高速公路復(fù)線隧道綜合地質(zhì)勘察

成渝高速公路復(fù)線隧道綜合地質(zhì)勘察

THEFIFTHSURVEYANDDESIGNINSTITUTEOFTHEMINISTRYOFRAILWAYS中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司

2012年9月西安目錄前言1隧址區(qū)工程地質(zhì)條件2隧道綜合勘察方法3鉆探、試驗(yàn)7遙感判釋及解釋4結(jié)語(yǔ)8地面地質(zhì)調(diào)查5綜合物探6

成渝高速公路復(fù)線（重慶境）起于重慶市繞城高速公路，經(jīng)重慶市璧山、銅梁、大足，止于大足縣川渝交界的觀音橋，全長(zhǎng)78.629公里，是重慶市和四川省高速公路網(wǎng)規(guī)劃中的連接成渝經(jīng)濟(jì)雙核的最便捷通道。全線采用設(shè)計(jì)時(shí)速120公里/小時(shí)、路基寬度34.5米的六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)行全封閉、全立交、完全控制出入、收費(fèi)管理方式。是西部地區(qū)和山區(qū)公路標(biāo)準(zhǔn)最高的高速公路之一。

1前言項(xiàng)目單位數(shù)量備注1．路線長(zhǎng)度公里78.6293．特大橋、大橋米/座7415.9/205．中橋米/座560/88．特長(zhǎng)隧道米/座6624/29．長(zhǎng)隧道米/座4081.5/211．互通式立交處7主要工程數(shù)量表1前言

1前言序號(hào)隧道名稱進(jìn)口樁號(hào)進(jìn)口設(shè)計(jì)標(biāo)高(m)出口樁號(hào)出口設(shè)計(jì)標(biāo)高(m)長(zhǎng)度(m)備注1縉云山隧道K2+262305.87K5+010309.822748分離式Y(jié)K2+275305.95YK4+956310.0826812云霧山隧道K18+150.9354.9K21+510287.713359.1分離式Y(jié)K18+150354.92YK21+480288.3033303巴岳山隧道K32+090345.428K35+290307.0863200分離式Y(jié)K32+040345.178YK35+287.81307.1183247.814九頂山隧道K46+460351.637K47+880387.1581420分離式Y(jié)K46+495352.395YK47+881.23387.1791386.23沿線主要隧道表2隧址區(qū)工程地質(zhì)條件

成渝高速路復(fù)線隧道隧址區(qū)地形、地貌受地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性的控制明顯，具有構(gòu)造剝蝕-溶蝕顯著特征，山脈走向與構(gòu)造線方向一致，形成“一山三嶺二槽”的特點(diǎn)，具典型的川東平行嶺谷景觀。隧址橫貫揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)重慶陷褶束華鎣山穹褶束的溫塘峽背斜、瀝鼻峽背斜和西山背斜，軸部地層為三疊系下統(tǒng)嘉陵江組（T1j）和三疊系中統(tǒng)雷口坡組（T2l）的可溶性碳酸鹽巖類，兩翼巖層由老至新依次出露三疊系上統(tǒng)須家河組（T3xj）和侏羅系下統(tǒng)的珍珠沖組（J1z）。隧道洞身工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件復(fù)雜，主要表現(xiàn)在嘉陵江組（T1j）和雷口坡組（T2l）巖溶較發(fā)育，含有鹽溶角礫巖，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，隧道開挖易發(fā)生突水、突泥事故，且洞身可溶巖段落發(fā)育斷層數(shù)條，斷層帶兩側(cè)巖溶發(fā)育、地下水豐富。另外，隧道洞身穿越煤礦采空區(qū)，易發(fā)生老窯突水、采空區(qū)崩塌以及瓦斯突出和煤塵爆炸等工程、水文地質(zhì)危害。此外隧道洞頂?shù)乇硭畮?kù)、水塘較多，生態(tài)環(huán)境復(fù)雜。

