梅花山隧道地质调查报告_中梁山地质调查报告
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编号：GZ-梅花山-01 谷竹高速公路土建施工第15标段梅花山隧道
隧道地质调查报告
2010年第012期【总第012期】
中国科学院武汉岩土力学研究所
湖北谷竹高速公路隧道超前地质预报与监控量测咨询项目经理部
二〇一一年一月十七日
中国中国科学院武汉岩土力学研究所
湖北省谷竹高速公路隧道施工超前地质
INSTITUTE OF ROCK AND SOIL MECHANICS, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES 预报与监控量测咨询服务地质调查报告
1.1 隧道概况
本隧道位于十堰市房县青峰镇梅花山村附近，隧道轴线方向约262°，呈东西向展布。左洞起讫桩号为ZK81+430～ZK82+430，全长1000m，最大埋深约126.5m；右洞起讫桩号为YK81+430～YK82+442，全长1012m，最大埋深约130.2m，属于长隧道。
1.2 地形地貌
隧址区地貌单元属构造剥蚀的低山地区，隧道穿越段地面标高在401.2～528.3m。地形上表现为山顶较平缓，进、出洞口坡面较陡，坡度约30°～40°，进口处人为活动较大，岩体风化严重，因修筑乡村公路，有较厚的填土，出洞口山坡植被发育，水土保持较较好，植被主要为灌木。隧道进、出口均有村级路与省道S305 相连，交通较便利。
(1)YK81+430~YK81+780（ZK81+430~ZK81+760）段
本段长350m，为隧道进口段，由出露、揭露的围岩可发现本段岩体破碎，自稳能力差。隧道进口段仰坡较为陡峻，坡度约为40°~45°，坡面表层残坡积土层覆盖，滚石较多，坡面上植被茂盛（如图1所示）。进口左幅有一冲沟，沟内植被茂盛，滚石较多，土质疏松，雨季时地表水汇集于洞口，应加强疏排措施（如图2所示）。右幅右上方有一冲沟，受地表径流冲刷严重，植被不甚发育，雨季时地表水汇集于右洞洞口（如图3所示），施工时应及时采取措施，其上方有一村级公路，村级公路上方为农耕田，土质疏松，坡积土覆盖厚度较大（如图4所示）；有基岩出露，为强~中风化片岩，产状25°∠41°，呈灰绿色，岩体节理裂隙发育，较破碎（如图5所示）。进口右幅右侧有溪水流过（如图6所示）。中国中国科学院武汉岩土力学研究所
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图1 梅花山隧道进口段仰坡
图2 梅花山隧道进口左幅左侧冲沟中国中国科学院武汉岩土力学研究所
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图3梅花山隧道进口段右幅右上方冲沟
图4 梅花山隧道进口农耕田中国中国科学院武汉岩土力学研究所
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图5 梅花山隧道进口段出露基岩
图6梅花山隧道进口段右幅右侧小溪中国中国科学院武汉岩土力学研究所
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(2)YK81+780~YK82+220(ZK81+760~ZK82+220)段
本段全长440m，沿隧道走线方向，地形表现为先下坡至谷底，再由谷底上坡至山顶，下坡坡度约40°~45°，坡面上植被茂盛，滚石较多，基岩出露（如图7所示）。距左幅洞身左侧约10~16m有一冲沟（如图8所示），沟内植被茂盛，土质疏松；其右侧还存在一小冲沟，沟内植被茂盛，土质松散；两个冲沟下方有一冲沟，沟内碎石、块石较多，植被较发育，其下方有居民房；谷底有一乡村道路，该道路宽约3~4m，与隧道轴线近呈垂直状态。道路内侧边坡有基岩揭露、出露（如图9所示），为强-中风化片岩，呈褐黄色，局部被铁氧化成红褐色，变晶结构，片状构造，岩体破碎，节理裂隙发育，存在2组明显剪节理：①产状149°∠62°，延展长度约为0.3~0.6m，裂隙发育，裂隙宽约0.002~0.003m，隙间由粘性土充填；②产状46°∠77°，延展长度约为0.4~0.7m，裂隙发育，裂隙宽约0.002~0.004m，隙间粘性土充填。谷底地表水很发育（如图10所示），主要为基岩裂隙水流出形成，雨季可能受冲沟汇流影响，影响隧道施工。上坡坡坡度约为45°~50°，植被较发育，滚石较多。
图7 YK82+220至谷底段滚石、出露基岩中国中国科学院武汉岩土力学研究所
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图8右幅洞身左侧约10~16m有冲沟
图9 ZK82+040（YK82+050）处乡村道路及其内侧边坡基岩揭露情况中国中国科学院武汉岩土力学研究所
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图10 谷底地表水流
(3)YK82+220~YK82+442(ZK82+220~ZK82+440)段
