某隧道地質調查成果與評價

王小林 蘭州鐵道設計院有限公司，甘肅 蘭州 730000

某隧道地質調查成果與評價

王小林 蘭州鐵道設計院有限公司，甘肅 蘭州 730000

為了研究某隧道的穩定性情況，針對該隧道工程地質情況進行了調查，并給出穩定性評價情況，結果表明：圍巖巖性為強～中風化砂質板巖，巖體不完整，巖質軟。自穩能力無～較差，穩定性差，易發生坍塌事故，建議適當調整路線縱坡坡率。

隧道；地質調查；穩定性

引言

隧道工程地質調查是隧道穩定性評價的重要內容[1,2]，某隧道為一連拱式淺埋短隧道，起止樁號為：K63+905～K64+075，全長170.0m，最大埋深約47.66m，進、出口設計高程352.72～355.52m，設計縱坡為單向坡，坡率：1.6%，軸線方位角220°。為了研究該隧道的穩定性情況，針對該隧道工程地質情況進行了調查，并給出穩定性評價情況。

1 工程地質條件

1.1 地形地貌

場區地貌上屬于剝蝕構造低山丘陵地貌。位于會同縣林城鎮小茶溪村東北，隧道橫穿一呈近東西走向的山體鞍部，隧道走向與山體走向大致垂直，地形起伏較大，山高坡陡。隧道軸線通過地面標高為353.85～401.98 m，相對高差約44m，山體自然坡度25～32°，地表植被較發育；進口端地處南北方向的沖溝上部，地形較陡，覆蓋層較薄，出口端地處南北方向的沖溝頂部，地形陡，覆蓋層較薄。

1.2 地層巖性

通過實地地質調查及對已有工程地質勘察、設計資料的分析，認為該隧址區地層自上而下依次為：上覆土層為第四系更新統殘坡積成因黏土，下伏基巖為上元古界板溪群漠濱組淺變質巖，巖性為砂質板巖；各巖土層基本特征如下：

黏土：棕紅色，稍濕，可塑，土質不均勻，以粘粒為主，含少量砂質板巖角礫，厚度0.6～1.8m，分布于山體斜坡及表層；

全風化砂質板巖：棕紅色，巖石風化呈土狀，原巖結構基本被破壞，夾少量強風化碎塊，揭露厚度0.7m，分布于整個隧址區；

強風化砂質板巖：棕紅、淺灰黃色，淺變余砂質結構，板狀構造，節理裂隙特別發育，節理面有較多黑色鐵錳質浸染，巖石不完整，巖質極軟～較軟，揭露厚度7.4～14.5m，分布于整個隧址區；

中風化砂質板巖：淺灰色，淺變余砂質結構，板狀構造，裂隙較發育，部分裂面有少量鐵錳質浸染，巖體較完整，巖質較堅硬，巖性較脆。該層未揭穿，揭露最大厚度13.3m，分布于整個隧址區。

1.3 巖層產狀及節理分布情況

隧址區巖層（砂質板巖）為單斜構造，巖層產狀為196°∠6°，節理裂隙較發育，多為“X”形剪節理，并垂直巖層層面發展：

進口段發育節理2組，分別為：J1 45°∠10～25°，節理間距1.0～1.5m，延伸長度3.0～5.0m，節理面平直，閉合，裂隙間無充填物，節理密度5條/m；J2 320°∠57～88°，節理間距0.5～1.5m，延伸長度5.0～10.0m，節理面平直，閉合～微張，裂隙間無充填物，節理密度8條/m。

1.4 水文地質條件

場區地下水由上部土層孔隙潛水和下部基巖裂隙水組成，均接受大氣降水補給。上部土層與地下水聯系密切，補給源為大氣降水和地下水側向補給；基巖裂隙水受控于風化層厚度及節理裂隙的閉合程度，透水性及富水性均較好，補給源為大氣降水，受季節影響，水量變化大。

2 隧道圍巖穩定性分析及評價

2.1 隧道進口段穩定性分析及評價

洞口地處山體斜坡地帶，為重丘坡地地貌單元，里程樁號為K63+905，洞口底板標高為352.72m，地面高程為355.64m，自然坡度約25°，植被發育，圍巖等級為Ⅴ級，具碎石狀結構，穩定性差，成洞較困難。巖性為強風化砂質板巖，覆蓋層較薄，巖層產狀為196°∠6°，巖層傾向與坡向大角度相交，傾角較緩，成逆向坡，對洞口段圍巖穩定較有利，但強風化巖層厚度較大，節理裂隙很發育，巖體破碎，穩定性差；隧道開挖后，在巖層面及節理裂隙J1的共同切割作用下，易沿節理裂隙產生“追蹤性”破壞，并形成不穩定的“楔形體”，洞頂易產生坍塌。

