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[摘 要]该隧道位于六盘水市麒麟山,入口接六盘水市钟山区汪水路,穿过坡体为六盘水市麒麟山。本文分析了其工程地质条件,在综合确定其力学参数的基础上,对其工程地质条件进行分析评价,并结合其特点对合理施工提出了建议。
[关键词]隧道;工程地质条件;施工
中图分类号:P642 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)15-0194-01
一、前言
该隧道位于六盘水市麒麟山,入口接六盘水市钟山区汪水路,穿过坡体为六盘水市麒麟山,隧道出口接六盘水市城市内环快线豆腐山互通,隧道起止里程桩号:K0+170.000~K1+525.000为双拱六车道隧道,隧道高6m,隧道总宽度为14.25m,行车道净宽11.50m,最大埋深约203.32m,设置为洞口小净距、洞身分离式。隧道双洞长1350.00m(属长隧道)。
二、隧址区工程地质条件
2.1 地形、地貌
隧址区地处峰从谷地区,地貌类型属复杂多样的构造侵蚀~溶蚀山原地貌,隧道穿过的山体基岩局部出露地表,地形坡度约30~70o,拟建场地南低北高,地面高程1826.22~2019.02m,相对高差192.8m,,地表多被素填土及植被覆盖,南段局部植被相对较发育。
2.2 气候、地震
按照贵州省工程建设地方标准《贵州省建筑气象标准》(黔DBJ22-01-89),贵州六盘水地区气候属云贵高原气候,夏湿春干气候区。
按《公路桥梁抗震设计细则》JTG/TB02-01-2008桥位区抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,场地类别I1,地震分组二组,特征周期0.35s。
2.3 地层岩性
拟建隧址区岩性为二叠系下统栖霞组(P1q)中至厚层状石灰岩,二叠系下统梁山组(P1l)中至厚层状石英砂岩、碳质页岩。
2.4 地质构造
F84断层从隧址区K0+700处穿过,断层为正断层,断层产状为158°∠75°,岩层产状为3~20°∠40~325°。隧址区岩体构造节理、裂隙较发育,岩体较破碎,多为方解石细脉及铁锰质充填,胶结较好,此断层为非活动性断层。
三、水文地质条件
隧址区地表水系不发育,区内地表水主要为大气降水,地表水通过表层松散土层及岩体节理裂隙下渗补给地下水。
隧址区下伏基岩为中至厚状石灰岩、石英砂岩、碳质页岩,地下水属岩溶裂隙水,未见井、泉出露。根据本次勘探钻孔成果资料,现场用地下水位简易方法測试(钻孔结束24小时以后对个钻孔进行钻孔简易抽水,均未见地下水水位),各勘探钻孔均为干孔,因此地下水位埋藏较深,地下水对隧道开挖影响不大。
四、物理力学指标及地基持力层承载力
4.1 岩土物理力学指标
1、素填土
本次研究揭露场区分布的素填土结构松散不均,成分复杂。故本次勘察未对该层土体采集样品试验。
2、岩石
(1)强风化石灰岩
本次勘探因强风化岩体节理、裂隙极为发育,在钻探施工过程中岩体受机械扰动破碎,岩芯成为砂状,故本次勘察未能采集强风化岩体试样。根据已有地区经验及工程类比经验,并结合外业勘察资料,建议强风化石灰岩地基承载力基本容许值:[fa0]=500kPa(经验值)。
(2)中风化石灰岩
本次勘探中风化石灰岩节理较发育,岩芯呈柱状、短柱状及碎块状。
根据《工程岩体分极标准》中的岩体结构面抗剪强断峰值强度表,岩体坚硬程度属较硬岩,结构面结合一般,建议岩体结构面的抗剪强度参数:c=120kPa、ф=29°。
