潼洛川隧道工程地质勘察报告新.docx
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潼洛川隧道工程地质勘察报告新
新建铁路
郑州至西安客运专线省界至咸阳西段初步设计
潼洛川隧道工程地质勘察报告
（DK341+304～DK345+120）
铁道第一勘察设计院
2005年1月西安
新建铁路
郑州至西安客运专线省界至咸阳西段初步设计
潼洛川隧道路基工程地质勘察报告
（DK341+304.00~DK345+120.00）
文 件 编 制：
文 件 复 核：
室主管或专册：
铁道第一勘察设计院西安分院
2005年1月西安
目 录
一、工程概况
二、勘察概况及工作方法
三、完成的勘察工作量
四、自然地理概况
（一）地理位置及交通概况
（二）地形地貌
（三）气象特征
（四）地震动参数
五、工程地质特征
（一）地层岩性
（二）地质构造
（三）水文地质特征
六、不良地质及特殊岩土
（一）不良地质
（二）特殊岩土
七、隧道水文地质特征及评价
（一）水文地质特征
（二）隧道区水文地质条件评价
八、隧道工程地质条件及建议工程措施
（一）岩土施工工程分级及力学参数建议值
（二）隧道围岩分级及主要工程地质问题分析
（三）隧道进出口工程地质条件
（四）隧道施工预测预报内容及范围
九、隧道辅助工程工程地质条件及建议工程措施
十、设计及施工中注意事项
潼洛川隧道工程地质勘察报告
（DK341+304.00~DK345+120.00）
一、工程概况
潼洛川隧道位于潼关黄土台塬区前缘，隧道进口（DK341+304.0m）位于潼沟河左岸，岸坡地形较陡，出口端（DK345+120.0m）位于黄土塬边，全长3816m，最大埋深120m，相对高差90～130m。
该隧道设有斜井，斜井位于港口镇，和线路交于DK343+100m处，斜井长294m。
工点北临西潼高速，并有便道相连，交通较为便利。
二、勘察概况及工作方法
勘察工作主要分为初测（2003年11月～2004年2月）、定测（2004年5月～9月）、补充定测（2004年12月～2005年1月）三大阶段进行。
初测阶段线路方案走行于潼沟河下游苏家村附近，以隧道形式通过，主要以收集区域资料和地面调查为主；定测阶段线路方案与初测阶段方案相同，收集了区域地质资料，并在此基础上作了详细的沿线地质调查，随后，根据工程设置及定测阶段技术要求，布置了深孔1孔，计145.0m，一般工程孔钻探241.70m/4孔，试坑30m/2坑，并取样化验，完成了本阶段工作；补充定测阶段线路方案没有调整，在充分利用定测阶段资料的基础上，沿线作了补充地质调查，完成本阶段任务。
三、完成的勘察工作量
主要勘察工作量一览表
工作
阶段
工作
日期
卫星影像及航片解译
1：
1万图幅地质测绘
1：
2000图幅地质测绘
物探工作
钻探
长期水文地质观测点
备注
震法
电法
大地音频电磁法
浅孔
钻探
深孔
钻探
综合测井
km2
km2
km
处-km
处-km
km
孔-m
孔-m
孔-m
处
初测
定测
遥感卫星图像解释80km2；航空像片判释18像对
15
5-386.7
1-145.0
试坑30.0m/2坑
补充定测
四、自然地理概况
（一）地理位置及交通概况
工点位于潼关县潼沟河下游苏家村附近。
工点北临西潼高速，并有便道相连，交通较为便利。
（二）地形地貌
潼洛川隧道位于潼关I级黄土台塬区，塬面地形平坦，高程545～555m；进口位于潼沟河左岸，岸坡地形较陡，相对高差20～70m，冲沟发育；出口端位于黄土塬边，地形起伏，冲沟发育，相对高差15～50m；斜井洞口位于一黄土冲沟，地形起伏，地面高程420m。
塬顶为农田，多有村庄、道路分布。
（三）气象特征
据潼关县气象站气象资料显示：