溫塘峽背斜

北碚向斜

瀝鼻峽背斜壁山向斜大廟向斜贏山向斜西山背斜河包場(chǎng)背斜大石堡向斜高升鎮(zhèn)背斜沿線隧道出露的基巖主要是三疊系地層。其中上統(tǒng)須家河組共分為6段，1、3、5為頁(yè)巖含煤地層；2、4、6段以砂巖為主。中統(tǒng)雷口坡組灰?guī)r與鹽溶角礫巖互層；下統(tǒng)嘉陵江共分為4段，隧道區(qū)主要為3、4段，以灰?guī)r為主。3隧道綜合合勘察方方法鑒于本線線隧道工工程地質(zhì)質(zhì)、水文文地質(zhì)條條件、環(huán)環(huán)境地質(zhì)質(zhì)條件均均較復(fù)雜雜，設(shè)計(jì)計(jì)和施工工均需采采取有效效的勘察察手段以以查清隧隧道洞身身工程地地質(zhì)和水水文地質(zhì)質(zhì)條件。。隧道初初勘主要要采用地地面調(diào)查查、鉆探探、波速速測(cè)井、、試驗(yàn)等等手段，，隧道詳詳勘采用用了遙感感判釋、、地面地地質(zhì)調(diào)查查、高密密度電法法、大地地電磁法法（EH4）、電測(cè)測(cè)深法、、綜合測(cè)測(cè)井及鉆鉆探驗(yàn)證證、井下下彩色電電視的綜綜合勘探探方法。。4遙感判釋釋及解釋釋利用LANDSAT7+ETM的衛(wèi)星遙遙感數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行判判釋，其其中TM7(R)、TM4(G)和TM1(B)波段組合合可以很很好地解解析該區(qū)區(qū)域地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造，，而TM5(R)、TM3(G)和TM2(B)的組合也也相當(dāng)好好。根據(jù)據(jù)地質(zhì)判判釋標(biāo)志志,分析測(cè)區(qū)區(qū)地形地地貌、地地層巖性性、地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造和和不良地地質(zhì)等對(duì)對(duì)隧道工工程的影影響。遙遙感成果果為下一一階段的的地質(zhì)調(diào)調(diào)繪工作作起宏觀觀指導(dǎo)作作用。結(jié)合區(qū)域域地質(zhì)資資料，在在云霧山山隧址區(qū)區(qū)發(fā)現(xiàn)了了1條區(qū)域地地質(zhì)資料料未揭示示，且延延伸長(zhǎng)度度較大（（約15km），穿越越隧道的的斷層。。由于斷斷層帶及及其附近近可能巖巖石破碎碎且富含含巖溶水水，施工工過程中中有可能能產(chǎn)生突突水、突突泥，因因此該斷斷層是地地質(zhì)調(diào)查查和物探探、勘探探的重點(diǎn)點(diǎn)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)調(diào)查，，縉云山山隧道出出口右洞洞的右側(cè)側(cè)存一沖沖溝，其其沖溝暴暴雨期水水量大，，沖刷能能力強(qiáng)，，最大日日降雨量量沙坪壩壩區(qū)2007年7月17日達(dá)266.6mm。沖溝山山坡局部部地段存存在采煤煤遺留的的煤矸石石和礦渣渣，存在在發(fā)生小小型泥石石流的危危險(xiǎn)，且且暴雨期期間沖溝溝水量較較大對(duì)洞洞口有一一定影響響。建議議線路整整體向南南平移15m，以避開開沖溝影影響。5地面地質(zhì)質(zhì)調(diào)查在對(duì)區(qū)域域資料詳詳細(xì)研究究和遙感感判釋的的基礎(chǔ)上上，確定定地面工工程地質(zhì)質(zhì)和水文文地質(zhì)調(diào)調(diào)查的重重點(diǎn)如下下。1)地層巖性性的分布布、特征征及時(shí)代代成因，，各地層層間的組組合關(guān)系系，重點(diǎn)點(diǎn)需查明明隧道兩兩側(cè)須家家河含煤煤地層的的具體分分布層位位和厚度度。