地质勘测资料全.docx
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地质勘测资料全
小石村隧道详细工程地质勘察说明
一：
概况：
小石村隧道位于甘肃省陇南市武都区三河镇马村与玉皇乡小石
村之间，设计为分离式曲线隧道，分左、右线。
左线进口桩号ZK46+410.
出口桩号ZK49+84Q隧道长3430m右线进口桩号K46+440,出口桩号K49+820,隧道长3380.属特长隧道。
本次勘测利用了初勘成果资料，初勘采用工程地质调绘、钻探及工程物探等手段，并结合室内实验等方法，了解了隧道的工程地质，水文地质条件，满足施工图设计的要求。
本次利用初勘完成的工作量见表。
利用初勘工作量汇总表
序号
工作项目及内容
单位
工作量
1
工程地质调绘（1：
2000）
Krn
1.90
2
钻探
m/孔
383.7/6
原状样/扰动样
组/件
3/6
3
岩样
组/块
5/36
土常规/筛分
组/件
3/6
4
岩石试验
组
5
5
工程物探
米/条
1288/17
6
钻孔波速
点/条
242/268
7
岩块波速
组/孔
56/3
二：
自然地理概况：
（一）交通
隧道区进出口有简易公路通过，为碎石路面，可直接到达隧道口。
交通较为方便。
（二）气象
隧道所处区域属北亚热带暖半湿润的季风气候。
根据陇南市武都区和
文县气象站资料，区内多年平均气温为14.6。
C---14.9°C，最热月平均气温为24.8。
C---20.1。
C最冷月平均气温为2.9。
C---3.6。
C,极
端最高气温为40。
C---37.7。
C,极端最低气温为-8.1°C---7.4。
C,平
均相对湿度为71%61%区内多年平均降水量为474.6m
900mm日最大降水量为60.3mm166.1mm降雨多集中在7、8、9
三个月，占全年降水量的78%左右：
多年平均风速1.3m/s——2.4m/s,最大风速：
24m/s16m/s,主导风向为东南风：
最大冻结深度12cm.三：
隧道工程地质条件
（一）地形、地貌
隧址区属西秦岭山地中低山地貌的峡谷地带，山梁走向为东西向，山坡较陡。
隧道进口段地形坡度为40。
~50°,基岩出露：
出口端地形
坡度35。
~40°,上部覆盖冲击、风积黄土、粉质粘土、碎石、厚度＞26m,下部出露片岩。
左线地面海拔高程界于1131.44~1405m之间，相对高差约273.6米，隧道最大埋深约224.8m。
右线地面海拔高程界于114.57~1373.52之间，相对高差约
258.95米，隧道最大埋深约220m
（二）地层岩性
根据钻探揭露，并结合工程地质测绘资料，隧桥址区第四系覆盖主要由全新统崩塌堆积层（QC）、滑坡堆积层（Q4del）、泥石流堆积层（Q4sef）、全新统坡积层（Qdl）、上更新统冲积、风积层（Qal+eo1）组成，岩性主要为黄土，粉质粘土、角砾、卵（碎）石、漂（块）石等：
下浮地层为泥盆系中统（Ds（FS））片岩。
现根据地层成图、时代、岩性特征由上而下分别叙述如下：
1、第四系（Q）
全新统崩塌堆积层（QC）:
主要分布在隧道洞身处。
岩性为块石，红褐色，结构松散，块石成分主要为砾岩，直径一般为50~300cm
最大可达800cm厚度＞10m
全新统滑坡堆积层（Qd创）：
主要分布在隧道进口段。
岩性为黄土和碎石，黄土、褐黄色，土质较均，见有针孔、虫孔及少量菌丝，含少量粉砂，偶见蜗牛贝壳。
，半坚硬，具湿陷性，厚度约4.2m:
碎石,青灰色，结构松散，碎石成分主要为片岩，直径一般为2~15cm最
大可达25cm厚度20.1m。
全新统泥石流堆积层（Qsef）:
主要分布在隧道洞身处。
岩性为粉质黏土、碎石，粉质黏土：
红褐色至紫红色，土质较均，结构致密，含25%卒石及少量粉砂。
硬塑~半坚硬，厚度约4.8m：
碎石，青灰色，
结构松散，碎石成分主要分为灰岩，砾岩，直径一般为3~10cm最
大可达20cm厚度约21.9m。
全新统坡积层（Q4dl）:
主要分布在隧道进口处，岩性为碎石，青灰色，骨架颗粒主要由片岩组成，粒径一般24cm。
最大8cm,含
量在65%以上，呈次棱角状。
粉质土充填。
稍湿，中密，厚度约6.7m。
上更新统冲积、风积层（Qal+eo1）:
主要分布在隧道洞身和出口处。
岩性为黄土、粉质粘土。
黄土。
褐黄色，土质较均，见有针孔、虫孔及少量菌丝，含少量粉砂，偶见蜗牛贝壳。
，半坚硬，具湿陷性，厚度约6.6m:
粉质粘土，褐黄色，土质较均，结构致密，含少量粉砂及砾石，硬塑~半坚硬，厚度约1.5m.