2.2 隧道洞身段穩定性分析及評價

該段屬重丘山頂地貌單元，地形起伏稍大，地表植被較發育，洞身頂板圍巖厚度18～47m，巖性為強～中風化砂質板巖，板狀構造，節理裂隙發育，巖質較軟，巖體較破碎，巖體多呈碎裂～塊狀結構，屬Ⅴ～Ⅳ級圍巖，穩定性較差，一般無自穩能力，數日～數月內可發生松動變形、小塌方，進而發展為中～大塌方。

2.3 隧道出口段穩定性分析及評價

洞口地處山體沖溝頂部，為丘陵坡、谷地地貌單元，里程樁號為K64+075，洞口底板標高為355.52m，地面高程為359.56m，自然坡度20～40°，地表植被發育，圍巖等級為Ⅴ級，具碎石狀結構，穩定性差，成洞較困難；巖性為強風化砂質板巖，覆蓋層薄，巖層產狀為196°∠6°，其走向與線路呈大角度相交，傾向與坡向相同，形成順向坡，巖層傾角較緩，對圍巖的穩定極為不利，隧道走向與節理裂隙J1近平行或小角度相交，對隧道洞壁穩定極為不利，在其他裂隙的組合下易產生順隧道走向的“追蹤”型破壞，圍巖破壞形態多呈楔形體塊狀不穩定體。

2.4 隧道水文地質評價

隧道進、出口均處于山坳斜坡地勻，起到類似篩網的作用，減緩了由于粗骨料的快速失水所產生的裂縫，延緩了第一條塑性收縮裂縫出現的時間。同時，在混凝土開裂后，纖維的抗拉作用阻止了裂縫的進一步發展，從而能較大幅度提高混凝土的抗滲性和抗裂性。

三、聚合物溶液

一般為有機乳液，顆粒較小，粒徑小于1μm，不到水泥顆粒的1/10，有利于集料表面的緊密堆積。此外，乳液均勻分布于水相中，隨著水分減少而漸漸靠近，最后相互擴散而成為薄膜，因此，水分多的地方，聚合物顆粒也多，所以聚合物會在集料表面富集，聚合物本身具有良好的變形能力，使其能夠在界面過渡區形成良好的、具有高度抗滲性的薄膜，從而提高了混凝土的抗滲性和耐久性。

四、摻入多種材料進行復合改性

主要是根據前面所講的三種摻和材料的特性，針對不同的施工工藝和建筑物環境使用的要求，對混凝土進行復合改性，改善混凝土界面區的組成、結構與性能，擬提高混凝土物理性能、力學性能和耐久性。

眾所周知混凝土是一種多相復合材料，也是世界上最廣泛采用的建筑材料，其性能取決于水泥漿基體、骨料及其兩者界面結合的性能。大量的試驗研究和工程實踐表明：在混凝土中摻入以上一種或幾種摻和料，可以有效地改善混凝土的物理力學性能，滿足某些特殊工程的要求，也是當今混凝土應用技術發展的趨勢。

[1] P·梅泰;祝永年等譯.混凝土的結構、性能與材料[M].上海：同濟大學出版社.1991年

[2] 楊坪，彭振斌.硅粉在混凝土中的應用探討[J].混凝土.2002，1

[3] 蒲心誠,等.高效活性礦物摻料與混凝土的高性能化[J].混凝土,2002，2

[4] 鐘世云,等.聚合物改性水泥砂漿界面過渡區的交流阻抗譜研究[J].硅酸鹽學報.2002，4

[5]黃從運,等.聚合物改性水泥混凝土[J].房材與應用.2002，10

Results and Assessment for a Tunnel Geological Situation

Wang XiaoLin
Lanzhou Railway Survey and Design Institute Co., Ltd,Lanzhou 730000,China

In order to study the stability of one tunnel, the engineering geological situation is investigated, to give out the stability assessment situation. The investigation results show that, the surrounding rock mass is high to middle weathered slate, the rock mass is incomplete with soft characteristic.The stability of the tunnel is poor, which is easy to lead to the collapse failure, it is recommend to adapt the slope of the cutting plane.

tunnel; geological investigation; stability

TU457

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.050

張文恩(1977-),男, 大學本科，建筑工程專業,建筑施工工程師。