隧道工程地质篇1

一、隧道工程地质勘察的工作重点

隧道，尤其是长~特长隧道是山区高速公路的控制性构筑物类型之一，其选址好坏关系到一条山区高速公路的质量高低，从工程地质的角度分析，隧址的选择是否合理，主要看隧址的工程地质环境是否稳定，或若干隧址方案中哪一个工程地质环境或工程地质条件、水文地质条件更为优越。要做到这一点，工程地质勘察的重点研究内容应包括：

(1)隧址对地形、地貌等方面的要求。

(2)隧址区所处的工程地质环境及其稳定性。

(3)重点研究不良或特殊地质区隧道位置的选择。

(4)预测可能存在的工程地质问题，以及工程诱发的环境工程地质问题。

(5)进行隧道选址，也应遵循工程地质选址的原则，同时对隧址提出工程地质评价和建议，从工程地质的角度对隧道方案进行比选。隧址选定后，详勘阶段的工作重点是详细查明隧址区的地层岩性、地质构造、不良地质等工程地质条件及水文地质条件并作出详细分析评价。根据控制隧道围岩稳定的各项因素，分段确定隧道围岩级别，提供必要的岩土物理力学指标和参数。

隧道通过处的丘陵斜坡,在强烈的风化剥蚀作用下,发育隐伏的沟谷,沟谷内基岩面起伏不平,沟内上覆残黏性土,表覆风积沙,地表形态呈坡度较陡的坡地。隧道洞身范围内岩土性质变化很大,仅凭地表地质调查和钻探难以查明地下地质情况。针对隧址区的地质特征,宜采用物探方法划分土石分界和确定风化层的厚度,采用物探结合其他勘探手段的综合勘探方法查明隧道地质情况,并对各种勘探方法得出的结果进行比较和验证,做出综合的评价结果。

二、勘察方法及过程

实际工作中采用了航片判释、地面地质调查、地震折射波法、电测深法及钻探验证的综合勘探方法进行勘察。

2.1航片判释与地面地质调查

在丘陵坡脚及丘间凹地,风积沙顺东南向呈沙陇状分布,地表沟谷发育,植被稀疏,而丘陵顶部及坡顶周围基岩裸露,无植被发育。通过航片判释,在航片上标出地貌变化和地层变化的分界点。地面地质调查采用沿线地质调查和隧址区区域地质调查相结合的方法,核对航片判释点,记录地形地貌变化点、地层岩性变化点等地质情况,描述地层的特征、基岩出露的产状及风化状态和风化程度等,并将调查的结果转绘到隧道平面图上。对区域地质图的地质界线等进行修正,绘制出隧道地质图。

2.2物探测试

根据地形、地质条件,物探采用对称四极电测深法和地震折射波法开展工作。电测深法点距一般为30～50m,AB/2(max)为200m,共完成电测深点59个。在地形条件允许的部位采用地震折射波法,道间距为10m,最大炮检距为150m,布置测线长度为660m。采用量板法与经验系数法相结合对电测深曲线进行定量解释,采用等T0法对地震折射资料进行解释。依据电测深法及地震折射法解释结果,给出岩土层的物性参数。综合分析,划分地层,绘制出物探地质纵断面。

2.3物探

物探勘察手段基本上是利用地层的物性差异来间接获取地质信息的方法。与钻探相比较，具有进场容易、成本较低、勘察周期短的特点，其缺点是直接获得的是地层某一方面的物性参数，用以解译分析地层时，具有多解性，必须有钻探资料作为参照进行验证或修正。因此，主要被运用于初勘阶段，而在施工图设计阶段则为钻探的补充手段之一。物探方法多种多样，可根据隧道地质条件及勘察的目的任务选取，如为了查明非深埋隧道岩土分界面、围岩中是否存在破碎带，可采用浅层地震折射波法；如为获得岩体的弹性特征值、岩体完整性系数，可采用钻孔声波测井。当地震勘探发现有明显的溶洞或大的地质构造时，应进行综合物理勘探，以供相互验证。

三、隧道工程地质条件分析评价中值得注意的问题

隧道工程地质条件分析评价的内容应包括一切可能影响隧道工程安全的地质问题。除了对隧址区已有的工程地质问题认真分析评价外，还应研究环境工程地质问题与隧道工程之间的相互关系，以及隧道建设可能诱发的环境及环境工程地质问题。例如，粤湘高速公路博罗至深圳段水涧山隧道和石鼓隧道下穿银屏山自然保护区，须考虑隧道建设过程中的地下水排放对自然保护区植被、景观的影响。对于山岭隧道而言，主要的工程地质问题包括滑坡、膨胀岩、断裂构造及断层破碎带、高初始应力、偏压问题、高地温、岩溶、放射性、有毒有害气体等，当隧道通过存在上述某种或几种工程地质问题并存的地段时，就必须对其进行分析研究评价。

(1)滑坡：由于隧道洞身不应在滑坡、错落体内穿过，如必须通过此类地段时，应使洞身埋置在错落体或滑动面以下一定深度的稳固地层中，因此，需重点查明滑坡滑动面位置、产状，才能为设计确定隧洞位置提供依据。

(2)膨胀岩：多见于粘土岩、页岩、泥质砂岩；伊利石含量大于20%。重点研究膨胀性岩的分布产状、膨胀潜势，分析评价其对隧道工程安全和稳定性的影响。

(3)断裂构造及断层破碎带：重点研究大型断裂构造是否为活动断裂，如为活动断裂应避开。隧道还应尽量避开断层破碎带，特别是含水丰富的破碎带，必须穿越时，隧道应与之垂直或大角度斜交通过，并应提醒设计施工方做好支护及排截水措施，预防出现坍塌、避免富水破碎带出现突水涌泥现象造成安全事故。

(4)高初始应力：岩体初始应力对隧道围岩的稳定性有较大影响，特别是高初始应力的存在。高初始应力会导致隧道洞壁岩体在开挖过程中时有饼化、岩爆等不良现象的发生，造成隧道成洞性差。高初始应力主要存在于埋深大、构造作用强烈的隧道。因此，对于深埋隧道应通过地应力测试结果按公路隧道设计规范判定是否存在高初始应力地段。

(5)偏压问题：主要出现在埋深较浅的隧道。根据隧道走向与地形等高线相交情况判定，如隧道傍山而设，走向与地形等高线平行或小角度斜交，隧道外侧洞壁较薄，将出现偏压问题。偏压会降低围岩稳定性。

(6)高地温：地温高低与埋深有关，随埋深增大而递增。因此高地温主要出现在深埋隧道。对于深埋隧道应研究地温随埋深升温情况以及是否出现高地温现象。

(7)岩溶：应重点查明洞身不同地段的岩溶发育程度和分布规律、岩溶洞穴的形态规模、含水特性、岩溶水富水程度、补给排泄条件。分析评价隧道场地的适宜性、隧道围岩的稳定性、岩溶水对隧道安全和稳定性的影响及在施工和营运时产生的危害。

(8)放射性：主要针对花岗岩等岩浆岩类地区及存在放射性物质地区的隧道。

(9)有毒有害气体：应查明有毒有害气体的含量、压力、性质，并判断其对隧道施工、营运的影响。

隧道工程地质篇2

关键词：交通；地铁；隧道工程；地质灾害

中图分类号： U415 文献标识码： A 文章编号：

1引言

随着交通运输、水利水电、城市地铁和地下空间的开发利用，隧道施工技术也取得了长足的进步，隧道工程的规模和数量都有了较大增长。据最新统计资料显示，铁路既有隧道2 954 km，公路隧道1527 km，城市地铁300 km，矿山巷道更多。隧道围岩地质情况复杂多变，各种不良地质所导致的工程事故屡见不鲜，因此针对不良地质隧道的设计与施工显得越来越重要。不良地质地段是指滑坡、崩塌、岩堆、偏压地层、岩溶、高应力、高强度地层、松散地层、软土地段等不利于隧道工程施工的不良地质环境。特殊地质地段是指膨胀性地层、软弱黄土地层、含水未固结围岩、溶洞、断层、岩爆、流沙等地段以及瓦斯和有害气体溢出地层等。

