11.成渝高速公路隧道綜合地質(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7遙感判釋及解釋4結(jié)語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)計時速120公里/小時、路基寬度34.5米的六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，實行全封閉、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前言項目單位數(shù)量備注1．路線長度公里78.6293．特大橋、大橋米/座7415.9/205．中橋米/座560/88．特長隧道米/座6624/29．長隧道米/座4081.5/211．互通式立交處7主要工程數(shù)量表1前言

1前言序號隧道名稱進(jìn)口樁號進(jìn)口設(shè)計標(biāo)高(m)出口樁號出口設(shè)計標(biāo)高(m)長度(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)乇硭畮臁⑺凛^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隧道綜綜合勘勘察方方法鑒于本本線隧隧道工工程地地質(zhì)、、水文文地質(zhì)質(zhì)條件件、環(huán)環(huán)境地地質(zhì)條條件均均較復(fù)復(fù)雜，，設(shè)計計和施施工均均需采采取有有效的的勘察察手段段以查查清隧隧道洞洞身工工程地地質(zhì)和和水文文地質(zhì)質(zhì)條件件。隧隧道初初勘主主要采采用地地面調(diào)調(diào)查、、鉆探探、波波速測測井、、試驗驗等手手段，，隧道道詳勘勘采用用了遙遙感判判釋、、地面面地質(zhì)質(zhì)調(diào)查查、高高密度度電法法、大大地電電磁法法（EH4）、電電測深深法、、綜合合測井井及鉆鉆探驗驗證、、井下下彩色色電視視的綜綜合勘勘探方方法。。4遙感感判判釋釋及及解解釋釋利用用LANDSAT7+ETM的衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行行判判釋釋，，其其中中TM7(R)、TM4(G)和TM1(B)波段段組組合合可可以以很很好好地地解解析析該該區(qū)區(qū)域域地地質(zhì)質(zhì)構(gòu)構(gòu)造造，，而而TM5(R)、TM3(G)和TM2(B)的組組合合也也相相當(dāng)當(dāng)好好。。根根據(jù)據(jù)地地質(zhì)質(zhì)判判釋釋標(biāo)標(biāo)志志,分析析測測區(qū)區(qū)地地形形地地貌貌、、地地層層巖巖性性、、地地質(zhì)質(zhì)構(gòu)構(gòu)造造和和不不良良地地質(zhì)質(zhì)等等對對隧隧道道工工程程的的影影響響。。遙遙感感成成果果為為下下一一階階段段的的地地質(zhì)質(zhì)調(diào)調(diào)繪繪工工作作起起宏宏觀觀指指導(dǎo)導(dǎo)作作用用。。結(jié)合合區(qū)區(qū)域域地地質(zhì)質(zhì)資資料料，，在在云云霧霧山山隧隧址址區(qū)區(qū)發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)了了1條區(qū)區(qū)域域地地質(zhì)質(zhì)資資料料未未揭揭示示，，且且延延伸伸長長度度較較大大（（約約15km），，穿穿越越隧隧道道的的斷斷層層。。由由于于斷斷層層帶帶及及其其附附近近可可能能巖巖石石破破碎碎且且富富含含巖巖溶溶水水，，施施工工過過程程中中有有可可能能產(chǎn)產(chǎn)生生突突水水、、突突泥泥，，因因此此該該斷斷層層是是地地質(zhì)質(zhì)調(diào)調(diào)查查和和物物探探、、勘勘探探的的重重點(diǎn)點(diǎn)。。