張寶發(fā)

吉林省地質工程勘察院水文地質調查所，吉林 長春 130012

貴州省黎平縣地處長江流域和珠江流域分水嶺，屬于中低山丘陵區(qū)。最高海拔高度1 122 m，最低海拔高度510 m。位于副熱帶東亞大陸的季風區(qū)內，氣候屬于亞熱帶高原季風濕潤氣候，年平均氣溫16 ℃；最高氣溫40.2 ℃，最低氣溫-5 ℃。無霜期290 天。年平均降雨量為1 325.9 mm，最多1 690.4 mm，最少1 093.1 mm。年蒸發(fā)量1 255.9 mm。水系發(fā)達。

黎平縣全縣面積4439.2 km2，耕地31.9 萬畝。森林資源豐富，以杉木為主。森林覆蓋率58%。全縣人口52.53 萬人。其中39.62 萬少數(shù)民族。以苗族；侗族為主。非農業(yè)人口13.65 萬人。主導產業(yè)為農業(yè)；林業(yè)；茶葉。工業(yè)發(fā)展遲緩。

黎平至落鄉(xiāng)高速公路有隧道一條；二望坡隧道。二望坡隧道位于黎平縣中潮鎮(zhèn)二望村境內，起自巖咀居民點，終于二望居民點。呈近320°方向展布，設計為分離式，單向雙車道，左線長2 165 m，右線長2 154 m。洞門型式進口削竹式，出口端墻式。

1 地形地貌

隧道區(qū)屬于低山丘陵地貌，地形較簡單，山頂渾圓，洞口坡度較陡，二望坡端為, ∠35°～∠40°。巖咀端∠35°左右。山體總體呈近320°走向。最高海拔924.5 m.。最低639.76 m。相對高差284.74 m。

2 區(qū)域構造

該隧道位于雪峰古陸西緣，苗嶺隆起帶東側的黎平短軸穹隆內，由于經歷了多次構造變動，區(qū)域內地質構造復雜。根據(jù)工作區(qū)內主要構造形跡可分為東西向構造、新華夏系構造、華夏式構造。

2.1 褶皺構造

褶皺構造由起點至終點僅有一個，為黎平短軸穹窿。軸向北東東至北東，軸長本區(qū)約23 km，核部由前震旦系清水江組（Pt2q）板巖，翼部由寒武系中上統(tǒng)婁山關組灰?guī)r；白云巖組成。翼部由寒武系中上統(tǒng)婁山關組地層組成。西翼地層產狀為350°～50°；260°～320°，∠20°～∠35°。東翼地層產狀為20°～35°/110°～125°，∠18°～∠46°。隧道均從核部通過。

2.2 斷裂構造

工作區(qū)內斷裂構造主要表現(xiàn)為深部斷裂和淺部斷裂，深部斷裂基本上與淺部斷裂相對應，淺部斷裂受深部斷裂控制，工作區(qū)內深部斷裂僅有兩條；即F7、F8。

2.3 構造單元及基本特征

工作區(qū)內一級構造單元為雪峰古陸—苗嶺隆起區(qū)，二級構造為黎平短軸穹窿。根據(jù)勘察可知工作區(qū)內區(qū)域斷裂從隧道區(qū)通過。

2.4 區(qū)域地震

該區(qū)地震動峰值加速度＜0.05 g,地震動反應譜特征周期為0.35 S，因此，對應地震基本烈度小于Ⅳ度，構造物可考慮按Ⅳ度進行設防。

3 投入工作量

在該隧道勘察時，以工程地質鉆探、物探原位測試、室內試驗、工程測量等手段進行的工作。

（1）1：2 000 工程地質調查范圍是以隧道中心線為中心分別向兩側加寬100 m，洞口沿中心線分別向兩端外延100 m 為界。工程地質調繪以路線穿越法為主，追索法為輔，點距40～60 m，地質條件復雜部位20～40 m，地質觀測點定位以人和儀器結合為主。重要地質點、鉆孔、物探點由測量人員用華測X90（RTK）GPS 雙頻接收儀收測定位。

