中：K——钻孔含水层渗透系数,m/dQ——3/d(第一次抽水流量)rw——抽水孔出水半径，rwSw——抽水孔水位降深，SwH——R——影响半径m×10-3m/d，钻孔最大影响半径为37.0m。抽水试验成果见表3。（三）岩层裂隙岩溶发育情况根据地质、水文地质特征，结合水文地质试验及物探测井成果，该孔裂隙在浅部垂直向上浅部发育，深度在38.30m以下随着钻孔深度的增加，岩溶裂隙随深度的增加而减弱，岩石质量RQD指数增加，电测井岩溶裂隙较发育。抽水试验成果表（表3）抽水孔编号含水层类型抽水层类型含水层厚度(m抽水日期降深次序水温(℃)涌水量单位涌水量抽水持续时间(h)SSZ-6恢复水位时间(h)恢复水位深度(m)影响半径(m)渗透系数(m/d)计算公式自至(m3/d)L/S总计稳定静水位深度(m)水位降低值(m)SSZ-6承压水完整井116×10-31692437×10-3K=R=10SW216×10-31292425×10-3317×10-3982421×10-3五、隧道围岩岩石力学性质及工程地质评价（一）岩石力学性质根据湖南省工程勘察院中心实验室岩石物理力学性质试验成果报告其统计值见表4。SSZ-6孔岩石单轴抗压强度统计表（表4）岩石名称(编号)样品编号孔深(m)起-止块体密度g/cm3饱和吸水率%抗压强度烘干MPa平均MPa饱和MPa平均MPa千枚岩岩67岩68变质砂岩岩9岩10（二）工程地质评价按照《铁路工程地质手册》中有关铁路隧道围岩分类方法，结合本工程的工程地质及水文地质条件分析，本隧道围岩级别为Ⅳ级。具体围岩分级情况及围岩性质见表5、表6。

铁路隧道围岩分类（表5）类别围岩主要工程地质条件围岩开挖后的稳定状态（单线）主要工程地质特征结构特征和完整状态Ⅵ硬质岩石〔饱和极限抗压强度Rb＞60MPa〕：受地质构造影响轻微，节理不发育，无软弱面（或夹层）；层状岩层为厚层，层间结合良好呈巨块状整体结构围岩稳定，无坍塌，可能产生岩爆Ⅴ硬质岩石〔Rb＞30MPa〕：受地质构造影响较重，节理较发育，有少量软弱面（或夹层）＆贯通微张节理，但其产状及组合关系不致产生滑动：层状岩层为中厚或厚层，层间结合一般，很少有分离现象：或为硬质岩石偶夹软质岩石呈大块状砌体结构暴露时间长，可能会出现局部小坍塌，侧壁稳定，层间结合差的平稳岩层，顶板易塌落软质岩石〔Rb≈30Mpa〕：受地质构造影响轻微，节理不发育；层状岩层为厚层，层间结合良好呈巨块状整体结构Ⅳ硬质岩石〔Rb＞30MPa〕：受地质构造影响较重，节理发育，有层状软弱面（或夹层），但其产状及组合关系尚不致产生滑动：层状岩层为薄层或中层，层间结合差，多有分离现象：或为硬、软质岩石互层呈块（石）碎（石）块镶嵌结构拱部无支护时可产生小坍塌，侧壁基本那稳定，爆破震动过大易坍塌软质岩石〔5MPa＜Rb≤30Mpa〕：受地质构造影响较重，节理较发育：层状岩层为薄层、中层或厚层，层间结合一般呈大块状砌体结构Ⅲ硬质岩石〔Rb＞30MPa〕：受地质构造影响很严重，节理很发育，层状软弱面（或夹层）已基本被破坏。呈碎石状压碎结构拱部无支护时可产生较大坍塌，侧壁有时失去稳定。软质岩石〔5MPa＜Rb≤30Mpa〕：受地质构造影响严重，节理发育呈块（石）碎（石）状镶嵌结构2.