結(jié)合合現(xiàn)現(xiàn)場場調(diào)調(diào)查查，，縉縉云云山山隧隧道道出出口口右右洞洞的的右右側(cè)側(cè)存存一一沖沖溝溝，，其其沖沖溝溝暴暴雨雨期期水水量量大大，，沖沖刷刷能能力力強(qiáng)強(qiáng)，，最最大大日日降降雨雨量量沙沙坪坪壩壩區(qū)區(qū)2007年7月17日達(dá)達(dá)266.6mm。沖沖溝溝山山坡坡局局部部地地段段存存在在采采煤煤遺遺留留的的煤煤矸矸石石和和礦礦渣渣，，存存在在發(fā)發(fā)生生小小型型泥泥石石流流的的危危險險，，且且暴暴雨雨期期間間沖沖溝溝水水量量較較大大對對洞洞口口有有一一定定影影響響。。建建議議線線路路整整體體向向南南平平移移15m，以以避避開開沖沖溝溝影影響響。。5地面面地地質(zhì)質(zhì)調(diào)調(diào)查查在對對區(qū)區(qū)域域資資料料詳詳細(xì)細(xì)研研究究和和遙遙感感判判釋釋的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上，，確確定定地地面面工工程程地地質(zhì)質(zhì)和和水水文文地地質(zhì)質(zhì)調(diào)調(diào)查查的的重重點(diǎn)點(diǎn)如如下下。。1)地層層巖巖性性的的分分布布、、特特征征及及時時代代成成因因，，各各地地層層間間的的組組合合關(guān)關(guān)系系，，重重點(diǎn)點(diǎn)需需查查明明隧隧道道兩兩側(cè)側(cè)須須家家河河含含煤煤地地層層的的具具體體分分布布層層位位和和厚厚度度。。2)褶皺皺及及斷斷裂裂構(gòu)構(gòu)造造的的分分布布、、規(guī)規(guī)模模、、性性質(zhì)質(zhì)及及對對隧隧道道工工程程的的影影響響，，節(jié)節(jié)理理裂裂隙隙發(fā)發(fā)育育特特征征。。3)開展展大大面面積積的的水水文文地地質(zhì)質(zhì)調(diào)調(diào)繪繪，，結(jié)結(jié)合合水水文文地地質(zhì)質(zhì)鉆鉆探探、、試試驗驗及及物物探探等等其其他他勘勘察察成成果果，，查查明明地地下下水水的的補(bǔ)補(bǔ)給給、、徑徑流流和和排排泄泄條條件件，，巖巖溶溶發(fā)發(fā)育育規(guī)規(guī)律律和和水水文文地地質(zhì)質(zhì)條條件件，，可可能能發(fā)發(fā)生生突突水水、、突突泥泥段段落落，，對對隧隧道道的的富富水水性性進(jìn)進(jìn)行行評評價價，，分分區(qū)區(qū)段段預(yù)預(yù)測測隧隧道道的的涌涌水水量量。。5地面面地地質(zhì)質(zhì)調(diào)調(diào)查查縉云云山山隧隧道道詳詳勘勘共共完完成成1:1萬水水文文地地質(zhì)質(zhì)調(diào)調(diào)查查面面積積86Km2，實實測測地地質(zhì)質(zhì)剖剖面面6條。。1:2000工程程地地質(zhì)質(zhì)調(diào)調(diào)查查2.8Km2；云云霧霧山山隧隧道道詳詳勘勘共共完完成成1:1萬水水文文地地質(zhì)質(zhì)調(diào)調(diào)查查面面積積42Km2，實實測測地地質(zhì)質(zhì)剖剖面面6條，，1:2000工程程地地質(zhì)質(zhì)調(diào)調(diào)查查3.4Km2；巴巴岳岳山山隧隧道道詳詳勘勘共共完完成成1:1萬水文地地質(zhì)調(diào)查查面積42Km2，實測地地質(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)。且大部部分煤煤礦處處于關(guān)關(guān)停狀狀態(tài)，，開采采年代代久遠(yuǎn)遠(yuǎn)，最最早于于抗戰(zhàn)戰(zhàn)時期期。煤煤礦開開采資資料不不全。。隧址區(qū)區(qū)地屬屬西南南山區(qū)區(qū)，植植被茂茂密。。地質(zhì)質(zhì)調(diào)查查難度度大。。針對以以上特特點(diǎn)，，通過過物探探手段段查明明采空空區(qū)分分布難難度大大，采采用鉆鉆孔一一方面面費(fèi)用用高，，另一一方面面布置置鉆孔孔難度度大，，目標(biāo)標(biāo)性不不強(qiáng)。。