就目前而言，中国是世界上隧道最多、地质最复杂的国家，也是今后隧道发展最快的国家。就地质工程而言，对地质条件的了解，对可能发生的地质灾害进行预报并通过设计与施工技术对其进行驾驭，这即是对隧道施工地质灾害处理的新目标。

2 隧道工程地质灾害产生原因分析

地质问题是隧道工程建设过程中出现地质灾害的主要原因。同时，人工开挖方法的不当以及设计的不合理也会导致地质灾害的产生。

（1）滑坡、崩塌、泥石流

滑坡、崩塌灾害主要是地壳重力结构变化引发的灾害，有时是因为地壳变动的自然力引起，而更多的则是人工开采使得山基松动。滑坡是指山坡在河流冲刷、降雨、地震、人工切坡等因素影响下，土层或岩层整体或分散地顺斜坡向下滑动的现象。这种灾害的特点是瞬间性,面积大，动量大，破坏性极强。

泥石流是指在降水、溃坝或冰雪融化形成的地面流水作用下，在沟谷或山坡上产生的一种挟带大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流，其比重大，冲击力大，能移动并携挟巨石，冲击山体，形成巨大的破坏。地形坡度较缓时，滑坡、泥石流的运动速度较慢；地形坡度较陡时，滑坡、泥石流的运动速度较快。有些公路隧道难以避开滑坡、崩塌发育地区或泥石流沟。滑坡、崩塌和泥石流对隧道的施工和隧道的稳定都构成了威胁。

（2）膨胀性围岩

膨胀性围岩具有湿涨干缩往复变形和潜在应力特性，干燥土质膨胀性岩层，岩质较硬，易脆裂，具有明显的水平和垂直张开裂隙，被水浸湿后，裂隙回缩变窄或闭合，强度迅速降低。软质膨胀性围岩经过断裂和褶皱作用而产生破碎带，隧道开挖后受风化和吸水的影响，发生体积膨胀，对隧道的支撑或衬砌产生膨胀压力。因此在这种围岩施工中常出现初期围岩变形大，发展迅速等不良现象，具有使围岩压力增大的特点。一般会产生围岩普通开裂、坑道下沉、围岩膨胀突出和坍塌、隧道底部隆起、衬砌变形和破坏等形式的病害。

（3）岩爆

岩爆是高地应力条件下地下工程洞室开挖过程中，因开挖卸荷而引发周边脆性围岩产生强烈的应力分异作用，储存于围岩中的弹性应变能突然释放，且产生爆裂松脱、剥离、弹射甚至抛掷等破坏现象，是一种动力失稳地质灾害。

（4）岩溶

因为地下水中含酸性物质过多，导致岩石被分解融化。在工程中，地下水开采过度，导致地层压力失衡，或者是地下水平衡被打破，水量过于丰富，导致地下岩层中泥沙大量流失，导致地下形成空洞，再加上方压力过大，便会形成塌陷灾害。

3 隧道灾害治理方法讨论

（1）滑坡、崩塌

若滑坡为坡残积土沿基岩顶面滑动，滑坡后基岩裸露，且处于暂时稳定状态，推断进一步发展与扩大的可能性甚小，边坡不高，则宜以路堑方案通过。采用抗滑桩和挡护结合整治的措施，并设天沟与渗沟拦截地表水和排除地下水。如果滑坡沿开挖临空的坡脚滑出，滑面随开挖深度而变化，说明岩性软弱，不宜继续下挖，宜改用隧道和明洞通过。如果滑坡地段是由于开挖失去平衡，加之雨水下渗，古滑坡复活，产生顺层推移式滑坡，则宜采用在滑体上部清方减载，回填反压，在滑体下部增加抗滑力。若出现在洞口，则采取增长明洞，并将明洞与暗洞的衔接处采用钢骨架混凝土加强衬砌，在洞顶增设纵向截水沟，拦截地表水。产生滑坡的一个重要因素是水体作用，故需完善滑坡体周围排水系统。

（2）膨胀围岩

1）加强对围岩压力和流变量测

在膨胀地层中开挖隧道，开挖前应调查其特性和规模，参考其他类似情况的工程实例，认真实施设计文件所提出的技术要求。在施工过程中还应对围岩压力及其流变情况进行充分的调查和量测，分析其变化规律。对地下水探明其分布范围及规律，了解地下水对隧道施工的影响程度，以便根据围岩动态采取相应的施工措施。

2）选择合理施工方法

在膨胀地层中开挖隧道，宜采用短台阶法或中央导坑法，但开挖分部不宜过多。应紧跟开挖尽快对围岩进行封闭，可用锚喷构筑法施工及钢拱架式格栅联合支护；膨胀压力很大时，可在隧道底部打设锚杆，也可在隧道顶部一定范围内打入斜向超前锚杆或小导管；形成闭合环。斜向锚杆的外斜角度、杆长、间距、范围等可按隧道设计规范设定。开挖时应尽量减少对围岩的扰动和防止水浸湿，故宜采用无爆破掘进法。同时在开挖过程中要尽可能缩短围岩暴露时间，及时喷射衬砌，减少围岩的膨胀变形。

3）加强支护

膨胀土地段隧道，除开挖后立即喷射混凝土外还要及早进行支护。拱圈灌注后，拱脚部位要立即设置足够强度进行支撑，以抵挡两侧围岩向内挤压变形。

（3）岩爆

根据岩爆产生的条件(即围岩应力必须超过围岩强度，围岩为坚硬的脆性岩石)，对其防治应从改善围岩应力条件和加固围岩入手，主要措施有：1)改善围岩应力。合理布置隧道位置，使其轴线方向尽量与主应力方向平行，选用合理的洞形；通过钻孔卸压法、钻孔水力破裂法(高压注水法)、分部(层、次)开挖及在岩面喷洒水使岩体软化等。2)加固围岩。包括对已开挖洞壁的加固和掌子面前方的超前加固，加固方法主要有锚喷、钢丝网锚喷、钢纤维喷混凝土、钢支撑和锚杆锚固等。3)防护措施。在台车上安装钢丝保护网以确保工人安全。

（4）岩溶

隧道在岩溶地段施工时，应根据设计文件有关资料和现场实际，查明溶洞的分布范围、类型情况(包括大小，有无水，连通情况，溶洞是否在发育中以及有无充填物等)、岩层的稳定程度和地下水流情况(地下水的分布状态，有无长期补给来源，雨季水量有无增长)等，为施工治理措施的选取提供有效地质依据。目前常采用引、堵、越、绕等方法，同时加强衬砌。

4总结

对隧道工程地质灾害处理的好坏，一方面取决于对隧道工程地质灾害类型和成因的透彻分析和全面理解，便于从根本上解决问题；另一方面取决于对新技术的灵活掌握和合理利用，从地质预报着手，结合其它手段综合治理以取得良好的效果。

参考文献：

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[6]卢平，马德芹.华蓥山隧道工程地质条件及不良地质问题[J].路基工程，2005(6)

隧道工程地质篇3

以遥感控制结果为核心，地质与水质调绘为基础，并结合地质综合勘探技术，对长大深埋隧道工程进行了地质勘察，有利于制定出合理的施工方案，进而减少施工时间，降低工作任务量，提高企业的经济效益。

关键词:

