陳俊杰

（安徽建材地質工程勘察院有限公司，安徽 合肥）

隧道巖土工程作為一門綜合性的學科，勘察技術的要求很高，保證隧道巖土勘察工作的順利進行。在隧道巖土工程中，應嚴格制定勘探策略，認真研究勘探方法，對隧道巖土進行全面探測，保證勘察工作的順利進行[1]。

1 工程概況

C1-02 段隧道位于池州市貴池區(qū)梅街鎮(zhèn)范圍內(nèi)。隧道起點樁號K1+773.0，終點樁號K4+310.0，長度2 537.0 m，最大埋深約176.5 m。隧址區(qū)植被發(fā)育，無民房分布。按《公路隧道設計細則》，該隧道為長隧道。隧道主要參數(shù)見表1。

表1 隧道主要參數(shù)一覽表

2 勘察方法與勘察工作量

2.1 勘察方法

本次勘察在收集相關資料的基礎上[2]，采用了工程地質調(diào)繪、鉆探、物探及室內(nèi)巖石試驗等手段，在勘察過程中嚴格按相關規(guī)范要求執(zhí)行，取得的成果真實可靠，滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，查明了隧址區(qū)工程地質和水文地質條件，為隧道施工圖設計提供了可靠的地質依據(jù)和參數(shù)。

2.2 勘察工作量

勘察完成主要工作量見表2。

表2 完成工作量統(tǒng)計

3 隧址區(qū)工程地質、水文地質條件

3.1 地層

隧址區(qū)地層主要為志留系中統(tǒng)墳頭組（S2f）石英細砂巖、泥質粉砂巖與粉砂質頁巖互層（地層代號⑥層）、志留系下統(tǒng)高家邊組（S1g）粉砂質頁巖（地層代號⑦層）、巖屑石英砂巖（地層代號⑧層）、泥質頁巖、粉砂質頁巖夾薄至厚層巖屑石英細砂巖（地層代號⑨層）及泥質頁巖夾炭質頁巖（地層代號⑩層），表層覆蓋第四系全新統(tǒng)殘坡積（Q4el+dl）碎石土（地層代號①層）。

3.2 地質構造

隧址區(qū)大地構造單元隸屬揚子準地臺下?lián)P子臺坳。以梅村- 太平曹深斷裂為界，北南兩側可分為貴池背向斜帶和七都復背斜。貴池背向斜帶位于區(qū)域北西部，由桃坡背斜和潘橋向斜組成，以北東向線性緊閉褶皺為主，且多發(fā)生倒轉并伴有同褶皺期的斷裂構造，其構造形態(tài)較復雜。七都復背斜位于區(qū)域南東部，區(qū)內(nèi)潘橋向斜控制了查區(qū)內(nèi)主體構造形態(tài)。為探明隧道段落內(nèi)構造發(fā)育情況，本次勘察在收集區(qū)域地質資料的基礎上，采用工程地質調(diào)繪、鉆探、高密度電阻率法、瞬變電磁法、地震折射法、聲波測井等手段進行綜合勘察。根據(jù)本次勘察結果，未發(fā)現(xiàn)隧址區(qū)分布有斷裂帶及破碎帶。

3.3 巖漿巖

隧址區(qū)內(nèi)無巖漿巖分布。

3.4 水文地質條件

3.4.1 地表水

隧址區(qū)地表沖溝較發(fā)育，沖溝內(nèi)無常年流水，為季節(jié)性水流，受大氣降水影響較大。水流順山坡向溝底匯集。隧道入、出口段有沖溝分布。隧道入、出口段標高高于地表徑流高程，因此入、出口段地表水對隧道影響較小。

3.4.2 地下水

隧址區(qū)地下水水量受大氣降水、地表水的影響，與地表水聯(lián)系密切，呈季節(jié)性變化。根據(jù)地下水蘊藏于巖石儲體空間的特征，隧址區(qū)地下水可劃分為孔隙水和裂隙水兩類?？紫端饕x存于第四系全新統(tǒng)殘坡積層中，受大氣降水補給，富水性弱。裂隙水主要存在于巖體構造節(jié)理裂隙中，接受大氣降水的補給和層間徑流的補給，并在風化裂隙、構造裂隙等的基礎上沿強、中風化界面進行匯集、運動，在斜坡坡腳及沖溝溝口等局部地勢相對較低的地方，以下降泉等形式進行排泄出露，具有近源補給，就近排泄的特征。由于含水層受強風化層厚度制約，地下水富水性屬貧～弱含水，故地下水流量不大。