该工点区属亚热带半干旱气候区，年平均气压952.0hpa；年平均气温13.2℃，极端最高气温42.7℃，极端最低气温-18.2℃；年平均绝对湿度11.4hpa，日最大绝对湿度37.3hpa，日最小绝对湿度0.2hpa；年平均降水量608.9mm，年最大降水量1000.4mm，年最小降水量319.7mm；年平均蒸发量1872.6mm，年最大蒸发量2264.2mm；平均风速3.0m/s（主导风向ESE），最大定时风速22.0m/s（主导风向ENE）；年最大积雪深度18cm；最大冻结深度44cm。
（四）地震动参数
根据国家质量技术监督局颁布的《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）的划分、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）及《铁路工程抗震设计规范》（GBJ111-87）的有关规定，结合陕西大地地震工程勘察中心完成的《郑西客运专线陕西段地震安全性评价工作报告》和本段工程地质与水文地质条件及工程设置的实际情况，本工点地震动峰值加速度值采用0.23g，相当于地震基本烈度八度。
地震动反应谱特征周期采用0.40s。
五、工程地质特征
（一）地层岩性
隧道、斜井区范围内地层岩性相对简单，黄土台塬区表层为第四系上更新统风积砂质黄土，中部为第四系中更新统风积砂质黄土、下部为第四系下更新统风积砂质黄土、黏质黄土，底部为第四系下更新统冰湖积粉土、卵石土和砾砂等。
潼沟河一级阶地主要为冲积砂质黄土。
1-1、砂质黄土（Q4al3）：
分布于潼沟河一级阶地，厚3～5m，含大量的蜗牛壳，浅黄色、淡黄色，土质较均匀，结构疏松，具孔隙，坚硬，
级普通土，σ0=140kPa。
具I级非自重湿陷性，湿陷土层厚度5m。
1-1-1、细砂（Q4al4）：
黄褐色，主要分布于潼沟河一级阶地下部，厚约1~2m。
成分以石英、长石等为主，砂质较纯净，偶夹砾石，稍密，饱和，
级松土，σ0=190kPa。
经地震液化判定为不液化砂层。
1-2、卵石土（Q4al7）：
呈层状分布于一级阶地底部及潼沟河河床。
浅灰色等杂色，厚1.0~2.0m，成分以花岗岩等为主，浑圆状，分选性较差，φ粒径组成：
直径φ>100mm的约占20%，φ100~40mm的约占40%，40~20mm的约占15%，余为砂土质充填，稍密，潮湿-饱和，
级硬土，σ0=600kPa。
2-1、砂质黄土（Q3eol3）：
广泛分布于黄土台塬上部，厚10～33m，含大量的蜗牛壳，具虫孔。
浅黄色、淡黄色，土质较均匀，结构疏松，具孔隙，垂直节理发育，坚硬，
级普通土，σ0=150kPa。
具Ⅲ级自重湿陷性，湿陷土层厚度29.0m。
为Ⅴ（9.49％）级围岩。
3-1、砂质黄土（Q2eol3）：
主要分布于黄土塬中部，沿线未见出露。
厚度50～100m，浅棕黄色，坚硬，
级硬土，σ0=220kPa。
古土壤（Q2el1）：
厚0.5~6.5m，棕红色古土壤，厚薄不一，呈层状或透镜状分布于砂质黄土中，硬塑，
级硬土，σ0=220kPa。
为Ⅴ（11.384％）级围岩。
4-1、砂质黄土（Q1eol3）：
浅黄色，坚硬，厚度10～15m，
级硬土，σ0=280kPa。
4-2、黏质黄土（Q1eol3）：
浅黄色，厚度20～35m，坚硬，
级硬土，σ0=280kPa。
古土壤（Q1el1）：
厚0.5~6.0m不等，棕红色，厚薄不一，呈层状分布于黏质黄土中，硬塑，
级硬土，σ0=280kPa。
为Ⅳ（15.854％）级围岩。
该层土具弱膨胀性。
4-8、粉质黏土（Q1lgl1）：
分布于潼沟河底部，厚0~3m，厚薄不一，呈透镜状、层状分布，硬塑，
级硬土，σ0=300kPa。
4-3、粉土（Q1lgl2）：
分布于隧道进口端和隧道基底以下，厚度大于10m，浅黄色，土质均一，密实，潮湿，
级硬土，σ0=300kPa。
4-6、砾砂（Q1lgl5）：
成层分布于隧道洞身底部，厚度大于5m，灰黄色，夹有卵石和圆砾，潮湿，密实，
级松土，σ0=400kPa。
4-4、卵石土（Q1lgl7）：
成层分布于隧道洞身附近，厚度2～6m，潮湿，密实，
级硬土，σ0=700kPa。
岩土物理力学特征
2-1）第四系上更新统风积砂质黄土（Q3eol3）地层的物理力学特征参数，依据规范进行统计分析，列表如下：