长大深埋隧道，地质勘探，综合勘察技术，实践探究

综合性勘察技术主要是对施工现场的地形地貌、地质环境、施工类型、技术手段、勘察阶段等进行详细检测，对获取的地质条件资料实施相互验证处理，扬长避短，用最少的实际勘察技术收获最好的勘察结果，从而达到事半功倍的效果。同时，在地质资料整理过程中，可利用综合性分析的方式，对不同地质资料进行对比，保障地质资料的全面性、准确性、可靠性，为长大深埋隧道工程质量奠定良好基础。

1遥感技术

利用遥感图像能够真实、全面、客观的反映地质条件等情况，更是地层结构、岩石层、地形地貌、植被土壤、水质、工程质量、人文文化等综合资源信息库。同时遥感图像具有资料新、连续性强的特点，因此，遥感图形所提供的数据信息更加地具有现实性、可利用性、价值性，使实际的地质条件数据信息及时反映至遥感图像中。另外，遥感图像获取地形条件数据信息范围较广、距离较远，可对不同的地质环境进行窥视，利用“鸟瞰”的方式描绘地形整体特征，发现不同地形之间存在的联系。遥感技术在长大深埋隧道工程中起着决定性的作用，同时也对地质调绘有着积极的引导作用。在进行长大深埋隧道工程施工建设过程中，采用三维立体遥感技术对地质条件进行勘察，使传统的地质条件纸上作业向计算机网络作业转化、二维平面向三维立体的转化、低精准度向高精准度的转化。三维立体式遥感技术能够对实际现场地质条件进行真实化还原，不仅是地质勘测的精准工具，还是遥感人员工作交流平台。新型的三维立体遥感技术避免野外实地调绘工作的局限性以及盲目性，降低施工人员的工作任务量，有效地保障了地质勘测数据结果的准确性、质量性。

2大范围地质调绘技术

地质调绘工作是长大深埋隧道工程的前提与基础条件，地质调绘工作的优劣直接关乎着长大深埋隧道工程地质勘测的质量。地质调绘工作属于从宏观至微观、现象至本质、定性至定量的勘测方法，以实际勘测的地质条件为依据，以相关地质理论资料为方向，实现调绘地质资料去伪存真、去粗取精的过程，并同时对获取的长大深埋隧道地质条件数据进行归纳、整理以及分析。一般情况下，在长大深埋隧道工程地质调绘过程中，应对该区域地质情况和遥感数据进行详细分析，其中地质调绘的内容包含以下几点:地层结构的分布情况、特点、区域划分;地质规模、断裂情况等因素对长大深埋隧道工程的影响。地质调绘方法主要是以垂直地界路线穿越法，特殊地质条件中可采用沿线追踪地质调绘法。关注重点为:长大深埋隧道工程断裂结构、密集情况、较大地表水、地下水等之间的关系。调绘路线:以长大深埋隧道中心500m处为重点调绘点，500m～1000m范围内为辅助调绘点，根据相关数据的显示，提高隧道中心位置和辅助位置的调绘工作，能够有效保障长大深埋隧道地质条件勘查数据的真实性、客观性、可靠性、实用性。

3地质综合勘察技术

物探属于一种间接性地质勘察技术，主要是通过地质物体的特性判断位置的地质因素，在地质数据采集过程中，会受到地形地貌、气候环境、人为因素、自然因素等限制，因此，为了更好地保障物探工作结果的准确性，应深刻了解地质调绘工作的深刻内涵。常用的物探技术有地震折射波法、瞬变电磁法、音频大地电磁法、地震反射波法、高频大地电磁测深法、高密度电法等几种。

3．1地震折射波法

地震折射波法主要是对地震波在速度分界面滑行振动的研究，从而确定接收的折射波之间存在的关系，这是一种勘测地下界面深度的物质勘探技术。其特点为:接收道较小，一般情况下在24道左右;勘探深度较浅，一般情况下在100m左右;精准度较低，一般情况下采用皮尺进行测量;覆盖次数较少，例如:勘测源浅、作用量小。主要作用为:对长大深埋隧道工程地质结构进行分层，例如:基岩面、风化区、覆盖层等;勘察地质断裂结构的空间分布情况及特点;检测地质岩层的变化参数，例如:剪切模量和杨氏模量、泊松比等。应用范围为:长大深埋隧道进出口处、浅埋地段的剖面勘测、隧道口岩土层速度变化值等。

3．2瞬变电磁法

瞬变电磁法又可称之为时间域电磁法(Timedomainelectro-magneticmethods)，简称为TEM。利用接地导线或不接地导线作为脉冲电源的长源，以探测的目的生成二次电流，当脉冲电源随着时间的变化而发生改变过程中，完成长大深埋隧道地质条件勘察工作。其特点是:第一，高阻围岩地区勘察地质条件不会受到地形地貌的影响;低阻围岩地区由于采用的为道勘测技术，对于早期地质条件的影响也不会存在明显变化。第二，可以利用多种勘察点共同勘察的方式，使其能够对勘察对象的耦合性、异常性、简单性、分层性进行明确分析。第三，线圈位置、接法距离要求相对比较疏松，勘察方法较为简单，工作效率较高。第四，具有穿透低阻碍地区的能力，勘察深度较大。第五，长大深埋隧道剖面测量与测深工作同步完成，增加了数据的有效性。正是由于上述特点的影响，时间域电磁法应用范围为:解决长大深埋隧道地层断裂、地层划分等问题，其具有的勘测深度在400m～500m之间。

3．3音频大地电磁法

音频大地电磁法(electromagneticallymethod(AMT))又可称之为EH-4法，产生时间在1990年左右，由美国两家公司联合形成了EH-4系统，这项电磁探测设备，可以将观测距离地上区域几米到1000m之内的地质断面电性转变成信息。其主要是通过宇宙内的雷电、太阳风等天然带来的电磁信号当做激发场源，这一部分的场源不属于过渡城区以及近场区。而音频大地电磁法更是具有诸多特点，例如:较强的抗干扰能力、勘探的范围较广、横向分辨能力较高等。

3．4地震反射波法

地震反射波法作用原理为:当地震源被激活时，地震波以球型向地下空间进行移动，如遭遇岩土性分界面、断层、碎裂带以及岩溶体等异常体的阻碍，地震波折返数据信息就会被地面检波器进行接收，并通过接收的数据信息生成系统的地震剖面，从而达到长大深埋隧道勘察的目的。地震反射波法的特点:最小接收道为120道，勘察深度在3000m以上，精准度较高(需采用GPS仪器进行定位)，覆盖次数多等，但是，它在长大深埋隧道浅层(0m～100m之间)勘察范围内属于盲区，只对深层勘察隧道地层有实际效果。应用范围为:地形地貌变化幅度大、埋藏深度较长的长大深埋隧道。

3．5高密度电法

高密度电法具备自身独特的性质，其与常规型的电法存在的本质区别就在于供电方向，高密度电法主要形式是地下供电，而且异常体及地质体的本质不同也导致电流吸引形式的差异。针对岩溶勘测工作而言，通常情况下空腔岩溶性质为高阻，而充填型岩溶性质为低阻，针对渗水破碎带而言，其具有低阻性质。而岩性的差异也将导致其阻值的不同，根据此因素，可以对地层岩以及岩溶的自身性质进行一个直观的判断，并且以此为依据，可以获取目标地下介质信息，针对电阻率具体分布情况进行一个整体的掌控，以此来对隧道围岩的范围分布情况及自身性质进行综合分析。

4结语

因为长大深埋隧道工程是由多阶段、程序以及多专业的勘察体制组成，所以，该工程对地质资料的要求较高。在地质条件勘察过程中，应适当采用综合性勘察技术，结合实际施工现场情况，对地质条件勘察结果进行系统化的数据分析与研究，并对其研究成果进行合理阐述，保障地质条件勘察资料的准确性，为长大深埋隧道施工项目提供充足的数据信息。