(3)中风化石英砂岩
本次勘探中风化石英砂岩节理较发育,岩芯呈柱状、短柱状及碎块状。故此次勘探采集24件中风化石英砂岩岩样进行岩石饱和单轴抗压强度试验及声波试验,根据试验成果资料,饱和单轴抗压强度标准值。
根据计算成果,按《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63—2007)中的第3.3.3条及《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)中的第5.2.6条规定及岩体完整程度为较破碎岩体。结合地区经验及钻探成果资料,考虑到施工因素、风化作用、岩体节理裂隙切割严重等不可预见因素,折减系数φ=0.15 ,经计算地基承载力特征值:fa=3714.0 kPa,建议地基承载力基本容许值:[fa0]=3000 kPa。
根据《工程岩体分极标准》中的岩体结构面抗剪强断峰值强度表,岩体坚硬程度属较软岩,结构面结合一般,建议岩体结构面的抗剪强度参数:c=100kPa、ф=23o
五、隧道岩土工程地质评价及建议
5.1 场地稳定性与适宜性
隧址区穿过的山体山形比较完整,隧道通过地段无滑坡、崩塌、地裂等不良地质现象。岩体中节理裂隙以隐节理为主,延伸性差,多呈闭合状态,未发现应力异常。区内下伏基岩为石灰岩、石英砂岩、碳质页岩,根据钻探成果资料显示,桩号K0+725~K1+000间夹薄煤层,建议施工方在开挖过程中应进行瓦斯监测。隧址区地下水文地质条件简单,区内地下水位均低于隧道底板以下,对隧道施工无影响。场地稳定,适宜建设。
5.2 水文地质评价
隧址区地下水位埋藏较深,均位于隧道底板以下,本次勘探未能揭露地下水位,地下水对隧道开挖施工无影响。场区在雨季施工,地表水沿岩体节理裂隙下渗可会对隧道开挖有一定的影响,因此隧道开挖施工在雨季应做好地表水的引排水工作。
5.3 不良地质评价
根据钻探成果资料,隧道进出口开挖后其自然边坡稳定性较差,桩号K0+725~K1+000间夹薄煤层,建议施工方在开挖过程中应进行瓦斯监测;其次隧址区地处石灰岩破碎区,在破碎、较破碎处,由于石灰岩、石英砂岩透水性好,碳质页岩遇水软化,在开挖过程中掌子面岩体易发生剥落、崩塌。
5.4 隧道进出口位置稳定性评价
隧道进口段:山体坡度7o~36o之间,比较平缓,覆盖层分布较薄,对隧道进口成洞条件有利,其自然边坡稳定性较差,隧洞开挖时需对其进行喷锚支护处理,并修建天沟、截水沟搞好上部地表水的引排水工作。下部岩体岩质较坚硬,岩层产状平缓,岩层产状250°∠20°,岩层产状平缓,利于边坡稳定。
隧道出口段:山体坡度在10o~30o之间,比较平缓,对隧道进口成洞条件有利,其自然边坡稳定性差,隧洞开挖时需对其进行喷锚支护处理,并修建天沟、截水沟搞好上部地表水的引排水工作。下部岩体岩质较坚硬,岩层产状平缓,岩层产状40°∠15°,岩层产状平缓,利于边坡稳定。
六、结论及建议
由于隧道进出口段开挖形成的自然边坡稳定性差,因此隧道进口在开挖施工阶段必须做好边坡支护处理,以避免造成岩质边坡垮塌从而严重影响隧道的稳定性及安全性。隧道进、出口段在施工开挖过程中必须及时做好坡面及其顶面的引排水工作,以避免地表水下渗影响隧道进、出口边坡稳定安全及隧道施工工作。隧道开挖施工严格按照施工规范程施工,施工过程中如出现意外情况,请及时与我院联系,以便我院协同有关人员共同解决,从而确保该工程地质与施工安全。
参考文献
[1] 袁勇,王胜辉,章勇武,杜小平,杜国平.双连拱隧道中墙力学行为研究[J].岩石力学与工程学报.2003(S1).