统计项目
试验项目
单位
最大值
max
最小值
min
平均值
fm
标准差
σf
变异
系数δ（%）
样本个数
备注
含水量（w）
（%）
21.6
3.6
9.49
4.277
45.067
33
密度（ρ）
（g/cm3）
2.01
1.31
1.550
0.154
9.961
32
干密度（ρd）
（g/cm3）
1.746
1.205
1.364
0.107
7.888
21
颗粒密度（ρs）
（g/cm3）
孔隙比（e）
1.239
0.546
0.924
0.168
18.205
32
饱和度（Sr）
（%）
74.7
9.4
28.24
14.66
50.14
32
孔隙度（n）
（%）
55.3
35.3
47.625
4.833
10.149
32
比重（Gs）
（g/cm3）
2.71
2.7
2.70
0.0017
0.0644
33
液限（wL）
（%）
27.4
25.3
26.545
0.563
2.120
33
塑限（wP）
（%）
18.8
15.7
17.530
0.727
4.149
33
塑性指数（Ip）
10.5
8.2
9.015
0.514
0.711
33
液性指数（IL）
0.5
-1.6
-0.88
0.500
-56.515
33
压缩系数（a0.1～0.2）
（MPa-1）
1.19
0.1
0.461
0.324
70.313
31
压缩系数（a0.2～0.4）
（MPa-1）
0.66
0.28
0.47
0.269
57.17
2
压缩系数（a0.4～0.6）
（MPa-1）
0.34
0.2
0.27
0.099
36.664
2
压缩模量（Es0.1～0.2）
（MPa）
16.05
1.64
6.365
4.224
66.364
31
压缩模量（Es0.2～0.4）
（MPa）
6.41
2.88
4.645
2.496
53.737
2
压缩模量（Es0.4～0.6）
（MPa）
8.71
5.2
6.955
2.482
35.686
2
湿陷系数（δs）
0.065
0.001
0.237
0.016
68.928
31
自重湿陷系数（δzs）
0.058
0.001
0.021
0.0175
84.759
31
直剪
试验
内摩擦角（φ）
（°）
17.60
14.8
16.2
1.979
12.221
2
凝聚力（C）
（kPa）
16.4
12.9
14.65
2.475
16.893
2
3-1）第四系中更新统风积加残积砂质黄土（Q2eol3+el3）地层的物理力学特征参数，依据规范进行统计分析，列表如下：
统计项目
试验项目
单位
最大值
max
最小值
min
平均值
fm
标准差
σf
变异
系数δ（%）
样本个数
备注
含水量（w）
（%）
15.8
5.6
11.384
2.919
25.639
19
密度（ρ）
（g/cm3）
1.98
1.43
1.701
0.179
10.502
16
干密度（ρd）
（g/cm3）
颗粒密度（ρs）
（g/cm3）
孔隙比（e）
1.007
0.565
0.786
0.151
19.224
16
饱和度（Sr）
（%）
71.7
16.9
42.681
17.137
40.151
16
孔隙度（n）
（%）
50.2
36.1
43.637
4.856
11.126
16
比重（Gs）
（g/cm3）
2.7
2.7
2.7
0
0
19
液限（wL）
（%）
27.8
26
26.9
0.548
2.036
19
塑限（wP）
（%）
18.9
17.7
18.242
0.344
1.884
19
塑性指数（Ip）
9.8
8.1
8.678
0.459
5.297
19
液性指数（IL）
-0.3
-1.5
-0.816
0.370
-45.36
19
压缩系数（a0.1～0.2）
（MPa-1）
0.66
0.1
0.267
0.173
60.883
16
压缩系数（a0.2～0.3）