上更新统冲积、风积层（Q3al+eo1）:
主要分布在隧道洞身和出口处，岩性为角砾、碎石。
角砾，青灰色骨架颗粒主要由灰岩、片岩组成，粒径一般0.2――2cm最大8cm含量在65%以上。
呈次棱角状，粉质粘土充填，稍湿，中密，厚度约6.6m。
碎石，青灰色，骨架颗粒
主要由片岩组成，粒径一般3——6cm最大8cm,含量在65%以上,呈次棱角状，粉质粘土充填。
稍湿，密实。
厚度约11.7m。
2、上古生界泥盆系（D）
隧址区区上古生界泥盆系中统三河口组地层岩性主要为片岩。
呈青灰色，鳞片变晶结构，片状构造，主要矿物成分为绢云母、石英等，局部加簿层条带灰岩，见大量石英脉穿插，片理发育，抗风化能力弱，易风化破碎。
现按其风化程度分为：
（1）全风化片岩：
杂色，岩石风化成土状，土质不均，以粘土为
主，含较多的砾石沙粒和有机质，结构致密稍湿，硬塑。
（2）强风化片岩：
青灰色，鳞片变晶结构，千枚状，片状构造，石英脉与方解石脉发育。
岩石结构破坏强烈，具高龄化，见氧化铁斑
点，节理，裂隙发育，碎石状结构，密实。
岩芯采取率为65――75%,呈碎块或短柱状。
（3）中风化片岩：
灰绿色，鳞片变晶结构，千枚状，片状构造。
石英脉与方解石脉发育。
节理、裂隙较发育，见黄铁矿晶粒，岩芯较完整。
岩质较软。
岩芯采取率为7585%呈短柱状或柱状。
（4）微风化片岩：
灰绿色~灰黑色，鳞片变晶结构，千枚状、片状构造，石英脉与方解石脉发育。
节理、裂隙不发育，见黄铁矿晶粒，岩芯较完整。
岩质较软。
岩芯采取率为8590%呈柱状或长柱状。
（三）地质构造与地震
1、地质构造
隧址区位于西秦岭褶皱带与松潘褶皱带的交汇复合地带之碧口长垣隆起北侧，隧址区位于三河口脆韧性断裂（剪切带）内，为一套海相浅变质岩类，属碧口陆隆（陆核）边缘沉积层，地层岩性及产状分布较为稳定，岩层产状为37。
~90/42。
~60。
。
未发现其它断裂构造。
另据工程地质调绘，隧址区及其附近多出露基岩，基岩节理裂隙发育，统计节理主要有三组：
（1）产状70。
~90。
/50。
~65。
，频率3条/m：
（2）产状160。
~210°/80。
~85。
，频率3——4条/m：
（3）320。
~340。
/50。
~55。
，频率2条/m：
这些节理全为剪节理，造成造成岩体破碎
及较破碎。
据施工经验和区域资料，在深埋的洞身地段，节理密度变小，岩体相对较为完整。
2、地震
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306_2001）隧址区地震动峰值加速度为2.20g，地震动反应谱特征周期0.40s，对应的地震基本烈度为忸度。
（4）地下水与地表水
1、地下水