[2] 林刚,何川.连拱公路隧道施工方法模型试验研究[J].现代隧道技术. 2003(06).
[3] 《岩土工程勘察规范》,GB50021-2001.
[关键词]隧道;工程地质条件;施工
中图分类号:P642 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)15-0194-01
一、前言
该隧道位于六盘水市麒麟山,入口接六盘水市钟山区汪水路,穿过坡体为六盘水市麒麟山,隧道出口接六盘水市城市内环快线豆腐山互通,隧道起止里程桩号:K0+170.000~K1+525.000为双拱六车道隧道,隧道高6m,隧道总宽度为14.25m,行车道净宽11.50m,最大埋深约203.32m,设置为洞口小净距、洞身分离式。隧道双洞长1350.00m(属长隧道)。
二、隧址区工程地质条件
2.1 地形、地貌
隧址区地处峰从谷地区,地貌类型属复杂多样的构造侵蚀~溶蚀山原地貌,隧道穿过的山体基岩局部出露地表,地形坡度约30~70o,拟建场地南低北高,地面高程1826.22~2019.02m,相对高差192.8m,,地表多被素填土及植被覆盖,南段局部植被相对较发育。
2.2 气候、地震
按照贵州省工程建设地方标准《贵州省建筑气象标准》(黔DBJ22-01-89),贵州六盘水地区气候属云贵高原气候,夏湿春干气候区。
按《公路桥梁抗震设计细则》JTG/TB02-01-2008桥位区抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,场地类别I1,地震分组二组,特征周期0.35s。
2.3 地层岩性
拟建隧址区岩性为二叠系下统栖霞组(P1q)中至厚层状石灰岩,二叠系下统梁山组(P1l)中至厚层状石英砂岩、碳质页岩。
2.4 地质构造
F84断层从隧址区K0+700处穿过,断层为正断层,断层产状为158°∠75°,岩层产状为3~20°∠40~325°。隧址区岩体构造节理、裂隙较发育,岩体较破碎,多为方解石细脉及铁锰质充填,胶结较好,此断层为非活动性断层。
三、水文地质条件
隧址区地表水系不发育,区内地表水主要为大气降水,地表水通过表层松散土层及岩体节理裂隙下渗补给地下水。
隧址区下伏基岩为中至厚状石灰岩、石英砂岩、碳质页岩,地下水属岩溶裂隙水,未见井、泉出露。根据本次勘探钻孔成果资料,现场用地下水位简易方法測试(钻孔结束24小时以后对个钻孔进行钻孔简易抽水,均未见地下水水位),各勘探钻孔均为干孔,因此地下水位埋藏较深,地下水对隧道开挖影响不大。
四、物理力学指标及地基持力层承载力
4.1 岩土物理力学指标
1、素填土
本次研究揭露场区分布的素填土结构松散不均,成分复杂。故本次勘察未对该层土体采集样品试验。
2、岩石
(1)强风化石灰岩
本次勘探因强风化岩体节理、裂隙极为发育,在钻探施工过程中岩体受机械扰动破碎,岩芯成为砂状,故本次勘察未能采集强风化岩体试样。根据已有地区经验及工程类比经验,并结合外业勘察资料,建议强风化石灰岩地基承载力基本容许值:[fa0]=500kPa(经验值)。
(2)中风化石灰岩
本次勘探中风化石灰岩节理较发育,岩芯呈柱状、短柱状及碎块状。
根据《工程岩体分极标准》中的岩体结构面抗剪强断峰值强度表,岩体坚硬程度属较硬岩,结构面结合一般,建议岩体结构面的抗剪强度参数:c=120kPa、ф=29°。
(3)中风化石英砂岩
本次勘探中风化石英砂岩节理较发育,岩芯呈柱状、短柱状及碎块状。故此次勘探采集24件中风化石英砂岩岩样进行岩石饱和单轴抗压强度试验及声波试验,根据试验成果资料,饱和单轴抗压强度标准值。