2)褶皺及斷斷裂構(gòu)造造的分布布、規(guī)模模、性質(zhì)質(zhì)及對(duì)隧隧道工程程的影響響，節(jié)理理裂隙發(fā)發(fā)育特征征。3)開展大面面積的水水文地質(zhì)質(zhì)調(diào)繪，，結(jié)合水水文地質(zhì)質(zhì)鉆探、、試驗(yàn)及及物探等等其他勘勘察成果果，查明明地下水水的補(bǔ)給給、徑流流和排泄泄條件，，巖溶發(fā)發(fā)育規(guī)律律和水文文地質(zhì)條條件，可可能發(fā)生生突水、、突泥段段落，對(duì)對(duì)隧道的的富水性性進(jìn)行評(píng)評(píng)價(jià)，分分區(qū)段預(yù)預(yù)測(cè)隧道道的涌水水量。5地面地質(zhì)質(zhì)調(diào)查縉云山隧隧道詳勘勘共完成成1:1萬(wàn)水文地地質(zhì)調(diào)查查面積86Km2，實(shí)測(cè)地地質(zhì)剖面面6條。1:2000工程地質(zhì)質(zhì)調(diào)查2.8Km2；云霧山山隧道詳詳勘共完完成1:1萬(wàn)水文地地質(zhì)調(diào)查查面積42Km2，實(shí)測(cè)地地質(zhì)剖面面6條，1:2000工程地質(zhì)質(zhì)調(diào)查3.4Km2；巴岳山山隧道詳詳勘共完完成1:1萬(wàn)水文地地質(zhì)調(diào)查查面積42Km2，實(shí)測(cè)地地質(zhì)剖面面6條，1:2000工程地質(zhì)質(zhì)調(diào)查3.5Km2。5地面地質(zhì)質(zhì)調(diào)查通過調(diào)查查，查清清了須家家河1、3、5段地層的的含煤層層分布部部位和厚厚度，也也基本確確定了隧隧道采空空區(qū)的分分布特征征，并結(jié)結(jié)合煤礦礦采礦資資料，基基本查清清了隧址址區(qū)的采采空區(qū)狀狀況以及及對(duì)隧道道施工的的影響。。5地面地質(zhì)質(zhì)調(diào)查由于隧道道采空區(qū)區(qū)煤層厚厚度在20~80cm之間，開開采煤層層薄。埋埋深大、、規(guī)模小小。且分分別于分分布背斜斜兩翼，，其中上上統(tǒng)須家家河組一一、三、、五段為為含煤地地層，共共含煤層層、煤線線14層，其中中可采煤煤9層。分布布的煤層層雖然多多，但煤煤層的分分布不均均，煤層層名稱也也不統(tǒng)一一，有的的煤層在在局部地地段可采采，而在在有的礦礦區(qū)缺失失，厚度度變化大大，具有有極不穩(wěn)穩(wěn)定的特特點(diǎn)。且大部分分煤礦處處于關(guān)停停狀態(tài)，，開采年年代久遠(yuǎn)遠(yuǎn)，最早早于抗戰(zhàn)戰(zhàn)時(shí)期。。煤礦開開采資料料不全。。隧址區(qū)地地屬西南南山區(qū)，，植被茂茂密。地地質(zhì)調(diào)查查難度大大。針對(duì)以上上特點(diǎn)，，通過物物探手段段查明采采空區(qū)分分布難度度大，采采用鉆孔孔一方面面費(fèi)用高高，另一一方面布布置鉆孔孔難度大大，目標(biāo)標(biāo)性不強(qiáng)強(qiáng)。本線隧道道勘察采采用在1:2000工程地質(zhì)質(zhì)調(diào)查的的基礎(chǔ)上上，首先先詳細(xì)劃劃分隧址址各段地地層。在在此基礎(chǔ)礎(chǔ)上，尋尋找隧道道周圍道道路和露露頭較好好邊坡實(shí)實(shí)測(cè)地質(zhì)質(zhì)剖面，，推測(cè)含含煤地層層在隧址址區(qū)洞頂頂?shù)木唧w體部位，，再布置置槽探查查明含煤煤地層在在隧址的的具體位位置，結(jié)結(jié)合收集集資料推推測(cè)采空空區(qū)在隧隧道洞身身的分布布。