3.5 隧道涌水量預測

隧道涌水量參照《鐵路工程水文地質勘察規(guī)程》，采用降水入滲法對隧道滲水量進行預測[3]：

式中：Qs- 隧道通過含水體地段的正常涌水量(m3/d)；α- 降水入滲系數(shù)，根據(jù)本區(qū)情況，取α=0.20～0.25；W- 年降水量，根據(jù)勘察區(qū)情況，多年平均降雨量取1 700 mm，最大年降雨量取2 200 mm；A- 隧道通過含水體地段的集水面積(km2)；L- 隧道通過含水體地段的長度(km)；B- 隧道涌水地段L 長度內(nèi)對兩側的影響寬度(km)。

根據(jù)圍巖級別、地形地貌及匯水面積對隧道分段，通過計算，分段預測隧道正常涌水量和最大涌水量，見表3。

表3 正常涌水量分段計算

根據(jù)降水入滲法預測隧道的涌水量，隧道單洞正常涌水量為1 557.41 m3/d，單洞最大涌水量為2 015.47 m3/d。

4 工程地質條件評價

4.1 區(qū)域穩(wěn)定性

隧址區(qū)及附近無區(qū)域性大斷裂，未見有大型泥石流、滑坡等不良地質作用發(fā)育。場地較穩(wěn)定，基本適宜本工程建設。

4.2 隧道洞口評價

4.2.1 隧道入洞口評價

隧道入洞口地表坡角較平緩，坡度在15°～45°，自然邊坡穩(wěn)定。設計為明洞進洞，仰坡為自然坡。入洞口地層主要為強風化泥質頁巖夾炭質頁巖及中風化泥質頁巖夾炭質頁巖。自然邊坡穩(wěn)定性差，覆蓋層抗沖刷能力差，在雨水作用下易造成坡面破壞。入洞口仰坡坡面與巖層層面關系的赤平投影圖分析[4]，見圖1。

圖1 赤平投影

通過現(xiàn)場調(diào)繪，主要發(fā)育4 組節(jié)理，產(chǎn)狀分別為：節(jié)理1：91°∠54°，節(jié)理2：24°∠22°，節(jié)理3：113°∠80°，節(jié)理4：346°∠37°。入洞口仰坡產(chǎn)狀約為32°∠35°，巖層產(chǎn)狀為230°∠60°。節(jié)理4與自然邊坡小角度相交，節(jié)理2 與自然邊坡近順傾，節(jié)理傾角小于坡角，且?guī)r層中存在泥質頁巖軟弱結構面，易發(fā)生順層滑塌。由于節(jié)理1、節(jié)理2、節(jié)理3、節(jié)理4 相互之間的結構面交線位于坡體外側，易產(chǎn)生楔形體滑塌，同時坡面表層發(fā)育較厚碎石土、強風化泥質頁巖夾炭質頁巖，在重力、風化作用、地表水下滲作用和地下水侵蝕作用、施工擾動等不利條件下，易發(fā)生楔形體掉塊和表層小型滑塌，建議采取必要的防護措施，可設置錨桿（索）框架。入洞口洞門處基底地層為強風化泥質頁巖夾炭質頁巖。強風化泥質頁巖夾炭質頁巖推薦承載力基本容許值〔fσ0〕＝300～400 kPa，可以作為洞門明挖基礎持力層。

