某隧道主要工程地質(zhì)問題分析

摘要：該隧道設(shè)計為單洞雙車道，設(shè)計速度為40 km/h，隧道凈寬為9.0 m，凈高5.0 m。文章文以隧道為研究對象，分析了其隧址區(qū)的工程地質(zhì)問題，并針對工程特點提出了防治建議。

關(guān)鍵詞：隧道；工程地質(zhì)問題；評價

中圖分類號：U412文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2012）05-0146-02

1工程概況

該隧道設(shè)計為單洞雙車道，設(shè)計速度為40 km/h，隧道凈寬為9.0 m，凈高5.0 m。洞底標高637.03 m，洞底標高603.30 m，坡降-2.98%，全長1 132 m，屬長隧道。新雷峰埡隧道的建設(shè)可改善該路段的平面線型，降低路線縱坡，提高公路技術(shù)標準。公路建設(shè)對拓寬經(jīng)濟干線，促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義，同時該隧道作為南水北調(diào)工程的前期配套交通項目，對改善移民安置環(huán)境具有重要作用。

本次研究通過工程地質(zhì)、水文地質(zhì)測繪、鉆探、物探及取樣試驗、壓水試驗等勘測工作，查明隧道的地形、地貌、地質(zhì)、地震情況、進出口環(huán)境地質(zhì)條件，對隧道工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件提供詳細評價，根據(jù)控制隧道圍巖穩(wěn)定的各項因素，分段確定隧道圍巖等級，為隧道施工布置、各段洞身掘進方法及程序、支護及襯砌類型或整治工程提供工程地質(zhì)依據(jù)。

2自然地理

隧道地處白桑關(guān)鎮(zhèn)境內(nèi)，209國道穿境而過，是鄖縣江北六鄉(xiāng)鎮(zhèn)通鄖縣至十堰的唯一通道，又是鄖縣東出北上的咽喉要道。白桑關(guān)鎮(zhèn)版圖面積225 km2，呈“葫蘆”狀，轄區(qū)地形以二高山和低山丘陵為主，地勢西高東低，平均海拔496 m。研究區(qū)屬亞熱帶濕潤季風氣候，全年日照時數(shù)為1 984 h，年平均氣溫16℃，極端最高氣溫40.7℃，極端最低氣溫-13.5℃，年平均無霜期260 d，年平均降雨量1 167.4 mm， 年最大降雨量1 540.6 mm。

3地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造

隧道所在區(qū)域主要出露地層為震旦系下統(tǒng)耀嶺河群和上統(tǒng)陡山沱組、燈影組白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)頁巖等，河床及山坡上分布有第四系地層。區(qū)域大地構(gòu)造環(huán)境屬于秦嶺褶皺系南秦嶺印支褶皺帶，秦嶺斷裂系北東向、北北東向斷裂組。褶皺帶為金雞嶺復向斜廟川—荊紫關(guān)褶皺束，褶皺束內(nèi)褶皺和斷裂均發(fā)育，擬建隧道位于天才嶺倒轉(zhuǎn)向斜（V117）的北翼，兩翼地層為震旦系上統(tǒng)燈影組地層（Z2dn），其南面為鮑溝倒轉(zhuǎn)背斜（V124），鮑溝倒轉(zhuǎn)背斜（V124）的軸部距隧道約5 km。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），研究區(qū)50年超越概率10%，地震峰值加速度為0.05 g，相應抗震設(shè)防烈度為6度。

4隧址區(qū)工程地質(zhì)條件

隧道區(qū)屬鄂西北構(gòu)造剝蝕中低山區(qū)，山體地形起伏較大，沖溝發(fā)育，基巖大部分地段出露，區(qū)域山脊最高點位于雷峰埡的三堡寨，高程1 002.1 m，溝谷最低點高程約500 m，相對高差502.1 m。隧道所處山體植被較發(fā)育，大部分地段基巖出露，僅緩坡及溝谷地段分布第四系坡洪積（Q4pl+dl）碎石土，根據(jù)鉆探揭露和工程地質(zhì)調(diào)查，隧道區(qū)分布的巖層主要為震旦系上統(tǒng)燈影組地層（Z2dn），巖性為白云巖、鈣質(zhì)頁巖等。

隧址位于天才嶺倒轉(zhuǎn)向斜（V117）的北翼，大部分地段基巖出露，僅坡麓及溝谷地段分布有第四系覆蓋層。隧道地段整體上為單斜構(gòu)造，出露的地層為震旦系上統(tǒng)燈影組（Z1dn）的白云巖、鈣質(zhì)頁巖，巖層傾向283～304°，傾角35～40°，局部巖層產(chǎn)狀變化較大。隧道區(qū)圍巖受構(gòu)造影響較重，巖層多見扭曲、錯斷及拖拽現(xiàn)象。受區(qū)域構(gòu)造影響，隧道區(qū)巖層節(jié)理發(fā)育。