（2）工程鉆探投入鉆機2 臺，采用直徑為75～130 mm合金鋼鉆頭，泥漿護壁正循環(huán)回轉鉆進，主要對隧道洞身；洞口進行鉆探工作。共布設10個鉆孔，總進尺2 489 m.。取巖；土樣1 000 多個。壓水試驗6 孔180 h。

（3）物探采用高密度電阻率法及淺層折射法，WGMD—3 型多功能數(shù)字直流激電儀及配套的WDZJ—2 型多路電極轉換器。原位測試主要進行了標準貫入，動力觸探試驗，聲波測試。聲波測試使用重慶奔騰數(shù)控技術研究所制造的WSD—1 多道數(shù)字聲波儀。測量工作主要使用（RTK）GPS。

4 勘察成果

4.1 工程地質情況

該區(qū)植被發(fā)育良好。大部分被強風化巖層所覆蓋，地層主要為元古界清水江組（Pt2q）板巖。

①粉質粘土：黃褐色，稍濕，可塑。[fao]=200 kPa, qik=40 kPa。②碎石土：黃褐色，較濕，稍密，次棱角狀，分選較差。[fao]=320 kPa, qik=80 kPa。

③1 板巖：灰褐色，全風化，呈砂土狀，節(jié)理裂隙很發(fā)育，礦物成分為粘土礦物，石英，云母。[fao]=320 kPa, qik=60 kPa。

③2 板巖：灰褐色，強風化，呈碎塊狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，礦物成分為粘土礦物，石英，云母。[fao]=500 kPa, qikk=100 kPa。

③3 板巖：灰褐色，,中風化，呈中厚層狀，節(jié)理裂隙較發(fā)育，礦物成分為粘土礦物，石英，云母。[fao]=2 500 kPa, qik=200 kPa。

4.2 水文地質條件

由于植被發(fā)育良好，表層巖土透水性較好，年降雨量又大，對大氣降水補給地下含水層十分有利。下部巖體節(jié)理裂隙發(fā)育。對地下水的儲藏，徑流，補給都具備良好的條件。所以地下水很豐富。水位為8.6～12.5 m。

4.3 圍巖級別的劃分與界線

通過鉆探、物探、試驗、計算獲得如下詳細資料；隧道左線ZK19+570～ZK19+670 段，圍巖BQ 值為250～150，波速Vpm＜2 000 m/s,為強風化，V 級圍巖，ZK19+670～ZK19+810 圍巖BQ 值為350～251，波速2 000 m/s ≤Vpm ＜3 000 m/s，為中風化，Ⅳ級圍巖，ZK19+810～ZK20+831 圍巖BQ 值 為450～351，波 速3 000 m/s ≤Vpm ＜4 000 m/s，為微風化，Ⅲ級圍巖。ZK20+831～ZK21+181 圍巖BQ 值為350～251，波速2 000 m/s ≤Vpm ＜3 000 m/s，為中風化，Ⅳ級圍巖，ZK21+181～ZK21+224 圍巖BQ 值為450～351，波速3 000 m/s ≤Vpm ＜4 000 m/s，為微風化，Ⅲ級圍巖，ZK21+224～ZK21+412 圍巖BQ 值為350～251，波速2 000 m/s ≤Vpm ＜3 000 m/s，為中風化，Ⅳ級圍巖，ZK21+412～ZK21+509 圍巖BQ值 為450～351，波 速3 000 m/s ≤Vpm ＜4 000 m/s, 為 微 風 化， Ⅲ級 圍 巖，ZK21+509～ZK21+639 圍 巖BQ 值 為350～251，波 速2 000 m/s ≤Vpm ＜3 000 m/s,為中風化，Ⅳ級圍巖，ZK21+639～ZK21+735 圍巖BQ 值為250，波速Vpm ＜2 000 m/s，為強風化，Ⅴ級圍巖。左右兩洞間距28 m，相對應的圍巖基本一致。

