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高速公路隧道初步勘察设计

新闻时间:2021-05-10 文章来源: 文章作者:ztcjjt

1.工程概述

该隧道位于贵州省遵义市永乐镇工农村,呈南-北向展布,设计为两条分离式单行直线隧道,设计洞身宽10.75m,洞高7.5米,属中隧道,隧道最大埋深约146米。隧道勘察工作严格按照技术要求执行,外业采用了地表调绘、钻探、物探(高密度电阻率法、浅震法)、声波测试、工程测量等手段,其进出口里程桩号见表1.1:

平面图

2.地层岩性

隧道区上覆地层为第四系残坡积(Q4el+dl)粉质粘土、碎石土,下伏基岩为三叠系下统夜郎组(T1y)灰岩、泥岩、钙质泥岩,分述如下:

①、粉质粘土:黄褐色,可塑,干强度中等,韧性中等,无光泽,无摇振反应,含约20%的碎石,上部0-0.3m为种植土。[fa0]=150kPa,qik=45kPa。

①1、碎石土:杂色,碎石主要成分为灰岩、泥岩,粒径3-5cm,碎石含量约60%,结构松散。[fa0]=200kPa,qik=50kPa。

②2、强风化灰岩:灰色,灰白色,碎裂结构,薄至中厚层状构造,节理裂隙发育,岩体较破碎,岩质较硬,岩芯呈短柱状,柱长5-20cm,采取率约70%。[fa0]=500kPa,qik=160kPa。

②3、中风化灰岩:灰褐色,岩芯呈块状、柱状,块径为6-8cm,柱长为8-10cm,节理裂隙较发育,隐晶质结构,层状构造,主要矿物成分为方解石,锤击不易碎,钻进速度为1.5米/小时。[fa0]=2000kPa。

③2、强风化钙质泥岩:灰色,碎裂结构,薄至中层状构造,节理裂隙发育,岩体较破碎,岩质软,岩芯呈碎块、短柱状,采取率80%。[fa0]=350kPa,qik=80kPa。

③3、中风化钙质泥岩:紫红色、深灰色,泥质结构,层状构造,节理裂隙发育,岩体破碎。[fa0]=800kPa,qik=180kPa。

纵断面1
纵断面2
物探纵断

3.隧道围岩工程地质特征

根据围岩岩体的岩性、完整程度,风化状态、结构构造、节理裂隙发育情况及水文地质等定性特征,结合围岩岩体基本质量指标BQ计算值(公式:BQ=90+3Rc+250Kv。其中Rc: 单轴饱和抗压强度指标;Kv:岩体完整性系数),并根据地下水、软弱结构面、高初始应力进行修正,计算出围岩岩体基本质量指标修正值[BQ](公式:[BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)。其中K1:地下水影响修正系数;K2:主要软弱结构面产状影响修正系数;K3:初始应力状态影响修正系数),综合考虑围岩定性特征与定量指标,对隧道区围岩级别进行了分段划分,详见围岩级别分区表(表3.1):

下面分段详细论述:

1)LZK7+052-LZK7+112、LK7+053-LK7+113段

属陡坡地貌,地形坡角在30°-36°。地表为①粉质粘土。②3中风化灰岩, Rc值取47.89MPa,Vpm=2435m/s,计算Kv值为0.31。地下水以第四系孔隙水及基岩裂隙水为主,水量随大气降水量及节理裂隙变化而变化,岩体节理裂隙发育,围岩富水性不均一,透水性较弱。洞口处围岩为软岩,岩体极破碎-较破碎,结构面极发育,碎、裂状结构,灰岩地下水修正系数K1=0.5,软弱结构面K2=0.2,不存在高应力,K3=0,计算[BQ]=241.17,属Ⅴ级围岩。隧道开挖时,围岩受振动易发生掉块,甚至塌落,建议采用锚喷挂网式联合支护,采取适当的防水、排水措施。

2)LZK7+112-LZK7+320、LK7+113-LK7+330段

该段围岩主要为中风化灰岩,岩石Rc值取47.89 MPa,Vpm=3185m/s;计算Kv值为0.53。地下水以基岩裂隙水为主,水量随大气降水量及节理裂隙变化而变化,围岩富水性不均一,透水性较弱。洞身处围岩为较坚硬岩,岩体较破碎,结构面较发育,结合一般,镶嵌碎裂结构,灰岩地下水修正系数K1=0.40,软弱结构面K2=0.20,不存在高应力,K3=0,计算[BQ]=306.17,属Ⅳ级围岩。隧道经过该段可能会产生突水、突泥等地质问题,应加强衬砌设计和超前地质预报;隧道开挖时,围岩受振动易发生掉块,甚至塌落,建议采用锚喷挂网式联合支护,采取适当的防水、排水措施。

3)LZK7+320-LZK7+540、LK7+330-LK7+552段

该段围岩主要为中风化钙质泥岩,岩石Rc值取21.0Mpa, Vpm=1803m/s;计算Kv值为0.43。地下水以构造裂隙水为主,水量随大气降水量及节理裂隙变化而变化,围岩富水性不均一,透水性较弱。洞身处围岩为较软岩,岩体较破碎,结构面发育,结合一般,碎、裂状结构,钙质泥岩地下水修正系数K1=0.30,软弱结构面K2=0.10,不存在高应力,K3=0,计算[BQ]=220.50,属Ⅴ级围岩。该区域位于向斜轴部地段,岩体破碎,地下水易富集,隧道经过该段可能会产生突水、突泥等地质问题,应加强衬砌设计和超前地质预报;隧道开挖时,围岩受振动易发生掉块,甚至塌落,建议采用锚喷挂网式联合支护,采取适当的防水、排水措施。

4)LZK7+540-LKZ7+640段、LK7+552-LK7+640

该段围岩主要为中风化灰岩,岩石Rc值取47.89 MPa,Vpm=2435m/s;计算Kv值为0.53。洞身处围岩为较坚硬岩,岩体较破碎,结构面较发育,结合一般,镶嵌碎裂结构,灰岩地下水修正系数K1=0.40,软弱结构面K2=0.2,不存在高应力,K3=0,计算[BQ]=306.17,属Ⅳ级围岩。隧道经过该段可能产生突水、突泥等地质问题;隧道开挖时,围岩受振动易发生掉块,甚至塌落,建议采用锚喷挂网式联合支护,采取适当的防水、排水措施。

5)LZK7+640-LZK7+714、LK7+640-LK7+712段

属陡坡地貌,地形坡角在17°-21°。地表为①粉质粘土。②3中风化灰岩,Rc值取47.89MPa,Vpm=2435m/s,计算Kv值为0.31。洞口处围岩为软岩,岩体极破碎-较破碎,结构面极发育,碎、裂状结构,地下水修正系数K1=0.5,软弱结构面K2=0.2,不存在高应力,K3=0,计算[BQ]=241.17,属Ⅴ级围岩。隧道开挖时,围岩受振动易发生掉块,甚至塌落,建议采用锚喷挂网式联合支护,采取适当的防水、排水措施。

4.建议

建议设计、施工者应依据实际开挖围岩情况,确定围岩级别,如果有变化,依据实际开挖情况宜适当调整,动态设计,动态施工;施工开挖时应进行超前地质预报,并根据预报结果调整施工工艺,采取超前预支护;开挖严格遵照“短进尺,紧支护,勤量测,早封闭”原则,严禁超挖、欠挖等不规范施工;建议在开挖过程中由专业地质工程师现场观测,根据实际围岩情况宜适当调整围岩级别,动态设计,动态施工。


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