隧址区地下水主要未第四系松散层孔隙潜水和基岩裂隙潜水，第四系
松散层孔隙潜水，主要赋存于漂卵石层中，排泄以地下径流和蒸发为主。
基岩裂隙潜水，主要赋存于片岩裂隙。
大气降水是其唯一补给源，以地下径流排向附近沟谷。
钻探揭露范围内未发现地下水位。
据隧址区附近所取地下水样的分析结果表明：
地下水水化学类型为HCOSO――CaMg型，地下水对混凝土具弱腐蚀性。
2、地表水
隧址区地表水为福津河的支流马河及其上游玉皇沟，属季节性流水。
由于河谷两侧山体地势较陡，植被不发育，第四系覆盖层较薄，不利于大气降水渗入山体，多以地表径流形式直接排泄于马河或玉皇沟，从而使地表水由山顶到山脚、沟谷形成一个相对独立的补、经、排系统。
地表河水水量随季节变化，旱季基本无水：
雨季时，水位暴涨暴落，流量猛增。
据隧址区附近所取地表水样的分析结果表明：
地表河水水化学类型为HCOSMg型，地表河水对混凝土具弱腐蚀性。
（五）不良地质及评价
根据野外工程地质测绘资料，结合钻探揭露地层岩性，隧道洞身
段ZK49+02—ZK49+O80K49+020-K49+087为一泥石流沟堆积区，
泥石流堆积物的主要由片岩、灰岩、砾岩等组成，对隧道洞室围岩稳定影响轻微。
隧址区进口ZK46+665.20—ZK46+945.0、K46+688-K46+900.9左
侧发育一基岩滑坡，滑体纵长450m宽约300m钻孔揭露厚度24.3m,滑体成簸箕型，后壁较缓，两侧低洼，略显平台。
于1976年东侧再
次发生切层滑，迫使原居民搬迁。
滑体由黄土及碎石组成，现在已稳定。
处于隧道顶部。
滑动面距隧道左线洞室法定距离较近，对隧道左线洞室围岩稳定有一定影响。
隧道洞身段ZK49+362.70-ZK49+512K49+364-K49+455处发育一坍塌体，主要由砾岩质块组成，结构松散，堆积物厚度5~20m对隧道洞室围岩稳定无影响。
四、隧道工程地质评价
（一）隧址场地稳定性评价
隧址区大地构造单元处于西秦岭褶皱带与松潘褶皱带的交汇复合地带之碧口长垣隆起北侧，自新生代以来，以整体间歇性抬升为主，无活动断裂，也没有发生过强震。
因此，本隧址区场地具有较好的区域稳定性。
（二）围岩分级
1、围岩分级依据
隧道围岩分级主要是根据围岩的完整程度和岩石的坚硬程度，综合围岩特征及岩体基本质量指标等进行综合判断，现根据地调资料，并参考临近隧道资料综合分析如下。
1）围岩的完整程度
a）节理及结构面
根据野外工程地质调绘测量的节理数据，对隧道区岩体完整程度进
行初步定性划分（见表1），得出全、强风化片岩为破碎岩体，中风化片岩为较破碎岩体，微风化片岩为较完整岩体。
根据节理测量数据计算出岩体体积节理数Jv,并参考JT2004
规范中Jv与&对照表可以给出隧道围岩岩体完成程度系数见表1.