5地面地質(zhì)質(zhì)調(diào)查根據(jù)以上上調(diào)查和和分析結(jié)結(jié)果，部部分地段段進(jìn)行鉆鉆孔驗(yàn)證證。全線共查查明隧道道穿越的的采空區(qū)區(qū)縉云山山8個(gè)；云霧霧山2個(gè)；巴岳岳山6個(gè)。截止2012年7月隧道施施工均穿穿越有采采空區(qū)地地段，實(shí)實(shí)際施工工情況與與地質(zhì)勘勘察報(bào)告告里程最最大誤差差20m。5地面地質(zhì)質(zhì)調(diào)查隧址區(qū)水水文地質(zhì)質(zhì)條件復(fù)復(fù)雜。隧隧址區(qū)內(nèi)內(nèi)背斜軸軸部為嘉嘉陵江組組地層，，地形上上呈巖溶溶槽谷，，背斜東東、西兩兩翼均為為須家河河組地層層形成的的山嶺，，將嘉陵陵江組地地層封閉閉于巖溶溶槽谷內(nèi)內(nèi)，其中中的頁(yè)巖巖為隔水水層，將將嘉陵江江組巖溶溶水封閉閉，使之之成為一一個(gè)獨(dú)立立、封閉閉的水文文地質(zhì)單單元。背背斜軸部部嘉陵江江組灰?guī)r巖直接出出露于巖巖溶槽谷谷，該槽槽谷為地地下水補(bǔ)補(bǔ)給天窗窗，主要要接受大大氣降和和地表水水補(bǔ)給，，槽谷兩兩側(cè)斜坡坡地帶接接受大氣氣降水補(bǔ)補(bǔ)給后，，一部分分在槽谷谷兩側(cè)以以泉點(diǎn)形形式排泄泄（為淺淺層地下下水強(qiáng)交交換區(qū)）），沿河河溝排出出槽谷外外。槽谷谷底部接接受大氣氣降水補(bǔ)補(bǔ)給后，，直接沿沿巖溶裂裂隙、落落水洞下下滲形成成地下水水，沿巖巖溶管道道運(yùn)移。。隧道施施工過程程中易產(chǎn)產(chǎn)生突水水、突泥泥，且易易造成地地表塌陷陷等地質(zhì)質(zhì)災(zāi)害。。另外隧隧址背背斜兩翼翼富含層層間承壓壓孔隙裂裂隙水。。含水巖巖組主要要為三疊系上上統(tǒng)須家家河組二二段、四四段、六六段的長(zhǎng)長(zhǎng)石石英英砂巖、、長(zhǎng)石巖巖屑砂巖巖，間夾夾有第一一、三、、五段煤煤系地層層隔水層層。5地面地質(zhì)質(zhì)調(diào)查另外隧隧址背背斜兩翼翼富含層層間承壓壓孔隙裂裂隙水。。含水巖巖組主要要為三疊系上上統(tǒng)須家家河組二二段、四四段、六六段的長(zhǎng)長(zhǎng)石石英英砂巖、、長(zhǎng)石巖巖屑砂巖巖，間夾夾有第一一、三、、五段煤煤系地層層隔水層層。5地面地質(zhì)質(zhì)調(diào)查通過1:10000區(qū)域水文文地質(zhì)調(diào)調(diào)查，調(diào)調(diào)查范圍圍為隧址址區(qū)巖溶溶水文地地質(zhì)單元元。調(diào)查沿線巖溶分分布、規(guī)模特征和和發(fā)育規(guī)律。查明明可溶巖的巖性、、分布范圍，巖層層產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造造特征、節(jié)理裂隙隙發(fā)育程度、可溶溶巖與非可溶巖的的接觸界線，巖溶溶區(qū)地形地貌特征征、地表及地下主主要巖溶形態(tài)、規(guī)規(guī)模大小、分布特特點(diǎn)，巖溶水類型型、埋藏條件、補(bǔ)補(bǔ)給徑流排泄條件件，地下水露頭位位置、標(biāo)高和流量量，地下水與地表表水的相互關(guān)系、、水力聯(lián)系程度及及其常年動(dòng)態(tài)變化化情況等。確定了了隧址區(qū)巖溶發(fā)育育的垂直分帶特征征。查清了隧址址區(qū)的水文地質(zhì)條條件。通過鉆孔進(jìn)行的抽抽水試驗(yàn)和壓水試試驗(yàn)確定的水文地地質(zhì)參數(shù)，為隧道道涌水量預(yù)測(cè)提供供了較為準(zhǔn)確的水水文地質(zhì)依據(jù)。