作者：崔宏文 单位：山西省地质勘查局二一四地质队

参考文献:

［1］谭远发．长大深埋隧道工程地质综合勘察技术应用研究［J］．铁道工程学报，2012(4):24-31．

［2］刘爱平．长大深埋隧道工程地质综合勘查技术应用研究［J］．建筑工程技术与设计，2015(9):1184．

［3］向波，李玉文．米仓山深埋特长隧道综合勘察技术应用［J］．西南公路，2013(2):225-230．

［4］易鑫，白雪飞．浅谈综合地质勘察在长大隧道勘察中的应用［J］．铁道勘察，2011，37(2):75-78．

［5］连载．长大深埋隧道(连载三)［J］．现代隧道技术，2012，49(6):4-12．

隧道工程地质篇4

关键词：隧道　工程地质　分析

中图分类号：TU19

文献标识码：A

文章编号：1007-3973（2012）006-001-02

1 工程概况

山西省阳泉至娘子关一级公路（水峪—娘子关段），定位为G307的复线工程。是山西省的一条地区经济通道，也是晋煤外运的主要出口，项目的建设对促进地区经济的健康发展，逐步缩小地区发展差距，实现共同富裕有重大深远的意义。

巨城隧道为阳泉至娘子关一级公路双向分离式长隧道，左线起讫桩号为ZK3+290至ZK4+740，长度为1450m，右线起讫桩号为YK3+285至YK4+700，长度为1415m，双洞总长为2865m。隧道设计速度为60km/h，为双向四车道，双洞单向行车。隧道主洞建筑界限宽度为9.75m，高度为5.0m。隧道内轮廓净空面积为62.31㎡。本隧道设有2处人行横通道，1处车行横通道。

2 工程地质条件分析

2.1 地形地貌

隧址区在地貌上属于构造剥蚀堆积、构造溶蚀地貌类型。隧道横切山丘，进、出口自然坡度较为平缓，坡度约15~23埃缴现脖唤衔⒂嘁怨嗄疚鳌＝诖Ω浇屑蛞紫绱骞吠ù铮隹诟浇蠸315省道，交通较为便利。

2.2 地质构造

根据现场调查及区域地质资料，隧址区构造上处于中朝准地台的山西断隆上，其次级构造包括沁水台凹和太行山断拱，地层结构简单，无明显的新构造运动痕迹。位于路线里程为K4+275.00附近的F2断层倾向西，倾角70埃喜闫扑榇矶仍?5m，断层走向与隧道走向夹角为80埃谡唬暇?00m，岩石节理裂隙较发育，根据现场测量的节理统计结果可见，该段的优势节理主要有1组，产状为152啊?6啊＝⒊隹诰仆粮哺俏鞯那鹆昵傻谒南瞪细峦撤缁锘仆磷槌伞?

2.3 地层岩性

勘察揭露，隧址区地层上部为第四纪风积层、冲洪积层覆盖，下伏基岩为石炭系砂岩及奥陶系灰岩，其主要特征分述如下。

2.3.1 覆盖层

风积层黄土（Qeol）：黄褐、灰黄等色，稍湿，稍密，以粉土为主，含有较多的砾石，推荐容许承载力[fa0]=150kPa。

冲洪积层粉质粘土（Qal+pl）：黄褐色，硬塑，含少量碎石，推荐容许承载力[fa0]=140kPa。

冲洪积层碎石土（Qal+pl）：杂色，潮湿，密实，颗粒成分以灰岩为主，充填物为粉土，推荐容许承载力[fa0]=300kPa。

冲洪积层卵石土（Qal+pl）：杂色，潮湿，密实，颗粒成分以灰岩为主，浑圆状，充填物为粗砂，推荐容许承载力[fa0]=400kPa。

2.3.2 基岩

勘察揭露隧址区内的下伏基岩为石炭系砂岩及奥陶系灰岩、钙质泥岩，按其风化程度，本次勘察揭露有强风化、中风化岩带，现按其风化程度分述如下：

强风化灰岩：浅灰色，隐晶质结构，层状构造，岩石裂隙发育，岩芯呈碎石状，纵波速度为Vp=2000-2800m/s，推荐容许承载力[fa0]=500kPa。

中风化灰岩：浅灰色，隐晶质结构，层状构造，岩石裂隙较发育，岩芯呈短柱状，RQD为20%-50%，纵波速度为Vp=3000-3700m/s，推荐容许承载力[fa0]=1200kPa。

中风化钙质泥岩：褐色，泥质结构，层状构造，岩石裂隙较发育，岩芯呈短柱状，RQD为20%-30%，纵波速度为Vp=3100-3600m/s，推荐容许承载力[fa0]=400kPa。

中风化砂岩：灰绿色，砂质结构，层状构造，岩石裂隙较发育，岩芯呈短柱状，RQD为25%，纵波速度为Vp=3000-3700m/s，推荐容许承载力[fa0]=1200kPa。

2.3.3 洞身围岩情况

根据《公路隧道设计规范》（JGTD70-2004）中有关隧道围岩分级标准的规定，参考钻探、物探、岩土测试资料和区域地质资料，经综合定性分析和围岩质量指标BQ值的定量计算，本隧道围岩可分为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级，各围岩级别统计情况见表1。

2.4 水文地质条件

隧址区水文地质条件简单，平常在山坡表面无地表水流，仅在降水后有短暂的地表径流，地下水主要为基岩裂隙水，含水量较小，接受大气降水的补给，水位埋藏度随季节变化和地势的高低变化而变化。根据勘查结果认为整个隧道一般情况下不会出现大规模的涌水或突水问题，但是由于隧道的开挖改变天然地下水的径流及排泄等自然条件，隧道将会成为新的局部地下水排泄基准，从而出现局部渗水和涌水现象，主要表现为雨季地表水沿局部宽大裂隙向隧道内汇集，形成短时涌水现象。调查表明隧址区最高洪水位要低于隧道进、出口设计高程，对隧道建设基本没有影响。

2.5 不良地质现象

隧道进出口段第四纪风积层及强风化层厚度较大，其岩土层的结构较为松散，洞口边、仰坡的开挖易引起坍塌。对洞口的稳定构成一定影响。

隧址区奥陶系灰岩溶洞较发育，对施工安全有一定的隐患。

物探勘察揭露ZK4+215~ZK4+355（Y1K4+205~Y1K4+355）段岩体波速较低（1600~2000m/s），地震波形呈异常现象，岩石裂隙极发育，岩质较软，为断裂破碎带，该断裂带走向为北北东走向，倾向西，倾角70埃湮榷ㄐ圆睿滋⒂锌赡艹鱿纸洗蟮挠克窒蟆?