本線隧隧道勘勘察采采用在在1:2000工程地地質(zhì)調(diào)調(diào)查的的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，，首先先詳細(xì)細(xì)劃分分隧址址各段段地層層。在在此基基礎(chǔ)上上，尋尋找隧隧道周周圍道道路和和露頭頭較好好邊坡坡實測測地質(zhì)質(zhì)剖面面，推推測含含煤地地層在在隧址址區(qū)洞洞頂?shù)牡木唧w體部位位，再再布置置槽探探查明明含煤煤地層層在隧隧址的的具體體位置置，結(jié)結(jié)合收收集資資料推推測采采空區(qū)區(qū)在隧隧道洞洞身的的分布布。5地面地地質(zhì)調(diào)調(diào)查根據(jù)以以上調(diào)調(diào)查和和分析析結(jié)果果，部部分地地段進(jìn)進(jìn)行鉆鉆孔驗驗證。。全線共共查明明隧道道穿越越的采采空區(qū)區(qū)縉云云山8個；云云霧山山2個；巴巴岳山山6個。截止2012年7月隧道道施工工均穿穿越有有采空空區(qū)地地段，，實際際施工工情況況與地地質(zhì)勘勘察報報告里里程最最大誤誤差20m。5地面地地質(zhì)調(diào)調(diào)查隧址區(qū)區(qū)水文文地質(zhì)質(zhì)條件件復(fù)雜雜。隧隧址區(qū)區(qū)內(nèi)背背斜軸軸部為為嘉陵陵江組組地層層，地地形上上呈巖巖溶槽槽谷，，背斜斜東、、西兩兩翼均均為須須家河河組地地層形形成的的山嶺嶺，將將嘉陵陵江組組地層層封閉閉于巖巖溶槽槽谷內(nèi)內(nèi)，其其中的的頁巖巖為隔隔水層層，將將嘉陵陵江組組巖溶溶水封封閉，，使之之成為為一個個獨(dú)立立、封封閉的的水文文地質(zhì)質(zhì)單元元。背背斜軸軸部嘉嘉陵江江組灰灰?guī)r直直接出出露于于巖溶溶槽谷谷，該該槽谷谷為地地下水水補(bǔ)給給天窗窗，主主要接接受大大氣降降和地地表水水補(bǔ)給給，槽槽谷兩兩側(cè)斜斜坡地地帶接接受大大氣降降水補(bǔ)補(bǔ)給后后，一一部分分在槽槽谷兩兩側(cè)以以泉點(diǎn)點(diǎn)形式式排泄泄（為為淺層層地下下水強(qiáng)強(qiáng)交換換區(qū)）），沿沿河溝溝排出出槽谷谷外。。槽谷谷底部部接受受大氣氣降水水補(bǔ)給給后，，直接接沿巖巖溶裂裂隙、、落水水洞下下滲形形成地地下水水，沿沿巖溶溶管道道運(yùn)移移。隧隧道施施工過過程中中易產(chǎn)產(chǎn)生突突水、、突泥泥，且且易造造成地地表塌塌陷等等地質(zhì)質(zhì)災(zāi)害害。另外隧隧址背背斜兩兩翼富富含層層間承承壓孔孔隙裂裂隙水水。含含水巖巖組主主要為為三疊系系上統(tǒng)統(tǒng)須家家河組組二段段、四四段、、六段段的長長石石石英砂砂巖、、長石石巖屑屑砂巖巖，間間夾有有第一一、三三、五五段煤煤系地地層隔隔水層層。5地面地地質(zhì)調(diào)調(diào)查另外隧隧址背背斜兩兩翼富富含層層間承承壓孔孔隙裂裂隙水水。含含水巖巖組主主要為為三疊系系上統(tǒng)統(tǒng)須家家河組組二段段、四四段、、六段段的長長石石石英砂砂巖、、長石石巖屑屑砂巖巖，間間夾有有第一一、三三、五五段煤煤系地地層隔隔水層層。5地面地地質(zhì)調(diào)調(diào)查通過1:10000區(qū)域水水文地地質(zhì)調(diào)調(diào)查，，調(diào)查查范圍圍為隧隧址區(qū)區(qū)巖溶溶水文文地質(zhì)質(zhì)單元元。調(diào)查查沿線線巖溶溶分布布、規(guī)規(guī)模特特征和和發(fā)育育規(guī)律律。查查明可可溶巖巖的巖巖性、、分布布范圍圍，巖巖層產(chǎn)產(chǎn)狀、、地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造造特征征、節(jié)節(jié)理裂裂隙發(fā)發(fā)育程程度、、可溶溶巖與與非可可溶巖巖的接接觸界界線，，巖溶溶區(qū)地地形地地貌特特征、、地表表及地地下主主要巖巖溶形形態(tài)、、規(guī)模模大小小、分分布特特點(diǎn)，，巖溶溶水類類型、、埋藏藏條件件、補(bǔ)補(bǔ)給徑徑流排排泄條條件，，地下下水露露頭位位置、、標(biāo)高高和流流量，，地下下水與與地表表水的的相互互關(guān)系系、水水力聯(lián)聯(lián)系程程度及及其常常年動動態(tài)變變化情情況等等。