（MPa-1）
0.51
0.09
0.248
0.185
74.575
6
压缩模量（Es0.1～0.2）
（MPa）
15.73
2.86
8.661
3.934
45.431
16
压缩模量（Es0.2～0.3）
（MPa）
17.37
3.54
10.432
6.035
57.857
6
湿陷系数（δs）
0.84
0
0.021
0.020
96.57
16
自重湿陷系数（δzs）
0.84
0
1.195
0.020
102.491
16
直剪
试验
内摩擦角（φ）
（°）
19.8
19.4
18.1
2.404
13.282
2
凝聚力（C）
（kPa）
15.6
14.8
15.2
0.566
3.722
2
4-1）第四系下更新统风积加残积砂质黄土（Q1eol3+el3）地层的物理力学特征参数，依据规范进行统计分析，列表如下：
统计项目
试验项目
单位
最大值
max
最小值
min
平均值
fm
标准差
σf
变异
系数δ（%）
样本个数
备注
含水量（w）
（%）
17.7
7.6
11.14
3.14
28.2
17
密度（ρ）
（g/cm3）
1.96
1.52
1.74
0.16
9.02
17
干密度（ρd）
（g/cm3）
颗粒密度（ρs）
（g/cm3）
孔隙比（e）
0.931
0.546
0.73
0.13
17.50
17
饱和度（Sr）
（%）
77
82.5
43.29
16.69
38.56
17
孔隙度（n）
（%）
48.2
35.3
41.91
4.30
10.27
17
比重（Gs）
（g/cm3）
2.7
2.7
2.7
0
0
18
液限（wL）
（%）
27.2
26
26.69
0.36
1.35
18
塑限（wP）
（%）
18.6
17
17.88
0.37
2.07
18
塑性指数（Ip）
9.4
8.3
8.81
0.32
3.67
18
液性指数（IL）
0.1
-1.2
-0.76
0.39
-51.05
17
压缩系数（a0.1～0.2）
（MPa-1）
0.26
0.09
0.16
0.06
38.76
11
压缩系数（a0.2～0.3）
（MPa-1）
0.24
0.11
0.18
0.09
52.53
2
压缩模量（Es0.1～0.2）
（MPa）
17.29
7
11.53
3.56
30.88
11
压缩模量（Es0.2～0.3）
（MPa）
14.87
7.3
11.09
5.35
48.29
2
湿陷系数（δs）
0.024
0.001
0.01
0.01
114.48
7
自重湿陷系数（δzs）
0.024
0.002
0.01
0.01
96.73
7
直剪
试验
内摩擦角（φ）
（°）
21.2
21.2
21.2
0
0
1
凝聚力（C）
（kPa）
20.1
20.1
20.1
0
0
1
4-2）第四系下更新统风积加残积黏质黄土（Q1eol3+el3）地层的物理力学特征参数，依据规范进行统计分析，列表如下：
统计项目
试验项目
单位
最大值
max
最小值
min
平均值
fm
标准差
σf
变异
系数δ（%）
样本个数
备注
含水量（w）
（%）
20.4
10.7
15.854
2.668
16.828
24
密度（ρ）
（g/cm3）
2.11
1.42
1.878
0.212
11.280
24
干密度（ρd）
（g/cm3）
1.638
1.251
0.441
0.135
9.39
8
颗粒密度（ρs）
（g/cm3）
孔隙比（e）
1.158
0.485
0.689
0.187
27.119
24
饱和度（Sr）
（%）
92.8
31.5
67.029
20.190
30.113
24
孔隙度（n）
（%）
53.7
32.7
40.158
6.109
15.214
24
比重（Gs）
（g/cm3）
2.73
2.70
2.70
0.008
0.320
24
液限（wL）
（%）
34.5
25.6
28.21
2.475
8.773