b）岩石质量指标RQD直
岩石质量指标RQD直的大小也可使反应岩体完成程度，由于钻探一般用口经108~91毫米单管钻进，不能严格满足RQD直定义要求，但仍可以用于定性分析确定破碎程度的参照指标。
现将钻孔实测RQD直及风化程度资料列入表2
表1岩体完整程度定性划分表
项目
进出口段
洞身段
组数
间距
结合
组数
间距
结合
节理及
结构面
层面
1
0.3~0.5
好
1
0.5
一般
节理
3
0.2~0.5
差
2~3
0.3~0.4
好
综合判定
4
0.2~0.5
一般
2~4
0.3~0.5
好
岩体体积节理数Jv
30条/m3
8~23条/m3
岩体完整性系数Kv
0.07~0.18
0.46~0.84
岩体完整程度评价
松散结构、破碎
中薄层状结构，较破碎〜较完整
表2岩体RQD直对照风化程度表
岩层埋藏深度
（米）
0~25
25~55
>55
CZK1（进口）RQD
0.0~0.10
0.10~0.83
0.64~0.80
CZK2（洞身）RQD
0.0~0.05
0.10~0.70
0.63~0.76
CZK3（洞身）RQD
0.05〜0.10
0.30~0.80
0.67~0.87
CZK4（洞身）RQD
0.0~0.05
0.20~0.30
CZK5（出口）RQD
0.0
岩体完整性
破碎
较破碎
较破碎〜较完整
风化程度
强风化
中风化
中风化〜微风化
综合上述资料，并考虑外野定性鉴定风化程度、岩体结构、层理及节
理、软岩夹层等条件，综合判别确定岩体完整程度列入表3
表3岩体完整程度综合确定表
风化程度
结构面发育程度
结合程度
结构类型
破碎程度
RQD
岩体完整
性系数
Kv
组数
间距
体积节理
数
微风化
2
0.3~0.5
8
好
中薄层状
较完整
0.45~0.8
0.46~0.8
4
中风化
2~3
0.2~0.4
23
一般
中薄层状
较破碎
0.3~0.65
0.27~0.4
6
强风化
4—5
0.1〜0.3
30
差
松散
破碎
0.0〜0.15
0.07〜0.1
8
注：
Kv表示综合判定的岩体完整性系数
2）围岩的坚硬程度
依据钻孔岩石试验资料，并结合勘察区其它隧道同类岩性试验数据。
结合经验给出隧道围岩岩石单轴饱和抗压强度列入表4.
表4岩石单轴抗压强度试验资料统计表
岩石
名称
风化
程度
天然密度
（g/cm3）
单轴抗压
强度（MPa）
软化
系数
坚硬
程度
干燥
饱和
片岩
强风化
2.60
30.0
14.6
0.49
软岩
中风化
2.60
38.8
20.3
0.52
较软岩
微风化
2.59
50.4
27.5
0.55
较软岩
从上表可以看出，岩石强度随风化程度而降低，为了便于估算岩体质量指标，现结合JTGD070-2004规范及有关规程将上表整理归纳如表5
表5岩石风化程度与强度对照表
风化程度
强风化
中风化
微风化
单轴饱和抗压强度（MPa）
12.0~17.9
17.9~25.5
25.5~36.6
2、围岩基本质量指标BQ估算
依据上述围岩岩体完整程度系数及对应的岩石饱和度和抗压强度,
按JTGD70――2004规范第363条计算公式进行计算。
计算公式：
BQ=90+3Rc+250Kv
式中：
Rc——岩石单轴饱和抗压强度：
Kv——岩体完整性系数
公式使用条件：
1）当Rc>90Kv+30时，应以Rc=90Kv+30和Kv代入（9）式
计算BQ值：
2）当Kv>0.04Rc+0.4，应以Kv=0.04Rc+0.40和Rc代入（9）
式计算BQ值：
接上式估算结果列入表6.