2.6 隧道进、出口工程地质条件

隧道工程地质篇5

云山隧道地质勘察采用地质调绘、物探、钻探及试验等综合手段，各种方法相互取长补短，相互验证，取得了良好的勘察成果，不仅满足了设计要求，而且达到了技术上合理，经济上可行的目的。勘察中积累的一些宝贵经验,值得今后长大隧道勘察借鉴。

关键词：

隧道；工程地质；综合勘察

云山隧道是山西省和榆高速公路上的一座特长隧道，隧址位于山西省左权县城东北5km处，横穿太行山脉西翼的阳曲山东南延。设计为分离式隧道，右洞全长11377m，底板最大埋深727.928m，左洞全长11408m，底板最大埋深742.67m，左右线间距30～35m。共设附属工程斜井3处，竖井1处，累计长3820.248m。由于隧址地处山势陡峻、峰峦叠嶂、地层岩性多样、地形地貌极为复杂的中山区，因此给工程地质勘察工作带来严峻挑战。但勘察过程中因势利导、因地制宜，通过综合勘察手段，解决了一系列勘察难题，获得了较为完整的地质资料，为施工图设计提供了必要的地质依据。

1综合勘察手段

云山隧道勘察工作由点到面、由表及里、从定性到定量，利用地质调绘、物探、钻探、试验等多种勘察手段进行综合勘察，从而基本控制和揭示了围岩工程地质条件，为洞室围岩等级划分和稳定性评价提供了必要的依据。

1.1工程地质调绘

隧道位于太行山西翼的构造剥蚀侵蚀中山区，一方面隧址崇山峻岭、沟壑纵横、深谷断壁发育，最大相对高差855.37m，勘察工作十分艰难；另一方面隧址区植被非常发育，覆盖层较厚，但较大沟谷断壁基岩出露情况较好，作为天然地层剖面较完整清晰，在其断面上岩体结构及地质构造形迹明显，局部段落地面地质信息量丰富，地质条件比较明朗。这就为工程地质调绘手段的充分应用提供了充足依据。隧道初勘阶段首先收集与隧址走廊有关的航、卫片、1∶20万《左权幅地质图》和工可阶段地质调绘资料，针对性地开展地质遥感工作，初步了解隧址地形、地貌条件和岩土结构特征，然后通过穿越与追索相结合的地质调查手段，对隧址进行1∶10000工程地质调绘，对不良地质类型及规模进行排查，充分发挥地质选线的作用，对隧址进行优化；在隧址方案基本选定的基础上，对隧址开展1∶2000地质调绘，采集地形地质条件信息，并掌握其规律性，利用山高谷深、局部基岩出露情况较好、地质构造形迹明显的特点，突出重点、抓住要害。在地质调绘过程中，采取地面调查、断层追溯、实测断面、露头拍照相结合的方法，充分利用了天然地质断面。详勘阶段按照工作深度要求，在收集初勘已有调绘资料基础上，进行认真细致的1∶2000补充工程地质调绘，最大限度地利用自然条件进行地质资料的调查、采集、拍照，在隧道进出口和适宜的地段进行围岩节理裂隙量测。初、详勘两阶段总计完成1∶10000地质调绘23km2，1∶2000地质填图6.8km2，实测地层剖面8条，总长1323m，对重要地质节理裂隙点进行了详细量测。通过充分的地质调绘工作，对隧址区的地层岩性、地层结构、地质构造、不良地质、进出口边坡稳定性和水文地质条件有了清晰的认识和了解。地调查明隧址区位于吕梁-太行断块之次级构造单元沁水块坳东北边缘的娘子关—坪头坳缘翘起带。总体表现为东翘西倾的单斜构造，岩层走向北北东，倾角10°左右。地层出露有规律可循，自左权侧洞口始至和顺侧洞口止，依次出露古生界奥陶系（O）、寒武系(∈)地层及元古界长城系(Ch）地层。其岩性组合依次为碳酸盐岩的石灰岩、白云岩夹角砾状、泥灰岩岩体及灰质、云质、泥质岩体；碎屑岩的泥页岩、石英岩状砂岩、长石砂岩、石英砂岩夹铁质砂岩。前者占隧道围岩的比例约为73%，软硬岩的比例约为3∶7，后者约占27%，软硬岩的比例约为4∶6。另外隧址地表发现溶洞，最大者直径约3～3.5m，预示隧道碳酸盐岩围岩范围内局部可能岩溶发育。

1.2地球物理勘探

地球物理勘探是指利用地球物理的方法来探测地层、岩性、构造等地质问题，具有“透视性”、效率高、成本低以及可以在现场进行原位岩土物理力学性质测试等优点，在工程勘察中日益得到重视和发展。但是各种物探方法都具有条件性和局限性，多数方法还存在多解性，因此正确选择和运用各种物探方法，进行综合物探，并与地质调绘、钻探资料作对比，才能获得较好的地质成果。经全面地质调绘，云山隧道隧址地形复杂，地质构造和岩溶发育，地层岩性种类多，水文地质条件复杂，因此物探勘察手段的使用非常有必要性。同时考虑到隧址地层岩性电性差异较大，并有足够的分布厚度，具有明显而且稳定的电性标志层，且场区受电磁干扰影响较小等特点，所以在详勘阶段对隧道左右线选择采用EH-4高频大地电磁测深法进行了探测。EH-4高频大地电磁测深法系统可以适用于各种不同的地质条件和比较恶劣的野外环境，并能取得较好的工程效果。其使用天然磁场的频率为10～100kHz，相对大地电磁测深法、音频电磁测深法的频率较高，探测深度一般在地下1km以内；同时，较高的频率使得高频电磁测深法的抗干扰能力增强。初勘阶段云山隧道左线完成EH-4高频大地电磁测测线长度11610m，测点402个，检查点12个，右线完成测线长度11530m，测点391个，检查点23个。另外对ZK2钻孔做了弹性波速测试，测试深度155.4m。通过上述物探手段，对判定隧址区地质构造、岩溶及水文地质发育情况、岩石风化壳厚度，调整隧道的埋深，进行围岩工程地质分级，提供了基本地质依据。有关构造的物探解释成果是隧址区存在3处明显的视电阻率突变现象，电阻率曲线密集变化较快，电阻率等值曲线呈现与隧道走向大角度交角，推测存在3处断层破碎带，F1、F2为正断层，F3为逆断层。由于地表覆盖植被及坡积物，调查未发现断裂痕迹。F1推测断层与洞体相交于K46+020、ZK45+910处，与路线右前夹角分别为63°、64°，物探解释电阻率等值曲线呈现与隧道大角度交角；F2推测断层与洞体相交于K46+550、ZK45+580处，与路线右前夹角分别为136°、109°，物探解释电阻率等值曲线呈现与隧道大角度交角；F3推测断层与洞体相交于K46+765、ZK46+680处，与路线右前夹角均为42°。F1、F2、F3三条推测断层均对隧道工程有影响。有关不良地质的物探解释成果是在洞身K46+280—K47+130、ZK46+290—ZK47+040为大面积低阻异常，解译为岩溶陷落异常体，推测异常为大范围岩溶富水区，且F1、F2组成的低阻区形态为“倒置的漏斗状”的低阻。隧道围岩有可能破碎、充水，施工时必须加强地质超前预报，及时发现异常，采取防范措施。

1.3地质钻探

钻探是在隧道工程地质勘察中最直观的勘探方法，可以鉴别描述岩土层，岩土采取试样，进行原位测试或波速测试等。云山隧道钻探工作主要在详勘阶段隧址确定以后大规模展开，本阶段在初步勘察基础上，根据现场地形地质条件及水文地质、工程地质评价的要求进行加密，勘探深度应至隧道底板设计高程以下不小于5m。遇岩溶、地下暗河等不良地质时，钻探深度应至稳定底板以下不小于8m。洞深段钻孔，在设计高程以上3～5倍洞径范围内采取岩石试样，同一地层中，岩石试样的数量不宜少于6组；进出口段钻孔，分层采取岩、土试样[1]。通过较为密集的钻探，首先探明了全线深部地层情况，为室内试验采取了大量的试样，为原位测试提供了便利，为隧道稳定性评价提供了保障，满足了隧道设计的要求；其次验证了隧道的物探解译异常区，也为隧道水文地质试验、地下水位的判断、量测、地下水试样采取及钻孔声波测试创造了条件。其中一些深钻孔设置为综合利用孔，不仅了解了地层、构造、岩溶、裂隙、地下水位等情况，还进行了各种测试工作，以获取更多的岩层参数，如物探测井、水文地质试验、地应力测试、地下水位长期观测等，每一项测试完成后都要保证钻孔的完整性，以便下一项测试工作的顺利进行。云山隧道初详勘两阶段钻探共使用XL-150、XL-200、Y3型钻机6台，以回转钻进为主，冲击钻进为辅，共完成钻孔16个，总进尺3919.7m，包括4处斜竖井完成钻孔4个，累计进尺1238m，共采取岩石试样763件。

