白山隧道工程地質(zhì)條件分析與評價

李中華

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九一大隊，廣東廣州510000）

想要全面提升隧道工程施工質(zhì)量和建設(shè)水平，需要針對工程地質(zhì)條件進(jìn)行全面細(xì)致的分析和研究，直接做好地質(zhì)條件的評價工作，及時發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件施工的優(yōu)勢和不足之處，為全面開展相應(yīng)的隧道工程施工工作，提供良好的前提條件。

1 白山隧道工程情況

擬建白山隧道位于曲江縣馬壩鎮(zhèn)境內(nèi)，曲江縣水泥廠北西約200m，位于省道S248旁邊，交通較為便利。隧道里程樁號：左線ZK5+220～ZK6+960，全長1740.00m ；右線K5+220～K6+960，全長1740.0m。軸線方位北東約45°，采用分離式長隧道。設(shè)計隧道路面標(biāo)高：進(jìn)口處左線109.54m，右線109.69m；出口處左線107.52m，右線107.56m，路面縱向坡度-1.60%～-0.5%。隧道最大埋深121.0m。

2 白山隧道工程區(qū)域構(gòu)造情況分析

2.1 地形和地貌情況

白山隧道工程區(qū)域為丘陵地貌區(qū)，其主要的構(gòu)成巖石情況為，泥灰?guī)r、石炭系石磴子組炭質(zhì)灰?guī)r、天子嶺組灰?guī)r以及灰?guī)r及泥盆系帽子峰組泥巖等方面。該隧道工程區(qū)域存在著較大的地形起伏，相應(yīng)的局部切割較深，這樣就形成了陡峭山坡。同時，隧道進(jìn)口處于采石場的附近，自然的坡度保持在25°～30°，較緩的坡度，有著良好的地表植被覆蓋效果，而隧道的出口，則位于白山北山脊坡腳，斜坡前緣較平緩，后緣較陡同樣約25°～30°，植被較為茂密。需要注意到的是，白山隧道工程受到區(qū)域構(gòu)造的情況影響，其存在著較多的巖層褶曲，巖體的局部呈現(xiàn)出破碎情況，地表水體沒有良好的發(fā)育狀態(tài)。

2.2 白山隧道區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

白山隧道工程的路線從區(qū)域構(gòu)造上分析，能夠發(fā)現(xiàn)其處在粵北地塊，并且處在南嶺東西向構(gòu)造帶及華夏—新華夏北東和北北東向構(gòu)造帶的復(fù)合部位。隧道施工區(qū)域的褶曲發(fā)育較為明顯，主要是表現(xiàn)為背斜和向斜。隧址區(qū)在K5+940（右線）、K5+962（右線）及K6+266（右線）里程樁號，有斷層存在。根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001），隧道工程地區(qū)地震動峰值加速度0.05g，反應(yīng)譜特征周期0.35s，地震基本烈度為Ⅵ度。隧道通過區(qū)，未發(fā)現(xiàn)區(qū)域深大活動斷裂，地殼基本穩(wěn)定[1]。

2.3 水文地質(zhì)條件

針對白山隧道工程的水文地質(zhì)條件進(jìn)行全面考察和研究，得出該區(qū)域的地表水體不發(fā)育，第四系孔隙潛水、基巖裂隙水、巖溶水及構(gòu)造裂隙水這幾種類型，是該地區(qū)中的主要地下水形式。評價地下水質(zhì)及腐蝕性情況，主要是通過針對隧址地下水、水質(zhì)水樣進(jìn)行全面充分的分析，確定其屬于重碳酸硫酸鈣型水，pH6.8～7.3，對混凝土無侵蝕性，而場地地下水對混凝土具有一定的腐蝕性。

2.4 巖土條件

針對白山隧道的巖土結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析，其中主要是由破殘積層、弱風(fēng)化灰?guī)r、強風(fēng)化泥灰?guī)r、泥質(zhì)粉砂巖及砂巖組成的。破殘積層由亞粘土及碎石組成，呈不定型狀，局部夾碎石；弱風(fēng)化灰?guī)r受構(gòu)造影響明顯，裂隙較發(fā)育，一般2～3組/m，呈中厚層狀構(gòu)造；強風(fēng)化泥灰?guī)r、泥質(zhì)粉砂巖及砂巖由風(fēng)化裂隙發(fā)育，呈半巖半土狀、散體狀。同時需要全面考察巖石的物理性質(zhì)及等級情況，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