經(jīng)調(diào)查，隧址區(qū)無滑坡、崩塌、泥石流等影響場地穩(wěn)定的不良地質(zhì)現(xiàn)象。隧道區(qū)白云巖可作建筑原料，在施工期間隧道進口左側(cè)小規(guī)模露天開采白云巖作建筑砂外，未發(fā)現(xiàn)煤層、瓦斯和其它可供開采的礦產(chǎn)，附近無采空區(qū)分布。

隧址分布地層主要為震旦系上統(tǒng)白云巖等，該地層屬可溶巖組。根據(jù)地表工程地質(zhì)測繪，地面巖溶形態(tài)主要為細小的溶溝、溶槽及溶蝕裂隙，是受地表徑流沖刷溶蝕的結(jié)果，根據(jù)鉆探揭露淺部僅有少量的溶隙分布，深部無溶蝕痕跡。因此隧址區(qū)巖溶發(fā)育程度較弱，對隧道穩(wěn)定性基本沒有影響，不會出現(xiàn)巖溶突水、突泥現(xiàn)象。

5隧址區(qū)水文地質(zhì)條件

隧道區(qū)屬鄂西北構(gòu)造剝蝕中低山區(qū)，山體地形起伏較大，沖溝發(fā)育。隧址區(qū)地下水類型主要為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水。

隧道進出口附近溝谷有地表水體流過，沒有發(fā)現(xiàn)井泉分布。研究區(qū)內(nèi)的地下水補給來源為大氣降水及坳溝中季節(jié)性地表水。大氣降水部分通過地表沿丘坡徑流排出，部分通過巖層裂隙及下滲于巖體中。巖體中的地下水，大部分沿裂隙及破碎帶運移，經(jīng)短暫徑流，向鄰近山谷低洼處排泄。隧址區(qū)分布地層為白云巖和鈣質(zhì)頁巖，洞身主要位于弱風化巖層中，進出口地段巖石風化強烈，巖石呈強風化。

6隧道主要工程地質(zhì)問題分析

該隧道位于天才嶺倒轉(zhuǎn)向斜（V117）的北翼，白桑斷裂（F116）從隧道東部斜交通過，隧道軸線與區(qū)域構(gòu)造線方向相近，不利于隧道穩(wěn)定。隧道工程地質(zhì)條件較差，場地穩(wěn)定性較差，在采取必要的工程措施下適宜修建隧道。

由于隧洞開挖，將在洞前一帶形成人工路塹邊坡，邊坡最大高度約15.0 m，邊坡巖層為強風化白云巖，巖體裂隙發(fā)育。人工形成的巖質(zhì)邊坡經(jīng)赤平極射投影分析，進口仰坡為斜向坡，路塹右側(cè)邊坡為反向坡，邊坡整體基本穩(wěn)定，路塹左側(cè)邊坡為順向坡，可能沿層面產(chǎn)生順層滑坡。

隧道段分布構(gòu)造碎裂巖體，圍巖等級為Ⅴ級，圍巖開挖易坍塌，側(cè)壁易失穩(wěn)變形，處理不當會出現(xiàn)大坍塌，側(cè)壁經(jīng)常小坍塌?；鶐r裂隙水易通過該斷裂帶導入隧道，可能引起小規(guī)模的突水等災害。施工中應加強監(jiān)測預報，加強支撐防護和采取必要的輔助施工措施。

挖掘隧道的棄渣方量大，隧道進出洞口交通較方便，處理較方便，然而隧道處于分水嶺與沖溝相間地段，進出洞口位于沖溝地帶，棄渣不能置于沖溝附近和沖溝內(nèi)，故棄渣堆放地需占用農(nóng)田或林地，可就近選擇較開闊的地段設(shè)置攔碴壩予以攔截，工程結(jié)束后，平整地面，培土復耕。

7結(jié)論及建議

隧道地質(zhì)條件較差，場地穩(wěn)定性較差，在采取必要的工程措施下適宜修建隧道。隧道設(shè)計、施工應做好超前預報，大力推行信息化設(shè)計、施工和新奧法等先進的方法和施工工藝。Ⅳ～Ⅴ級圍巖設(shè)置復合式襯砌，Ⅴ級圍巖增設(shè)鋼架。加強施工地質(zhì)工作，對Ⅴ類圍巖分布的易坍塌段作好超前預測的同時應推行迅速掘進、及時支護的施工方法，同時對支護方案的優(yōu)化設(shè)計提供地質(zhì)保證。作好涌、突水、突泥預測、預防工作，隧道施工要預設(shè)足夠的排水斷面。在可能出現(xiàn)涌、突水的地段一定要布置超前鉆孔作好預測工作。且加強雨季施工的天氣預報和強降雨過程的預報，并事先作好涌、突水的應急預案。

參考文獻：

[1] 夏永旭，王文正，胡慶安.公路雙連拱隧道施工過程中中隔

墻的變形及穩(wěn)定性[J].中國公路學報，2007，(5).