1.4试验

长大隧道勘察中的试验手段是定量评价隧道围岩的工程性质不可或缺的。云山隧道勘察通过室内试验、原位测试和水文地质试验，获取了一系列设计所需的岩土物理力学指标，获取了隧道围岩分级指标及进出口地基容许承载力。

1.4.1原位测试

根据云山隧道勘察的目的、岩土条件及测试方法的适用性，采用了重型动力触探试验，按深度对钻探揭示的碎石土和泥灰岩、页岩等软质岩石及强风化、全风化的灰岩、砂岩等硬质岩石进行了测试，根据修正后的锤击数，确定碎石土的密实度和岩石的风化界面。

1.4.2室内试验

云山隧道围岩地层均为岩石，对钻探采取的岩石试样针对性地进行单轴饱和抗压强度、比重、密度、泊松比、弹性模量、弹性波速等室内试验项目；采取地下水试样，进行水质分析，评价水的腐蚀性。

1.4.3水文地质试验

地下水的活动和作用往往是形成隧道事故的主要因素，大量灾害性工程地质事件的发生，大都是由于地下水作用触发或诱发的。因此，地下水的勘察是隧道地质勘察中的重要一环。云山隧道水文地质勘察方法主要包括水文地质调查、物探资料的分析应用及钻探验证、水文地质试验，同时利用类比的分析方法，对隧址区水文地质条件进行系统的分析评价。其中水文地质试验是隧道地下水勘察最主要的方法和手段。调查及钻探发现隧址区水文地质条件复杂，洞体围岩按含水介质主要分为岩溶裂隙水和碎屑岩裂隙水两个含水岩组，且节理裂隙密集带、岩溶裂隙发育处等易与地下水沟通，造成洞体坍塌、掉块、涌水、突水等灾害。云山隧道水文地质共布设3个水文试验综合利用钻孔，其中SWZK1（ZK44+910右5m，深120m）、ZK2（K48+700左5m，深240m）位于碳酸盐岩地层中，孔内未见水位，水文测试进行了孔内注水试验；SWZK3（ZK53+610左5m，深150m）位于碎屑岩地层中，水位69.8m，水文测试进行了孔内抽水试验。通过水文地质试验取得的宝贵参数，对隧道涌水量进行了分段预测，左右洞含水段长度分别为2120m、2090m，左右线最大涌水量分别为565cm3/d、643cm3/d，左右线正常涌水量分别为183cm3/d、185cm3/d。

2工程地质综合评价

根据隧道综合地质勘察成果，在隧道围岩3倍洞径范围内，结合水文地质条件、构造特征、岩石坚硬程度、岩体完整程度、围岩基本质量指标等规范要求的因素及物探报告，隧道围岩级别综合评价为Ⅲ～Ⅴ级，左右洞围岩级别长度及比例详细划分。云山隧道施工阶段结合地质超前预报，详勘阶段的工程地质综合评价成果与施工实际揭示的围岩情况整体吻合度很高，因围岩级别降低或提高引起的施工正负变更数基本抵消，总体变更情况符合相关规定。考虑到特长隧道勘察的难度和局限性，本隧道综合勘察成果经受了施工考验和验证，为隧道的顺利施工和按时贯通提供了坚实的地质保障，取得了良好的经济和社会效益。

3结语

在环保选线日趋受到重视的形势下，高速公路特长隧道不断涌现，受复杂地形和茂密原始森林等条件限制，最直观常用的钻探手段实施难度越来越大，成本越来越高，工期越来越长，不仅制约工程地质勘察进度，而且也无法取得既经济又科学的勘察成果。因此利用勘察高新技术和综合勘察手段是长大隧道今后勘察的必然选择和趋势。

作者：李宏涛 单位：山西省交通规划勘察设计院

参考文献：

隧道工程地质篇6

【关键词】隧道工程；地质；水文；地貌；条件

一、自然地理、气象水文、地形地貌

怀玉山隧道穿越区段处于江西上饶玉山县怀玉乡地界。进洞口地处金坪村，出洞口地处关口村。

隧道区地处内陆亚热带湿润气候，气候温和，雨量充沛，光照充足，雨量充沛。降一般集中在4—6月份，多以暴雨的形式集中降水，年平均气温15.5-24.2℃，一月平均气温4.6-7.6℃，七月平均气温24.6-20.4℃，极端最低气温-8.2--10.9℃，极端最高气温39.8-41.8℃，年降雨量1124.6—2457.9mm，无霜期286天。雨量与温度在分布时空上有明显差异，并与地貌、地形高低有关，从平地到山地降水量随地势增高而增大的趋势。

区内地表水系发育，水网密布，以怀玉山葛岭头为分水岭，分属两大水系：葛岭头～进洞口，属乐安江水系。乐安江发源于崇山峻岭的怀玉山脉西北部，本区支流经陇首-花桥-德兴-乐安江主流，由东向西流入鄱阳湖；葛岭头～出洞口，属信江水系。信江发源于崇山峻岭的怀玉山脉东南部，本区支流经童坊-南山-玉山-上饶-信江主流，由东向西流入鄱阳湖。

区内地表径流变化的主要控制因素是降雨，特别是丰水期、枯水期与降雨量的多寡密切相关，乐安江与信江径流年际变化较大，丰水年与枯水年交替频繁。丰水期多洪水，系暴雨所，多集中在5-8月份。

二、工程地质条件

综合地质调绘、工程地质钻探、水文地质试验以及工程地质物探等成果，可对隧址区域地层岩性、地质构造及水文地质条件等工程地质条件介绍如下：

（一）地层岩性

隧道沿线出露基岩地层基本为燕山早期花岗岩（γ52），局部为震旦系休宁组（Z1x）砂岩，覆土层为第四系（Q）粉质粘土、中沙土、碎石土。

（二）地质构造

路线带位于赣东北弋阳-玉山台陷北侧，经过多期构造变动，调查内地质构造复杂，褶皱断裂都较为发育。根据其构造形迹的展布方向主要划分为北东向、北北东向、北西向等构造型式，其中以北东向构造最为发育。

根据构造单元分级原则，调查区属于怀玉山穹褶断束，为印支-燕山期断块作用而抬升的加里东期北东向穹状复背斜。中部怀玉山主体为背斜轴部，南西端被断裂破坏，北东端入浙西后逐渐倾没。两侧由古生代地层构成复式向斜，并均向南西收敛倾没，往北东倾伏，断裂发育，除南北两侧之深断裂和大断裂之外，北东走向的断裂也极为醒目，一般延伸多在十至数十公里左右。

据实地踏勘、物探探测、钻探揭露等勘察成果，发现怀玉山隧道区段附近断裂构造发育，共发育断层7条。

（三）水文地质条件

1、地表水

隧道穿越山体表面虽无山塘，水库及洼地积水，但溪沟发育，地表水发育。本隧道沿线及附近山体表面主要发育4条小溪。

2、地下水

2.1地下水的类型

根据含水层孔隙性不同，可将隧道区段地下水划分为孔隙水和裂隙水两类，而根据地下水的埋藏条件，又可将其划分为潜水和承压水。这里将以前一种划分为导向，以后一种划分为特征，对隧道区段地下水进行综合论述。