3 白山隧道工程的地質(zhì)條件評價

表1 巖石的物理性質(zhì)及等級情況表

3.1 穩(wěn)定性評價

全面分析和評價白山隧道工程的地質(zhì)條件，為積極制定出科學(xué)合理的工程施工方案，提供良好的前提條件。根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306-2001），該隧道工程的地區(qū)地震烈度為Ⅵ度，其構(gòu)造區(qū)域經(jīng)過了幾次活動，但是并不算十分強烈，相應(yīng)的其隧道開鑿部分大多都是弱風(fēng)化情況，較硬巖普遍存在，屬于Ⅱ類建筑場地。白山隧道工程洞身開發(fā)的灰?guī)r通常情況下較為完整，但是需要注意到，其在斷層破碎帶周圍，尤其是巖溶發(fā)育區(qū)，圍巖的類別較低。充分采用切實有效的物探和鉆孔取樣測試工作，針對地質(zhì)調(diào)查進(jìn)行綜合有效的分析，研究各個巖性的圍巖級別。

白山隧道進(jìn)口段，左邊約為100m采石場地方見基巖出露，屬于灰?guī)r巖性，相應(yīng)的還夾雜著一定的炭質(zhì)灰?guī)r，構(gòu)造擠壓作用對于進(jìn)口段的影響較大，存在著明顯的褶曲，斷層的規(guī)模也較小，斷層的走向和巖層走向保持著相交的狀態(tài)。而出口段，右邊約為250m處見基巖出露，巖性同樣是灰?guī)r，節(jié)理發(fā)育，存在著明顯的褶曲，同時受到其他節(jié)理裂隙切割影響，巖體呈鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)[2]。

3.2 隧道洞身段圍巖評價

白山隧道的最大埋深約為107.0m，圍巖約為（C1s-D3t）灰?guī)r，炭質(zhì)灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r，灰—灰黑色，隱晶結(jié)構(gòu)，中厚層狀，結(jié)構(gòu)面結(jié)合較好，穩(wěn)定屬Ⅲ-Ⅳ級圍巖。但同時需要注意到，隧道工程的斷層破帶中，容易對周圍的范圍地段和巖溶、裂隙發(fā)育區(qū)產(chǎn)生較大影響，而且?guī)r層擠壓區(qū)，及褶曲軸部，巖體較破碎，巖體呈塊狀結(jié)構(gòu)或鑲嵌碎裂性結(jié)構(gòu)，屬Ⅴ-Ⅳ級圍巖，這部分圍巖的穩(wěn)定強度不夠高，在實際開展施工建設(shè)工作的過程中，就容易出現(xiàn)一些冒頂或者塌方的問題，并且側(cè)墻部位也容易出現(xiàn)一定的不良情況。同時隨帶工程洞身段的圍巖部分，滴狀或淋雨狀是地下水的主要形式，因而一些局部地區(qū)存在著出現(xiàn)股狀涌水的幾率。從這些方面來看，隧道工程的地質(zhì)情況容易出現(xiàn)隧道進(jìn)、出口處圍巖易坍塌、冒頂及洞身段拱頂?shù)牡魤K和斷破碎帶附近的塌方、涌水等問題，對于工程建設(shè)工作具有一定的影響[3]。

4 結(jié)束語

白山隧道工程在實際施工建設(shè)作業(yè)的過程中，需要針對地質(zhì)條件情況進(jìn)行全面細(xì)致的分析和研究，并全面客觀地評價各方面情況，為工程建設(shè)順利開展，全面提升工程總體水平提供良好的前提條件。隧道工程的巖性存在著較大的復(fù)雜性，洞身穿越段涉及到較多的巖層，局部受到了一定的構(gòu)造影響，巖體存在著較差的穩(wěn)定性，相應(yīng)的圍巖級別也較差。具體施工掘進(jìn)工作進(jìn)行中，一般會出現(xiàn)側(cè)壁及拱部松動崩落或冒頂坍塌現(xiàn)象，沿破碎帶及巖溶發(fā)育段有利于脈狀裂隙水、巖溶地下水活躍、集中，特別是在雨季或暴雨時有可能產(chǎn)生突發(fā)性、災(zāi)害性漏水，對隧道的掘進(jìn)及支護(hù)極不利。施工掘進(jìn)時，建議做好超前鉆進(jìn)預(yù)報工作和預(yù)防措施，加強排水措施及施工階段的地質(zhì)監(jiān)測工作，防止突水、突泥等地質(zhì)災(zāi)害。同時應(yīng)及時采取加固支護(hù)，采用網(wǎng)噴為主，輔以必要的錨桿或相應(yīng)的施工防護(hù)措施，以確保隧道的安全施工。綜述工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造影響相對較強，但采取相應(yīng)的施工防范措施后仍可進(jìn)行隧道建設(shè)。