工程地质实习报告工程环岛路隧道工程地质勘察.docx

1、工程地质实习报告工程环岛路隧道工程地质勘察工程地质实习报告环岛路隧道工程地质勘察一、前言路桥建设投资总公司（以下简称甲方）拟在厦门本岛北部进行厦门市环岛路（墩上集美大桥段）工程环岛路隧道的建设。受甲方委托，我院（中国地质科学院工程勘察院）与第二航务工程勘察设计院有限公司（以下简称中交二航院）联合承担了该工程施工图设计阶段的工程地质勘察任务，为该隧道工程的设计、施工提供地质依据和相关设计参数。 其中中交二航院为工程总包方，负责K0+960K1+820段隧道钻孔及全线基坑支护孔的勘察工作，我院负责K1+820K2+560段隧道钻孔的勘察工作。本勘察报告仅针对我院负责的该段的勘察工作。（一）工程概况

2、厦门环岛路（墩上至集美大桥段）工程位于厦门岛北部，其南侧为规划航空工业园区，北侧临海，东接环岛路机场段，西接集美大桥、厦门环岛路（集美大桥至高殿二号路段）、厦门航空城物流园区滨海道路。拟建工程为厦门环岛路（墩上至集美大桥段）工程的一段，位于厦门高崎国际机场东侧，墩上集美大桥段片区外侧。为规划机场跑道下穿环岛路隧道，隧道起点为：K0+960，终点为K2+560，全长1600米。其地理位置详见项目地理位置图1。隧道工程主要技术标准及建设规模为：道路功能：城市级主干道设计行车速度： 50km/h；设计荷载:城-A级横断面布置：双向四车道，路幅宽17米，墩上集美段起点至隧道段拓宽为双向四车道，路幅宽1

3、8.5米，隧道内路面宽12米。隧道底板标高为-3.40+4.80m。设计水位频率：洪水1/50、海潮1/100。项目地理位置图1根据已有的设计方案，采用单孔结构型式，隧道段考虑飞机飞行跑道滑行及起降荷载。其中我院承担的K1+820K2+560段，K1+820K2+360段为隧道暗埋段，底板设计标高为-1.0350.798m；K2+360K2+560段为隧道敞开段，底板设计标高为0.7984.223m，隧道整体呈由南向北缓升的趋势。本工程由中交第二航务工程勘察设计院有限公司负责设计。（二）勘察目的、任务与技术要求根据工可确定的隧道以及路线方案，通过地质钻探，查明本工程所处范围内的地质结构、工程地

4、质与水文地质条件，查明不良地质的具体范围、性质等，并作出工程地质评价，为隧道设计、施工、试验研究提供准确、完整的地质参数。甲方委托设计单位，提出勘察技术要求如下：1、钻孔数量及孔深要求环岛路隧道共布置107个钻孔，我院负责的该段布置钻孔50个，钻孔位置图详见环岛路隧道钻孔布置图。本隧道钻孔要求进入中风化岩深度58m，或进入微风化岩35m，并注意区分孤石和基岩。2、钻孔取样所有钻孔均需全孔段取芯，并采取原状土样、原状砂样，钻孔取样间距不大于2米。为防止较薄的软夹层漏失，中间若遇有土层变化，应立即加密或调整取样间距。应保证砂性土原状样的质量和采样率，原状砂样应不少于50，即取样孔中砂样至少每隔一个

5、原状样。砂样若有漏失，应立即补取原状样（或扰动样）。3、地质勘察成果要求（1）、工程地质勘察任务的依据、目的和要求，以及本阶段工作的主要内容和工作量。（2）、阐述隧位区内主要的地形地貌、地层岩性、地质构造、地下水特性和不良地质现象类别和规模、特征。（3）、说明试验和分析的方法及其依据。（4）、查明本工程影响范围内建构筑的结构类型、基础类型、地基处理方式、埋深等现状，尤其应查明隧道靠海侧护岸抛石基础的分布情况，以便合理确定基坑围护方案。（5）、调查、收集本路段工程影响范围地下设施资料，如本路段工程影响范围内存在地下管线及其它设施，应详细查明其空间分布情况和形状。（6）、根据查明的地质条件，对环岛