项目
段落
落
进口段
洞身段
洞身深埋段
出口段
Kv
0.03~0.18
0.46~0.68
068~0.84
0.07~0.18
Rc
12.0~17.9
25.5~36.6
40.3~48
12.0~17.9
BQ
133.5~188.7
281.5~369.8
380.9~444
143.5~188.7
3、围岩基本质量指标修正值｛BQ｝得确定
1）地下水影响修正系数Ki
依据调绘资料，并结合区域水文地质资料，隧址区基本无地下水,洞室地下水呈干燥，因此，可不考虑地下水对围岩基本质量指标的影响。
2）结构面产状影响修正系数冷。
隧道轴向50~110。
，岩层走向127。
~180。
，与隧道轴向夹角70~80。
结构面倾角42~60，按表修正系数为0.2~0.4:
主要一组节理产状160。
~210。
/80。
~85。
与隧道轴向夹角20~30。
按表修正系数0.2~0.4。
总体结构面产状影响修正系数《=0.3。
3）初始地应力状态影响修正系数K3
据临近工点地应力测试结果，最大应力为20--24Mpa，属高应力
区，隧道虽然最大埋深约200米，但隧道顺玉皇沟一侧山梁布设，地形高差约300多米，初始地应力有所释放，地应力磊幅度降低，而且钻孔岩芯未见饼化现象，岩体不会造成应变而稳定性降低。
根据同类围岩埋深施工经验，可不考虑其对围岩基本质量指标的影响。
4）修正后围岩基本质量指标{BQ}
按JT2004规范第3.6.4条计算公式进行围岩基本质量指标修正。
计算公式：
{BQ}=BQ-100（K+K2+K3）
式中各物理量的意义同上，按上式修正后结果列入表7
表7{BQ}值结果统计
项目
项目
段落
进口段
洞身段
洞身深埋段
出口段
BQ
133.5~188.7
281.5~369.8
380.9~444
143.5~188.7
K
K=0、30.3、
&=0、K2=0.3、
K3=0
K=0、K2=0.3、
K3=0
K3=0
{BQ）
103.5~158.7
251.2~339.8
350.9~414
113.5~158.7
5、围岩级别划分
按表7修正的围岩基本质量指标｛BQ将隧道围岩级别划分如表8.
表8围岩级别划分标
{BQ}
103.5~158.7
251.2~339.8
350.9~414
113.5~158.7
围岩级别
V
IV
V
对应隧道集体地段及围岩特征列入表9
表9围岩级别与围岩特征表
围岩级别
{BQ}
定性特征
分布地段
V
103.5~158.7
处于进、出口段及浅
ZK46+410~ZK46+480
埋段，岩性为第四系覆
ZK46+600~ZK46+950
盖层及强风化片岩，第
ZK48+980~ZK49+120
四系覆盖层呈松散或松
ZK49+660~ZK49+840
软结构：
强风化片岩，
K46+440~K46+515
节理发育，岩体破碎，
K48+940~K49+110
呈松散结构，岩质较软
K49+660~K49+820
V
251.2~339.8
处于洞身段，岩性为
ZK46+480~ZK46+600
中一微风化片岩，节理较发育，岩体较破碎~较完整，呈中薄层状结构，岩质较软
ZK46+950~ZK47+420ZK48+
10~ZK48+980
ZK49+120~ZK49+660
K46+515~K47+350
K47+600~K48+940
K49+110~K49+660
350.9~414
处于洞身段，岩性为微风化片岩，节理不发育，岩体较完整，呈中厚层结构，岩质较坚硬
ZK47+420~ZK48+010
K47+350~K47+600
（三）洞口边坡性稳定性评价
1、隧道进口边坡稳定性分析
隧道进口位于河流左岸山体斜坡处，高出河床约60m根据调绘
资料，地形坡度较陡，坡角45~50。
。
岩性为片岩，地层产状37。
/54。
，边坡地层产状与坡向相反，夹角约80。
。
有一组主要节理产状为320。
/50。
，节理倾向为顺坡向，开挖隧道时，岩体易沿节理面崩塌，建议施工时对洞口上部岩体进行锚固等加固措施。