24
塑限（wP）
（%）
21.1
16.2
17.85
1.388
7.777
24
塑性指数（Ip）
15.7
9
10.366
1.514
14.612
24
液性指数（IL）
0.1
-0.6
-0.2
0.238
-118.87
24
压缩系数（a0.1～0.2）
（MPa-1）
0.87
0.08
0.26
0.199
76.782
16
压缩系数（a0.2～0.3）
（MPa-1）
0.24
0.07
0.13
0.0578
44.52
9
压缩系数（a0.3～0.4）
（MPa-1）
0.16
0.05
0.088
0.036
41.446
7
压缩系数（a0.2～0.4）
（MPa-1）
0.18
0.06
0.109
0.045
41.832
8
压缩系数（a0.4～0.6）
（MPa-1）
0.13
0.05
0.075
0.028
37.71
8
压缩系数（a0.6～0.8）
（MPa-1）
0.1
0.05
0.687
0.017
25.118
8
压缩系数（a0.8～1.0）
（MPa-1）
0.07
0.04
0.048
0.012
25.014
7
压缩系数（a1.0～1.2）
（MPa-1）
0.06
0.03
0.044
0.0097
22.036
7
压缩系数（a1.2～1.4）
（MPa-1）
0.05
0.04
0.046
0.0058
12.371
3
压缩系数（a1.4～1.6）
（MPa-1）
0.04
0.04
0.04
0
0
3
压缩模量（Es0.1～0.2）
（MPa）
18.69
2.32
8.764
4.212
48.063
16
压缩模量（Es0.2～0.3）
（MPa）
21.13
6.96
13.78
5.149
37.342
9
压缩模量（Es0.3～0.4）
（MPa）
29.44
8.8
19.412
6.752
34.782
7
压缩模量（Es0.2～0.4）
（MPa）
24.65
8.39
16.14
5.926
36.705
8
压缩模量（Es0.4～0.6）
（MPa）
29.46
11.37
22.333
7.131
31.932
8
压缩模量（Es0.6～0.8）
（MPa）
29.16
14.53
22.82
5.397
23.652
8
压缩模量（Es0.8～1.0）
（MPa）
38.53
19.41
31.97
6.899
21.581
7
压缩模量（Es1.0～1.2）
（MPa）
47.97
22.43
34.80
8.33
23.939
7
压缩模量（Es1.2～1.4）
（MPa）
35.83
26.66
31.01
4.603
14.843
3
压缩模量（Es1.4～1.6）
（MPa）
37.93
33.08
35.553
2.426
6.825
3
湿陷起始压力（Psh）
（kPa）
湿陷系数（δs）
0.04
0.001
0.02
0.015
76.158
8
自重湿陷系数（δzs）
0.036
0.001
0.188
0.013
70.992
8
直剪
试验
内摩擦角（φ）
（°）
24.4
19.6
21
1.732
8.247
6
凝聚力（C）
（kPa）
24.3
17.8
21.033
1.454
11.671
6
4-3）第四系下更新统冰湖积粉土（Q1lgl2）地层的物理力学特征参数，依据规范进行统计分析，列表如下：
统计项目
试验项目
单位
最大值
max
最小值
min
平均值
fm
标准差
σf
变异
系数δ（%）
样本个数
备注
含水量（w）
（%）
23.1
17.1
19.433
2.281
11.741
6
密度（ρ）
（g/cm3）
2.06
1.94
2.01
0.047
2.354
6
干密度（ρd）
（g/cm3）
1.616
1.599
1.607
0.012
0.757
2
颗粒密度（ρs）
（g/cm3）
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