根据计算成果,按《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63—2007)中的第3.3.3条及《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)中的第5.2.6条规定及岩体完整程度为较破碎岩体。结合地区经验及钻探成果资料,考虑到施工因素、风化作用、岩体节理裂隙切割严重等不可预见因素,折减系数φ=0.15 ,经计算地基承载力特征值:fa=3714.0 kPa,建议地基承载力基本容许值:[fa0]=3000 kPa。
根据《工程岩体分极标准》中的岩体结构面抗剪强断峰值强度表,岩体坚硬程度属较软岩,结构面结合一般,建议岩体结构面的抗剪强度参数:c=100kPa、ф=23o
五、隧道岩土工程地质评价及建议
5.1 场地稳定性与适宜性
隧址区穿过的山体山形比较完整,隧道通过地段无滑坡、崩塌、地裂等不良地质现象。岩体中节理裂隙以隐节理为主,延伸性差,多呈闭合状态,未发现应力异常。区内下伏基岩为石灰岩、石英砂岩、碳质页岩,根据钻探成果资料显示,桩号K0+725~K1+000间夹薄煤层,建议施工方在开挖过程中应进行瓦斯监测。隧址区地下水文地质条件简单,区内地下水位均低于隧道底板以下,对隧道施工无影响。场地稳定,适宜建设。
5.2 水文地质评价
隧址区地下水位埋藏较深,均位于隧道底板以下,本次勘探未能揭露地下水位,地下水对隧道开挖施工无影响。场区在雨季施工,地表水沿岩体节理裂隙下渗可会对隧道开挖有一定的影响,因此隧道开挖施工在雨季应做好地表水的引排水工作。
5.3 不良地质评价
根据钻探成果资料,隧道进出口开挖后其自然边坡稳定性较差,桩号K0+725~K1+000间夹薄煤层,建议施工方在开挖过程中应进行瓦斯监测;其次隧址区地处石灰岩破碎区,在破碎、较破碎处,由于石灰岩、石英砂岩透水性好,碳质页岩遇水软化,在开挖过程中掌子面岩体易发生剥落、崩塌。
5.4 隧道进出口位置稳定性评价
隧道进口段:山体坡度7o~36o之间,比较平缓,覆盖层分布较薄,对隧道进口成洞条件有利,其自然边坡稳定性较差,隧洞开挖时需对其进行喷锚支护处理,并修建天沟、截水沟搞好上部地表水的引排水工作。下部岩体岩质较坚硬,岩层产状平缓,岩层产状250°∠20°,岩层产状平缓,利于边坡稳定。
隧道出口段:山体坡度在10o~30o之间,比较平缓,对隧道进口成洞条件有利,其自然边坡稳定性差,隧洞开挖时需对其进行喷锚支护处理,并修建天沟、截水沟搞好上部地表水的引排水工作。下部岩体岩质较坚硬,岩层产状平缓,岩层产状40°∠15°,岩层产状平缓,利于边坡稳定。
六、结论及建议
由于隧道进出口段开挖形成的自然边坡稳定性差,因此隧道进口在开挖施工阶段必须做好边坡支护处理,以避免造成岩质边坡垮塌从而严重影响隧道的稳定性及安全性。隧道进、出口段在施工开挖过程中必须及时做好坡面及其顶面的引排水工作,以避免地表水下渗影响隧道进、出口边坡稳定安全及隧道施工工作。隧道开挖施工严格按照施工规范程施工,施工过程中如出现意外情况,请及时与我院联系,以便我院协同有关人员共同解决,从而确保该工程地质与施工安全。
参考文献
[1] 袁勇,王胜辉,章勇武,杜小平,杜国平.双连拱隧道中墙力学行为研究[J].岩石力学与工程学报.2003(S1).
[2] 林刚,何川.连拱公路隧道施工方法模型试验研究[J].现代隧道技术. 2003(06).
[3] 《岩土工程勘察规范》,GB50021-2001.