本段全长222m，为隧道出口段，地形表现为下坡路段，坡度约为30°~40°，本段山体上部植被发育，第四系覆盖层较厚，山体下部隧道开挖（如图11所示），洞口两侧山体基岩出露、揭露，薄片状，呈褐黄色，局部铁质氧化，节理、裂隙较发育，出露基岩片理产状：357°∠35°，节理产状：252°∠65°（如图12所示）。未见明显地表水、地下水。在该段区域内，隧道洞身之间有一冲沟，该冲沟与隧道走向几乎平行。沟内植被发育，沟底坡度约为25°~30°，偶见块石、碎石。下方有居民居住，隧道施工时可能会对居民房造成影响。本段存在一断层破碎带，与隧道走向呈小角度相交，且本段处于浅埋段，岩体破碎，因此亦需考虑在隧道施工扰动下产生的掉块、滑塌等不良地质现象。由于隧道施工扰动、爆破震动，右幅洞口上方产生裂缝（如图13所示），长约7~10m，宽约4~7cm，应及时采取措施。中国中国科学院武汉岩土力学研究所
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图11梅花山隧道出口段洞口情况
图12梅花山隧道出口段洞口揭露、出露基岩中国中国科学院武汉岩土力学研究所
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图13梅花山隧道出口段右幅洞口上方开裂情况
1.3 地层岩性
隧址区出露、揭露的地层主要为第四系全新统残坡积（Q4el+dl）含碎块石粉质粘土及元古界武当群（Pt2Wb）片岩，具体分述如下：
第四系覆盖层：含碎块石粉质粘土（Q4el+dl）：褐黄色，主要为粉质黏土及片岩碎石、块石等，钻探揭示厚度约0～20.6m。
基岩及其风化层：强风化片岩（Pt2Wb）：灰白色，变晶结构，片状构造，主要矿物成分为石英、云母，裂隙发育，钻探揭示最大厚度22.5m。
中风化片岩（Pt2Wb）：灰绿色，变晶结构，片状构造，主要矿物成分为石英、云母等，裂隙较发育，隙面铁质氧化物渲染，岩芯多呈短柱状和块状，采取率约为46%，RQD值为0%，最大揭露厚度27.8m（未揭穿）。
1.4 水文地质条件
隧址区地表水系不发育，主要为大气降水形成的地表面流及山体沟谷内的季节性流水等，水量受季节性影响变化较大，其自然排泄畅通，对隧道施工影响较小。但雨季地表面流冲刷边、仰坡，对隧道施工有一定影响。
隧址区地下水类型主要为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水。松散岩类孔隙水主中国中国科学院武汉岩土力学研究所
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要赋存于第四系松散堆积物中，处于斜坡地带，分布不稳定，总体厚度较小，受大气降水补给，贮水条件较差，易渗透流失，仅季节性有水，对隧道施工影响较小。基岩裂隙水赋存于基岩裂隙中，主要受大气降水补给，并受岩石完整性及裂隙开启程度制约，沿基岩风化裂隙、构造裂隙等向地势低凹处呈脉状、线状排泄，水量一般较贫乏。
在隧道洞口浅埋段，由于分布有第四系覆盖层且基岩风化裂隙发育，地下水的补给条件较好，受降水影响在雨季开挖时可能存在滴水、渗水现象。根据水分析试验资料，隧址区地表水、地下水对混凝土无腐蚀性。
1.5 构造地质条件
隧址区在大地构造上位于南秦岭构造带内，且处于武当山复背斜南翼。隧址区主要出露元古界武当群（Pt2Wb）片岩，片理产状355°∠44°，节理裂隙较发育。节理裂隙较发育，经地质调查发现2组较明显节理，分述如下：①产状149°∠62°，延展长度约为0.3~0.6m，裂隙发育，裂隙宽约0.002~0.003m，隙间由粘性土充填；②产状46°∠77°，延展长度约为0.4~0.7m，裂隙发育，裂隙宽约0.002~0.004m，隙间粘性土充填。
1.6 不良地质现象
从现场地质调查情况来看，本隧道进、出口段因人类活动频繁，对天然山体造成不同程度的破坏，经过断层破碎带时及地下水下渗段对隧道施工造成影响，其他无明显不良地质情况，故从以下几个方面来分析梅花山隧道施工过程中可能出现的不良情况。
(1)岩体滑塌及掉块
隧道出口段地处浅埋段，经过断层破碎带，且地下水发育，因此需加强支护，防止地表土体因施工而发生扰动。
出口段仰坡为关注的重点，岩体破碎，自稳能力差，且处于浅埋段，人类活动频繁，岩体裸露，土质疏松，易因施工扰动而产生滑塌，建议此段加强支护，早封闭、勤量测，仰拱、二衬应及时跟进。
此外，从地质调查情况来看，出口段经过断层破碎带，且在此段段形成较厚碎块石土覆盖层，因此需注意出口处覆盖层的处理及加强支护措施。中国中国科学院武汉岩土力学研究所
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(2)地下水
经过对YK81+970~YK82+090(ZK81+950~ZK82+090)段地表水发育，得出该段地下水较为丰富，主要为基岩裂隙水，在对本段施工时，裂隙水可能下渗，对施工带来一些不利影响，因此建议施工时做好防排水措施，同时加强支护。
1.7 预报与监测工作重点
(1)超前预报工作
本隧道进、出口仰坡较为陡峻，岩体破碎，且地下水较为发育，建议短进尺、弱爆破，必要时最好采用人工开挖，同时，要做好地层岩性和岩体破碎程度记录，为后续洞身开挖提供超前预报信息。
在裂隙水较发育段，要及时观测洞身渗水情况，以免渗水给洞身支护带来不利影响。
(2)变形监测
在隧道沿线，尤其是在进、出口段要做到勤量测，及时掌握初期支护的变形趋势，为隧道设计和后续施工提供指导。
(3)地表观测
在出口仰坡处与出口段上部山体处要设置地表沉降观测点和山体表观位移观测点，动态分析开挖对山体带来的影响。同时也应重点观测施工对YK81+540（ZK81+540）处乡村道路的影响，避免对此道路的运营造成不良影响，影响居民正常生活。在出口段仰坡处要设置地表沉降观测点，及时掌握出口段地表处的围岩变形情况。
同时建议勤观测地表裂缝。