黄土（Q1、Q2）3.一般钙质或铁质胶结的碎、卵石土、大块石土1、2呈大块状压密结构3呈巨块状整体结构Ⅱ石质围岩位于挤压强烈的断裂带内，列席杂乱，呈石夹土或土夹石状呈角（砾）碎（石）状松散结构围岩易坍塌，处理不当会出现大坍塌，侧壁经常小坍塌，浅埋时易出现地表下沉（陷）或坍塌至地表一般第四系的半硬至硬塑的粘性土及稍湿的一般碎、卵石土、圆砾。角砾土及黄土（Q1、Q2）呈松散或松软状Ⅰ石质围岩位于挤压极强烈的断裂带内，呈角砾、砂、泥松软体呈松软状围岩极易坍塌变形，有水时土、砂常与水一齐涌出，浅埋时易坍塌至地表软诉状粘性土及潮湿的粉细纱等粘性土易蠕动砂性土潮湿松散黄竹坪隧道围岩级别划分表（表6）孔号围岩级别工程地质条件水文地质条件DK320+700右15mⅣ围岩岩性为志留系（S）千枚岩、砂岩等，属硬质岩石，岩芯在34.0-34.2m、135.8-145.0m处取岩样化验，其饱和平均抗压强度分别为46.11MPa、63.46MPa；烘干平均抗压强度分别为54.947MPa、75.68MPa。节理裂隙在浅部发育，深度在38.3m以下有所减弱，岩芯呈块状、短柱状、柱状；围岩段岩性一般，局部可能发生洞顶崩塌破坏。弱裂隙含水层六、综合测井测试桂肇段黄竹坪隧道SSZ-6孔综合测井工作所采用的测试方法有：电阻率、声波波速、岩石密度、井径、井温、自然电位、自然伽玛及扩散发水文测井。1、SSZ-6孔测井分层和综合测井解释成果是SSZ-6孔测井曲2、资料解释：通过对SSZ-6钻孔测井各参数的综合分析，并参考岩芯鉴定结果后以为，本钻孔可划分为7个岩段，每个岩段的物性参数统计结果见《SSZ-6钻孔各岩段物性参数统计表》，其中21.3米以上为套管，21.3米以上测量数据无地质意义。下面分别对各岩段解释如下：1.21.3～38.8米为碎石土，该段井径扩大，密度减小，电阻率、波速、密度等曲线变化大为碎石土的不均匀性造成。值得指出的是该段从岩石波速上看，岩石波速大于3.0km/s，属于强风化、破碎的基岩，不属于碎石土，可能岩性鉴定错误。2.38.8～45.2米为角砾状千枚岩，其电阻率、波速、密度均较高，局部密度减小，该段岩石基本完整。3.45.2～112.5米为变质砂岩，该段电阻率较低，波速、密度曲线变化平缓，局部有井径变大的现象，整体上此段岩石基本完整，部分地段裂隙较发育。4.112.5～117.5米为变质砂岩，电阻率、波速、密度均较高，电阻率、密度起伏变化较大，该段岩石基本完整。5.117.5～124.2米为变质砂岩，其电阻率、波速、密度较高，岩石裂隙较发育。6.124.2～137.5米为砂岩，电阻率、波速、岩石密度较低，岩石裂隙较发育。7.137.5～200米为砂岩，电阻率、波速、密度均较高，该段岩石完整。SSZ-3钻孔岩性物性统计表(表7)3、隧道洞身高程范围（深度：125.0-145.0m）磨片定名为绿泥石化、碳酸盐化、硅化含粉砂绢云板岩，各测井曲线反映明显。物探曲线反映在124.2-137.5m处其电阻率、波速、密度较低，岩石裂隙较发育。其电阻率平均值：889Ω3，自然伽玛平均值14γ。深度在137.5-150m处为砂岩，其电阻