①孔隙水。赋存于覆土层孔隙中，隧道区段主要贮存于全风化花岗岩（水文地质学习惯将全风化层划分为覆土层）中，其次碎石土、粉质粘土等覆盖层也贮存一定的孔隙水。孔隙水多呈均匀而连续的层状分布，埋深一般3-5m（钻孔水位是揭穿其相对隔水层后孔隙水与裂隙水的混合水位），全风化层由于分布较广，厚度较大，含量相对丰富，其余覆土层则含量小，孔隙水为潜水，层状，无压；②裂隙水。赋存于岩体裂隙中，隧道区段按其成因可分为风化裂隙水和构造裂隙水（成岩裂隙水可忽略）。a、风化裂隙水：埋藏在基岩表层的风化裂隙中，主要赋存于强～中风化带浅部。发育深度一般为几米到几十米，钻孔水位埋深为12.2-14.0m。风化裂隙分布广泛，发育密集而均匀，可构成彼此连通的裂隙体系。因此风化裂隙水是隧道区段普遍而主要的地下水类型之一。风化裂隙水为潜水，层状，无压。b、构造裂隙水：主要赋存于构造断裂带特别是张性断裂带中，发育深度大，含量较丰富，受构造控制，呈脉状或带状，常具承压性。

2.2地层及构造的含水性：

①地层的含水性。覆土层，虽然分布面积广，由于厚度较小，且分布于山体表面，地势较高，缺乏有利的赋存条件，故一般含水弱；强-较破碎中风化花岗岩分布广，厚度大，岩体破碎-较破碎，裂隙发育-较发育，多张开-微张，具有较好的贮水空间，含水丰富。较完整中风化花岗岩及微风化花岗岩岩体较完整-完整，裂隙不发育，局部裂隙较发育，含水性差，含水量小，基本为隔水层；②构造的含水性。断层构造带一般裂隙发育，岩体破碎，发育深度大，有较好的贮存空间，含水较丰富。由于压性断层带裂隙壁距小，张性断层带裂隙壁距较大，因而张性断层带富水性较压性断层带好。

2.3地下水的补给、迳流、排泄和贮存

①地下水的补给。隧道区段山体表面无山塘、水库等地表储水体，地下水的补给主要为大气降水。大气降水沿覆土层渗入地下，直接补给基岩裂隙水，进而补给构造裂隙水；②地下水的迳流。地下水的迳流受地形和构造控制。地形的控制直接表现为山脊和沟谷的控制，其效果是地下水由地势较高的山脊向地势较低的沟谷运动，而构造的控制主要表现为断裂带（主要为正断层）的控制，其效果是地下水沿断裂带走向运动。总的趋势归结为：地下水以以怀玉山葛岭头为分水岭，分别向进洞口或出洞口方向运动；③地下水的排泄。地下水的排泄形式主要有两种：孔隙水及风化裂隙水以片状形式，构造裂隙水则以集中（泉）形式。其排泄部位主要是低洼的沟谷，地下水的排泄是沟谷中小溪的主要补给源；④地下水的贮存。孔隙水的贮存，以孔隙为空间，以全风化花岗岩或粘性土层为相对隔水底板，水位动态受气候影响变化明显；风化裂隙水的贮存以风化裂隙为空间，以微风化基岩为隔水底板，水位动态受气候影响变化较明显；构造裂隙水以构造裂隙为空间，以断裂带为贮存构造，发育深度大，水位动态受气候影响小。

2.4地下水水质类型

进洞口段水质类型为SO4-Na.Ca型，侵蚀性CO2为4.84mg/L，矿化度为108.06mg/L，PH=7.0；出洞口段水质类型也为SO4-Na.Ca型，侵蚀性CO2为7.25mg/L，矿化度为113.98mg/L， PH=7.2。

结果表明怀玉山隧道地下水质SO42-型，低矿化，侵蚀性CO2浓度低，中性，地下水对混凝土无腐蚀性。

三、结论

1、隧址区，勘察区地形地貌复杂，地层结构较复杂，断层构造发育，水文地质条件复杂，局部存在不良地质，工程地质条件复杂；2、隧道穿越山体属中低山丘陵组合群，洞体最大埋深390m。进出洞口自然坡体较稳定；3、断裂带部位岩体破碎，围岩级别低，或地下水发育，兼有承压性，工程地质条件差；进出洞口段围岩全风化及强风化层发育，洞体埋深较浅，围岩级别低，地下水发育，工程地质条件差；其余洞体部位围岩结构较完整～完整，局部较破碎，岩质较坚硬～坚硬，围岩级别较高，工程地质条件良好；4、局部地段洞体埋深大，存在高初始应力，施工过程中可能产生岩爆；5、地下水对混凝土无腐蚀性；6、放射性测量结果对于筑路工人及其它公众成员年有效剂量当量均低于国家规定标准，现阶段高速公路修建和营运是安全的；7、交通条件一般；8、隧道沿线无重要建筑，隧道施工对周围环境影响较小。

隧道工程地质篇7

关键词：公路隧道；地质勘探技术；钻探法；物探法

公路的建设是促进我国交通运输行业快速发展的关键。在公路隧道工程中，借助先进的地质勘探技术，能够为公路线路的选择和施工方案的制定提供充足的依据，对保证公路的正常通车，促进我国交通事业的快速稳步发展有着重要的作用。

一、公路隧道工程地质勘探技术的作用

交通状况是影响经济发展速度的重要因素之一，加大公路的建设力度对保证我国经济的均衡发展有着重要的意义。在公路的修建过程中，难免会遇到较为复杂的地形，此时，隧道工程的修建就成为了保证公路正常通行的重要技术。公路隧道的建设具有一定的风险性，其工程质量也对公路投入使用后的行车安全有着直接的影响，因此，对工程项目所在地山体的地质状况进行勘测，是公路隧道工程建设的过程中必不可少的重要环节。

在修建公路隧道工程时，为了提高工程的质量、确保隧道安全通车，在工程进行之前，需要对山体的构造进行详细的地质勘探，从而详细的掌握山体内部的地质状况、水文情况，为公路的选线和隧道工程施工方案的制定提供充足的依据。特别是在山区公路修建的过程中，常常会遇到多种不利地形以及不良地质状况，例如，软土地层、岩溶地貌、冻土带、湿陷性黄土层以及膨胀土等，如果在建设时未能及时采取有效的预防措施，就很有可能发生安全事故。因此，在工程进行前，应当充分的发挥地质勘探的作用，利用先进的地质勘探技术，对工程所在地的地质情况进行详细的调查，及早发现各种潜在的危害，并制定有效的预防措施和紧急状况下的应对方案，最终保证隧道工程施工的顺利进行。

二、地质勘探技术在公路隧道工程建设中的应用

公路隧道地质勘探的过程可以分为资料搜集、路线选定以及地质勘探三个部分。

1.资料搜集

进行地质勘探之前，首先要对当地环境的状况进行详细的了解，包括公路隧道施工地点的地质状况、气候类型、水文条件、是否发生过地质灾害等。资料搜集环节为后期隧道路线的选定工作积累充足的数据资料，对地质勘探工作的顺利展开有着重要的作用。

2.路线选定

资料搜集工作完成后，便需要根据前期搜集的数据，初步确定公路隧道的选址。在进行公路隧道施工路线的选定时，要尽量避开地质不稳定、事故多发的地带，以降低隧道在施工与使用过程中发生事故的可能性。同时也要考虑到隧道选址对施工难度和工程造价的影响，因此，要充分利用前期搜集的资料进行详细的讨论与分析，尽可能选择施工难度小，安全系数较大的地区，并保证所选路线的长度满足工程造价控制的需要。

3.地质勘探

初步确定隧道路线之后，便要对选定路线及其周围的地区进行系统的地质勘探。公路隧道地质勘探的主要方法包括钻探、重力勘探、声波探测、电法勘探、磁力勘探、电磁法勘探、地震勘探以及放射性勘探等。其中，公路隧道工程建设过程中常用的地质勘探技术有钻探、电法勘探、地震勘探与地质雷达勘探。在对公路隧道预选地段进行详细的地质勘探时，要重点勘察当地的地质构造、土壤岩性、土质特点、土层的含水量、周边有无地下水分布、是否出现过大的地质变化等，从而保证隧道施工的安全，并为施工方案的制定提供充足的依据，达到提高工程质量、控制工程造价的目的。