2、隧道出口边坡稳定性分析
隧道出口位于河流右岸山体斜坡，高山河床约50米。
地形坡度较陡，坡角35~40,为二级阶地，其岩性为黄土、粉质黏土和碎石、角砾，边坡为土质边坡，目前处于稳定状态，隧道开挖后，山体坡脚形成新的临空面，在地表水和地下水及其它动力作用下，有失稳的可能。
上部围岩为全新统、上更新统黄土、亚粘土、碎石、角砾，稳定性较差。
隧道开挖后如处理不当会出现大坍塌，甚至坍至地表，应采取一定的防护加固措施。
进出口段应设置排水沟及截水沟，以截排地表水体。
五、结论与建议
1、隧址区位于秦岭山区西秦岭褶皱带与松潘褶皱带的交汇复合地带之碧口长垣隆起，无活动断裂构造，区域地壳稳定。
2、隧址区进口ZK46+665.20-ZK46+945.0左侧发育一基岩滑坡。
处于隧道顶部。
滑动面距隧道左线洞室法定距离较近，对隧道左线洞室围岩稳定有一定影响。
3、根据《中国地震动参数区划图》（GB1830—2001），隧址区地震动峰值加速度为0.20g，地震动反应谱特征周期0.40s，对应的地震基本烈度为忸度。
4、隧道围岩岩性为上更新统碎石及泥盆系中统三河口组片岩，围岩供分三级，围岩级别及长度见表10
表10隧道围岩级别统计表
围岩类别
IV
V
合计
右线隧道长度（m）
250
2725
405
3380
左线隧道长度（m）
590
2100
740
3430
5、隧址区地下水主要为第四系松散层孔隙潜水和基岩裂隙潜水，第
四系松散层孔隙潜水，主要赋予存于漂卵石层中，排泄以地下径流和蒸发为主。
基岩裂隙潜水，主要赋存于片岩裂隙中，大气降水是其唯一补给源，以地下径流排向附近沟谷，据区域水文地质资料，推测隧道开挖洞室涌水量很小。
钻探揭露范围内未发现地下水位，据隧址区附近所取地下水样的分析结果表明：
地下水水化学类型为HCO3BO4
――CaMg型，地下水对混凝土具弱腐蚀性。
6、隧址区进口位于河流左岸山体斜坡处。
有一组节理倾向为顺坡向，开挖隧道时，岩体易沿街里面坍塌，建议施工时对洞口上部岩体进行锚固等加固措施。
隧道出口位于河流右岸山体斜坡目前处于稳定状态。
隧道开挖后，山体坡角行程心地临空面，在地表水和地下水及其它动力作用下，有失稳的可能。
上部围岩为全新统、上更新统黄土、
粉质黏土、碎石、角砾，稳定性较差，隧道开挖后如果处理不当时会出现大坍塌，甚至坍至地表。
应采取一定的防护加固措施。
7、本隧道出口横向坡度较陡，埋深较浅，有偏压现象，在隧道设计时刻米用抗压衬砌。
8应早进洞，晚出洞，本区风景秀美，洞门形式应注入陇南风情，使之环境想协调。
9、建议采用新奥法施工，遇不良地址问题时，应注意控制爆破量，采用小药量、短进尺掘进，并做好超前地质预报工作。
10、掘进中要做好地质观测和描述工作，遇有围岩分级等工程地质条件与本报告差异较大时，要及时想建设和建立部门反映。
以便各方共
同解决
湿陷性黄土判定表
工点名称：
小石村隧道
取样孔编号：
S6--ZK6取样土位置：
K50+325左3m取样孔：
深度26.40m.
土样编号
取样
深度
m
代表深度
m
自重湿陷系数
3zs
修正
系数
3°
代表厚度
mm
分级自重湿陷量
湿陷系数
3s
代表层厚
mm
分级湿陷量
mm
计算自重湿陷量
n
Azs=3°
S3zsiHi
i=1
总湿陷量
n
As=S3.
3
Si.hi
i=1
湿陷类型
:
湿
陷等.级
1
2.3
3.30
0
0.5
3300
0.00
0.60
3300
279.0
0
0.00
425.55
非自重
】n
中
:
等
2
4.3
5.30
0
0.5
2000
0.00
0.015
2000
42.75
3
6.3
6.60
0
0.5
1300
0.00
0.066
1300
85.80
注：
〔、△ZS的累计，应自天然地面算起（当挖、填方的厚度和面积较大时，应自设计地面算起）
至其下全部湿陷性黄土层的地面为止
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