確確定了了隧址址區(qū)巖巖溶發(fā)發(fā)育的的垂直直分帶帶特征征。。查清清了隧隧址區(qū)區(qū)的水水文地地質(zhì)條條件。。通過鉆孔進(jìn)進(jìn)行的抽水水試驗和壓壓水試驗確確定的水文文地質(zhì)參數(shù)數(shù)，為隧道道涌水量預(yù)預(yù)測提供了了較為準(zhǔn)確確的水文地地質(zhì)依據(jù)。。6綜合物探通過對隧址址區(qū)工程、、水文地質(zhì)質(zhì)、地形等等條件分析析，結(jié)合本本路線方案案的特點(diǎn)、、地質(zhì)環(huán)境境特征及各各方法應(yīng)用用的地質(zhì)地地球物理前前提，確定定綜合物探探主要采用用了高密度度電法、大大地電磁法法（EH4）2種方法貫通通，且配合合電測深法法、綜合測測井、井內(nèi)內(nèi)彩色電視視等多種方方法，取得得顯著的效效果。重點(diǎn)點(diǎn)部位的綜綜合物探異異常經(jīng)鉆孔孔驗證均較較為準(zhǔn)確。。6綜合物探縉云山隧道道左線視電電阻率反演演斷面圖縉云山隧道道右線視電電阻率反演演斷面圖6綜合物探縉云山隧道道左線K3+000-K4+000視電阻率反反演斷面圖圖6綜合物探電測深工作作采用四極極測深裝置置，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)高密密度電法以以及大地電電磁法（EH4）發(fā)現(xiàn)的斷斷層破碎帶帶部位，電電測深法分分別在隧道道中線、兩兩側(cè)斷層破破碎帶各布布置1條測線。電電測深法探探查結(jié)果，，進(jìn)一步具具體確定破破碎帶與隧隧道的關(guān)系系，為鉆孔孔驗證較為為準(zhǔn)確的確確定了孔位位。云霧山山隧道電測測深法電阻阻率反演結(jié)結(jié)果如圖所所示。6綜合物探綜合測井的的測量曲線線有電阻率率曲線、自自然電位曲曲線、聲速速曲線、自自然伽馬曲曲線、井溫溫及井徑曲曲線。綜合各測井井曲線在不不同地層中中所表現(xiàn)出出的物性特特征、曲線線變化形態(tài)態(tài)、幅值大大小、物性性數(shù)值變化化范圍，并并結(jié)合鉆探探資料來劃劃分地層，，判斷構(gòu)造造，確定巖巖體完整性性和風(fēng)化程程度，大致致了解含水水層部位。。完整灰?guī)r電電阻率較高高,電阻率曲線線形態(tài)以面面包狀、平平緩狀、山山峰形、鋸鋸齒形等多多形態(tài)反映映，聲波曲曲線呈低幅幅震蕩狀。。自然伽瑪瑪曲線在低低電阻率處處較高，在在高阻處較較低。溶蝕蝕破碎巖體體的電阻率率低，聲波波曲線呈雜雜亂的“梳梳”狀低異異常反映，，一般伴有有擴(kuò)徑現(xiàn)象象。綜合測井的的定性解釋釋通常采用用2種或2種以上的測測井參數(shù)。。在套管內(nèi)內(nèi)或水位以以上采用放放射性曲線線和井徑曲曲線并結(jié)合合鉆探資料料進(jìn)行定性性判斷。在在套管、水水位以下，，采用聲波波速度、電電阻率、自自然伽瑪、、井徑等參參數(shù)并結(jié)合合鉆探資料料進(jìn)行綜合合判斷。根據(jù)鉆孔聲聲波曲線并并結(jié)合鉆探探取心巖塊塊的波速，，可定量評評價隧道洞洞身圍巖的的完整程度度，為隧道道圍巖分級級定量提供供依據(jù)。綜合測井分分析得到的的地層深度度、厚度、、含水層部部位與鉆探探取芯結(jié)果果比較吻合合。另外通過巖巖體聲波測測試和實驗驗室?guī)r樣聲聲波測試，，可以判定定巖體的完完整性系數(shù)數(shù)，計算隧隧道圍巖的的基本質(zhì)量量指標(biāo)。定定量評價隧隧道圍巖級級別。6綜合物探6綜合物探通過鉆孔內(nèi)內(nèi)彩色電視視攝像，清清晰地顯示示出隧址區(qū)區(qū)巖溶發(fā)育育段落巖溶溶發(fā)育的規(guī)規(guī)律，其主主要為垂直直巖溶裂隙隙和順層溶溶蝕現(xiàn)象發(fā)發(fā)育，未發(fā)發(fā)現(xiàn)較大的的溶洞。須家河砂砂巖也節(jié)理理、裂隙發(fā)發(fā)育。6綜合物探云霧山5號鉆孔59.6