在地质勘探过程中，最常用的勘探方法便是钻探法，钻探法是利用钻探机械对地层深处的土壤进行采样的方法，和其他地质勘探技术相比，钻探法的应用的时间较长，技术成熟，并且可以得到土壤的样本，从而准确的分析出地层的特点。依据钻探规模的不同，可以将钻探法分为轻便钻探与钻探两种，为人熟知的洛阳铲便是轻便钻探法的常用工具之一。而为了保证地质勘探的准确性，在公路隧道地质勘探的过程中，需要利用大型钻机来进行钻进，并根据现场的情况与钻机的型号确定钻进的方式。在常见的钻进方法中，回转钻进法因其在钻进深度和钻进质量上的优势，在隧道工程的地质勘探中有着广泛的应用。

三、现代公路隧道工程地质勘探技术

随着地质勘探技术的发展，可以应用在公路隧道工程地质勘探环节的勘探技术也在不断增加，例如，电法勘探可以通过建立人工电场的方法，测定不同岩层与土层的导电性，从而在不进行钻进的前提下对地质情况作出判断；地震勘探则是通过人为的制造震动，并测量地层对震动的传导规律的方式，达到判断地质情况的目的；而地质雷达勘探的原理与声波探测及地震探测类似，通过监测高频电磁波在不同地层中的传播情况，来判断当地的地质条件。由于此类探测方法是应用物理原理来达到地质勘探的目的，因此也被称为物探法。在公路随到的建设过程当中，合理的使用物探法来代替传统的钻探法，可以在一定程度上加快地质勘探的速度，减少地质勘探的工程量，节约地质勘探的资金，同时也能够保证测量结果准确度符合工程的要求。

物探法普遍具有设备操作方便、工程量小、数据化与自动化程度高、无需进行钻进等特点，探明的深度根据勘探方法和地质构造的不同，在几十米到上千米不等，精确性也有着一定的差别，通常情况下，土壤密度较高的地层，采用物探法得到的数据就越精确。在对公路隧道的地质状况进行勘探时，可以根据地层的不同特点和施工的需要，合理的选择恰当的勘探方法，从而提高测量结果的准确性，为工程的建设提供精确的数据，保证公路隧道建设的工程质量和施工安全。

总结：

在公路隧道工程的建设过程中，合理的选用恰当的地质勘探技术，能够有效的提高地质勘探的准确性，为隧道工程施工方案的制定提供必要的信息，确保隧道的使用安全，对我国交通运输事业的发展起到了积极的推动作用。

参考文献：

[1]卢启安，张柳湘.论公路隧道工程的地质勘探[J].民营科技，2009，(7)

[2]贾玉馥，韩卫平.论公路隧道工程的地质勘探技术[J].中国建设信息，2010，(15)

[3]王告函.地质勘探在公路隧道建设中的地位与作用[J].公路，2000，(12)

隧道工程地质篇8

通过收集、整理与分析相关资料，对礼让隧道工程地质中的地形地貌、地区岩性、地质构造、各种不良地质条件以及礼让隧道的水文地质条件等进行了分析。基于上述分析，提出了礼让隧道的工程地质评价及针对岩溶、石膏岩膨胀性、石膏岩腐蚀性的施工设计建议。对同类穿越石膏岩地层的隧道具有参考价值。

关键词：

礼让隧道；石膏岩；膨胀性；腐蚀性；施工设计

重庆市梁平至忠县高速公路LZ2合同段（K8+740~K23+715）是梁平至忠县高速公路中的一段，对于加快重庆市规划公路网建设，促进区域经济发展，建设放射状高速公路快速通道，带动沿线区县经济全面发展具有极其重要的作用。而礼让隧道则是梁平至忠县高速公路主要的控制工程之一,为使工程的施工方案更加科学、对各种地质问题的防治措施更加完善，本文特针对该段在工程地质及水文地质方面存在的问题进行了分析和研究。

1.隧道工程地质条件

1.1地理位置、地形地貌礼让隧道区为构造剥蚀、溶蚀形成的背斜山，山体呈北东南西向延伸。隧道进、出口段地形为单向自然斜坡。明月山中部为北西南东向发育的溶蚀槽谷，宽约500m～1500m，槽谷靠南东侧分布溶蚀残丘，呈线状分布，槽谷中地形标高581.0m～768.30m，地形总体北西低南东高。隧道穿越段发育的溶蚀槽谷分为前槽、后槽，前槽地形标高627.40m～689.20m，坡度5°～10°；后槽为狭窄的深切槽谷，宽10m～30m，地形标高574.10m～590.30m，槽谷两侧地形坡度较大，一般为30°～56°。

1.2地区岩性隧址区出露地层为三叠系下统嘉陵江组（T1j）、中统雷口坡组（T2l）、上统须家河组（T3xj）、侏罗系下统珍珠冲组（J1z）、中下统自流井组（J1-2z）、中统新田沟组（J2x）、第四系（Q4）。

1.3地质构造礼让隧道穿越的地质构造为明月峡背斜，构造行迹呈北北东~北东向，无大的区域性断裂隙构造分布。明月峡背斜位于华蓥山隆褶带南东边缘，该背斜轴线平直，向北30°东延伸，无大弯曲，背斜两翼不对称，南东翼陡，倾角57°～80°,北西翼缓，倾角30°～44°，为线形斜歪背斜。

1.4不良地质现象隧道区存在的主要不良地质现象为岩溶、煤层采空区以及石膏岩膨胀性和腐蚀性。其中膏岩的膨胀性和腐蚀性对本工程的影响尤为明显。（1）岩溶岩溶是可溶岩与具有侵蚀性的地下水相互作用的产物，岩溶发育强度及岩溶地下水具有典型的不均匀性[1]，在近年的工程实践中也遇到很多诸如此类的问题。隧道区分布的可溶岩类呈条带状分布，地下岩溶的发育走向与可溶岩的分布是一致的,地下岩溶洞隙的发育宽度受可溶岩的厚度控制，延伸方向与岩层走向相同。地下水不断地对可溶岩进行化学的、物理的破坏作用，造成地下溶洞的不断扩大。（2）煤层采空区隧道范围分布的采空区对隧道的主要影响为穿越煤层采空区段时岩体的完整性差，采空区内的集水及有毒有害气体对隧道施工的影响。隧道穿越的须家河组T3xj1、T3xj3、T3xj5煤系地层含低瓦斯，煤层自燃倾向性等级为Ⅰ级，煤层属容易自燃煤层，有煤尘爆炸危险。（3）石膏的膨胀性、腐蚀性石膏主要分布于背斜轴部分布的三叠系下统嘉陵江组四段的地层中，具体分布范围：左线ZK14+582～ZK14+907、右线K14+599～K14+920。地下水进入石膏岩层后体积会发生膨胀[2]，工程上认为这种膨胀是不可逆的。当石膏岩受到扰动，特别是当湿度条件变化时，石膏岩的性状常发生巨大变化，产生体积膨胀，对临近构筑物产生膨胀压力，影响工程的稳定性。石膏地层对隧道的腐蚀作用主要分为物理腐蚀作用和化学腐蚀作用。物理腐蚀主要表现为地下水中的CaSO4溶液随混凝土的孔隙渗入其中，在环境湿度较低时结晶析出，对混凝土孔壁造成极大的结晶压力，从而引起混凝土的膨胀开裂；化学腐蚀主要为地下水中硫酸盐