4.2.2 隧道出洞口評價

隧道出洞口地表坡角較平緩，坡度在15°～25°，自然邊坡穩(wěn)定。設計為明洞出洞，仰坡為自然坡。出洞口地層主要為碎石土、強風化石英細砂巖、泥質粉砂巖與粉砂質頁巖互層及中風化石英細砂巖、泥質粉砂巖與粉砂質頁巖互層，自然邊坡穩(wěn)定性好，邊坡開挖后整體穩(wěn)定性較差，碎石土、強風化石英細砂巖、泥質粉砂巖與粉砂質頁巖互層抗沖刷能力差，在雨水作用下易造成坡面破壞，建議采取掛網(wǎng)綠化、框架植草等植物防護措施對坡面進行防護，并采取必要的防排水措施。出洞口洞門處基底地層為強風化石英細砂巖、泥質粉砂巖與粉砂質頁巖互層。強風化石英細砂巖、泥質粉砂巖與粉砂質頁巖互層推薦承載力基本容許值〔fσ0〕＝500～600 kPa，可以作為洞門明挖基礎持力層。

4.3 隧道洞身工程地質逐段評價

區(qū)段1（K1+773.0～K2+930.0）：隧道入洞口圍巖主要為碎石土、強風化泥質頁巖夾炭質頁巖及中風化泥質頁巖夾炭質頁巖，隧道洞身段圍巖主要為中風化粉砂質頁巖、中風化泥質頁巖夾炭質頁巖。出洞口底板位于自然地面以下約8.6 m，洞身段埋深約5.1～67.9 m。中風化粉砂質頁巖飽和抗壓強度標準值為9.76 MPa，中風化泥質頁巖夾炭質頁巖飽和抗壓強度標準值為11.49 MPa，屬軟巖，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育。地下水為基巖裂隙水，水量貧乏。視電阻率大多為300～1 000 Ω·m，局部呈高阻反映。圍巖穩(wěn)定性差。施工擾動可能發(fā)生掉塊、坍塌、冒頂；雨季施工可能發(fā)生淋雨狀或線狀出水，應加強防排水和圍巖支護及超前預報。

區(qū)段2（K2+930.0～K3+430.0）：隧道洞身段圍巖主要為中風化泥質頁巖、粉砂質頁巖夾薄至厚層巖屑石英細砂巖，埋深約21.4～113.9 m。覆蓋層較薄，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育。地下水為基巖裂隙水，水量貧乏。圍巖穩(wěn)定性差。視電阻率大多為200～600 Ω·m，局部大于600 Ω·m，呈相對低阻。

區(qū)段3（K3+430.0～K4+090.0）：隧道洞身段圍巖主要為中風化巖屑石英砂巖，局部為中風化泥質頁巖、粉砂質頁巖夾薄至厚層巖屑石英細砂巖，埋深約77.8～176.5 m。中風化巖屑石英砂巖飽和抗壓強度標準值為10.10 MPa，屬軟巖，巖體較破碎，結構面較發(fā)育、結合一般。地下水為基巖裂隙水，水量貧乏。視電阻率1 000～3 000 Ω·m，圍巖穩(wěn)定性較差。

5 結論

（1） 本次勘察基本查明了項目所在地的工程地質和水文地質條件，為設計提供了必要的工程地質依據(jù)和參數(shù)。

（2） 隧址區(qū)未見不良地質，未見特殊性巖土發(fā)育，場地較穩(wěn)定，適宜本工程建設。

（3） 隧道入洞口地層主要為碎石土、強風化泥質頁巖夾炭質頁巖及中風化泥質頁巖夾炭質頁巖，在重力、風化作用、地表水下滲作用和地下水侵蝕作用、施工擾動等不利條件下，易發(fā)生楔形體掉塊和表層小型滑塌，建議采取必要的防護措施，可設置錨桿（索）框架。隧道出洞口地層主要為碎石土、強風化石英細砂巖、泥質粉砂巖與粉砂質頁巖互層及中風化石英細砂巖、泥質粉砂巖與粉砂質頁巖互層，在雨水作用下易造成坡面破壞，建議采取掛網(wǎng)綠化、框架植草等植物防護措施對坡面進行防護，并采取必要的防排水措施。雨季施工地表水不及時疏排，隧道開挖易發(fā)生淋雨狀或線狀出水。受下滲水浸泡軟化，Ⅴ級圍巖洞頂易發(fā)生掉塊、坍塌、冒頂?shù)痊F(xiàn)象，Ⅳ級圍巖可能發(fā)生掉塊、坍塌，施工時應加強防排水和超前支護措施。