5 隧道施工方法與要求

（1）V 級圍巖段∶要求進行弱爆破、短進尺，采用預留核心土開挖，每個循環(huán)進尺根據(jù)鋼拱架縱向間距進行控制。

（2）Ⅳ級圍巖段：采用臺階法開挖，要求每循環(huán)開挖進尺不得大于2.0 m，在上臺階爆破后發(fā)現(xiàn)圍巖條件變差時，可視實際需要在上臺階底部設置臨時仰拱。

（3）Ⅲ級圍巖段：可采用全斷面開挖，要求每循環(huán)開挖進尺不得大于3.0 m，二襯距開挖面小于100 m ，并在初期支護趨于穩(wěn)定后施作，地質條件較差時采用臺階法開挖。

6 施工時出現(xiàn)的問題

隧道左線進口起始樁號zk19+570。Zk19+570～zk19+670 段為Ⅴ級圍巖，采用臺階預留核心土法開挖。Zk19+670～zk19+810 為Ⅳ級圍巖，采用臺階法開挖。都順利通過。Zk19+810～zk20+831段為Ⅲ級圍巖。采用全斷面開挖，安全走過一段后，在zk20+057～zk20+70 處發(fā)生嚴重的洞頂坍塌事故。當正常施工到zk20+70 時，爆破后還未清理時，突然發(fā)生坍塌事故，掌子面開挖長度3 m 全部塌下不算，還將已經支護好的zk20+57～zk20+67 段10 m 長全部砸塌。塌下的最大巖塊3.7 m×2.1 m×1.8 m。塌方處的地層描述是板巖：灰色，微風化，泥質結構，板狀構造。節(jié)理裂隙較發(fā)育。巖層傾向320°∠48°。隧道開挖前進方向為320°，與巖體傾向一致。物探所測波速該區(qū)域為3 000 ≤Vpm ＜4 000 m/s。Ⅲ級圍巖。巖體完整，BQ 值為450～351。

查其原因，主要是洞頂有嚴重的溢水現(xiàn)象。巖塊處于飽和吸水現(xiàn)象。顏色較新鮮，掉下的巖塊表面用手摸非常光滑，就像滑石粉的感覺。這些主要體現(xiàn)了板巖飽和吸水性較強，水穩(wěn)定性較差，浸水軟化現(xiàn)象嚴重的特性。尤其是較古老的地層。由于受地下水作用時間特別漫長，其穩(wěn)定性差，加之施工中強烈爆破的震動。坍塌就極易發(fā)生。在后來的施工中，左右兩洞共計不到4 400 m 的隧道累計發(fā)生大小坍塌事故10 多起。造成直接經濟損失數(shù)千萬元。

因此，我們不得不重視。

7 建議

在實際開挖工作中，我就發(fā)現(xiàn)，每一次坍塌的位置所對應的地表都是溝谷地帶。這一點充分說明地表水聚集地段相對應的地帶地下水就豐富。長期受地下水作用，巖體風化的就越深越嚴重。另外本地區(qū)降水量大于蒸發(fā)量。地表植被發(fā)育良好。更有利于地表水的滲透。直接補給地下水。這就要求我們在今后搞高速公路勘察設計時，所有勘察設計參與者，凡遇到類似這種情況時。尤其是比較老一些的板巖；泥巖地層。一定做到在地下水豐富地區(qū)，地表低洼或溝谷地帶，要詳查。相對應地段的圍巖級別一定要降低。特別提醒開挖此段時要求弱爆破，短進尺，采用臺階預留核心土開挖。噴射砼采用濕噴工藝。襯砌要及時。要一品一品的走。要想到邊遠山區(qū)修一條高速公路有多么的不易。政府為百姓排憂解困。我們能做到的把損失降到最低。

綜上所述：只是本人在隧道開挖實際工作中親力親為所得到的水文地質及工程地質方面的真實體會和很渺小的建議。僅供參考。