6綜合物探通過對(duì)隧址區(qū)工程程、水文地質(zhì)、地地形等條件分析，，結(jié)合本路線方案案的特點(diǎn)、地質(zhì)環(huán)環(huán)境特征及各方法法應(yīng)用的地質(zhì)地球球物理前提，確定定綜合物探主要采采用了高密度電法法、大地電磁法（（EH4）2種方法貫通，且配配合電測(cè)深法、綜綜合測(cè)井、井內(nèi)彩彩色電視等多種方方法，取得顯著的的效果。重點(diǎn)部位位的綜合物探異常常經(jīng)鉆孔驗(yàn)證均較較為準(zhǔn)確。6綜合物探縉云山隧道左線視視電阻率反演斷面面圖縉云山隧道右線視視電阻率反演斷面面圖6綜合物探縉云山隧道左線K3+000-K4+000視電阻率反演斷面面圖6綜合物探電測(cè)深工作采用四四極測(cè)深裝置，AB/2=5m、10m、15m、20m、30m、40m、50m、60m、70m、60m、70m、80m、90m、110m、130m、150m、170m、190m、210m、250m、300m，MN/2=2m、10m。根據(jù)高密度電法法以及大地電磁法法（EH4）發(fā)現(xiàn)的斷層破碎碎帶部位，電測(cè)深深法分別在隧道中中線、兩側(cè)斷層破破碎帶各布置1條測(cè)線。電測(cè)深法法探查結(jié)果，進(jìn)一一步具體確定破碎碎帶與隧道的關(guān)系系，為鉆孔驗(yàn)證較較為準(zhǔn)確的確定了了孔位。云霧山隧隧道電測(cè)深法電阻阻率反演結(jié)果如圖圖所示。6綜合物探綜合測(cè)井的測(cè)量曲曲線有電阻率曲線線、自然電位曲線線、聲速曲線、自自然伽馬曲線、井井溫及井徑曲線。。綜合各測(cè)井曲線在在不同地層中所表表現(xiàn)出的物性特征征、曲線變化形態(tài)態(tài)、幅值大小、物物性數(shù)值變化范圍圍，并結(jié)合鉆探資資料來劃分地層，，判斷構(gòu)造，確定定巖體完整性和風(fēng)風(fēng)化程度，大致了了解含水層部位。。完整灰?guī)r電阻率較較高,電阻率曲線形態(tài)以以面包狀、平緩狀狀、山峰形、鋸齒齒形等多形態(tài)反映映，聲波曲線呈低低幅震蕩狀。自然然伽瑪曲線在低電電阻率處較高，在在高阻處較低。溶溶蝕破碎巖體的電電阻率低，聲波曲曲線呈雜亂的“梳梳”狀低異常反映映，一般伴有擴(kuò)徑徑現(xiàn)象。綜合測(cè)井的定性解解釋通常采用2種或2種以上的測(cè)井參數(shù)數(shù)。在套管內(nèi)或水水位以上采用放射射性曲線和井徑曲曲線并結(jié)合鉆探資資料進(jìn)行定性判斷斷。在套管、水位位以下，采用聲波波速度、電阻率、、自然伽瑪、井徑徑等參數(shù)并結(jié)合鉆鉆探資料進(jìn)行綜合合判斷。根據(jù)鉆孔聲波曲線線并結(jié)合鉆探取心心巖塊的波速，可可定量評(píng)價(jià)隧道洞洞身圍巖的完整程程度，為隧道圍巖巖分級(jí)定量提供依依據(jù)。綜合測(cè)井分析得到到的地層深度、厚厚度、含水層部位位與鉆探取芯結(jié)果果比較吻合。另外通過巖體聲波波測(cè)試和實(shí)驗(yàn)室?guī)r巖樣聲波測(cè)試，可可以判定巖體的完完整性系數(shù)，計(jì)算算隧道圍巖的基本本質(zhì)量指標(biāo)。定量量評(píng)價(jià)隧道圍巖級(jí)級(jí)別。6綜合物探6綜合物探通過鉆孔內(nèi)彩色電電視攝像，清晰地地顯示出隧址區(qū)巖巖溶發(fā)育段落巖溶溶發(fā)育的規(guī)律，其其主要為垂直巖溶溶裂隙和順層溶蝕蝕現(xiàn)象發(fā)育，未發(fā)發(fā)現(xiàn)較大的溶洞。須家河砂巖也節(jié)節(jié)理、裂隙發(fā)育。。6綜合物探云霧山5號(hào)鉆孔59.6米處溶蝕裂隙、巖巖石破碎，巖性為為嘉陵江三段灰?guī)r巖縉云山2號(hào)鉆孔121米處張開裂隙巖石石