6、路隧道进行工程地质评价，包括场区稳定、不良地质现象、地震、特殊性岩土，以及不良地质的防治措施。（7）、推荐各个土层单元土体物理力学指标，主要包括：天然含水量、天然重度、天然孔隙比、渗透系数、固结度、稠性界限（液限、塑限、液性指数）、快剪和固结快剪抗剪强度指标（粘结力、内摩擦角）、无侧限强度、压缩系数、内摩擦角、各单元土体天然地基容许承载力、岩石的饱和单轴极限抗压强度、钻孔桩侧极限膜阻力、各土层压缩模量及标贯指标。（8）、推荐基础持力层，并对基础结构形式、地基处理方案和桩基施工方法提出建议。根据揭示的不良地质条件，结合不同的基础形式，提出处理措施和建议。（9）、水文地质条件：调查隧址区的潮汐、潮

7、流、波浪等海洋水文情况；测定地下水位，调查水位的变化及与邻近地表水体的补给关系，分析地下水、海水对建筑材料的腐蚀性，确定土层的渗透系数。（10）、原位测试与取样：所有钻孔的取样及标贯测试间距按现行公路工程地质勘察规范执行。（三）勘察依据根据上述提出的勘察技术要求，本次勘察工作主要依据下列有关规范、规程执行：1、公路工程地质勘察规范（JGJ064-98）；2、公路隧道设计规范（JTGD70-2004）；3、公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ D63-2007）；4、公路工程抗震设计规范（JTJ004-89）；5、建筑抗震设计规范（GB50011-2001）；6、公路土工试验规程（JTJ051-9

8、3）；7、岩土工程勘察规范（GB50021-2001）。（四）工程资料收集、分析、评价及利用情况自建国以来福建省地质局对厦门岛范围组织进行过多次的工程地质及水文地质调查工作，其对本区域的地质工作主要以基础地质和水文地质调查为目的，本次隧道勘察所收集、参考的前人研究成果报告主要有：1、厦门幅区域地质普查报告1：20万2、厦门幅区域水文地质普查报告1：20万3、厦门市工程地质普查报告1：5万4、厦门地壳稳定性评价报告5、厦门岛综合性工程地质调查报告1：1万等。根据对前人有关隧址区工程地质、水文地质及断裂构造等资料进行仔细的研究，现场进行核实，并与本次勘察的钻探、地质调查成果综合比较、分析。这些前人

9、研究成果具鲜明的目的性和侧重点，其成果主要为大比例尺的区域地质、水文地质普查，尽管其属普查阶段且比例尺均较大，但其在区域地质、地层岩性、地形地貌和水文地质条件等多方面对本隧道工程都不失使用价值和指导意义。（五）勘察方法和质量评述及完成的工作量根据甲方的委托和设计单位提出的勘察技术要求及钻孔布置图，我院及时组织人员进行实地踏勘和组织施工。本次勘察我院共投入工作技术人员8名，共投入6台次钻机设备和若干测量等设备，依照相关规范及设计提出的技术要求，采用多种勘察手段，较圆满地完成本次勘察工作，所获得的成果报告能满足设计、施工的要求。本次勘察采取的主要勘察工作方法和完成的勘察工作量如下：1、勘察工作方法

10、（1）、工程地质调查与测绘：工程地质调查与测绘主要沿隧址区并向外围延伸约300500m的范围内进行，所采用的地形图（底图）由甲方提供，精度为1：1000。本次勘察地质调查及测绘工作主要是根据搜集的资料及详勘钻探等资料，进一步了解隧道沿线的地质岩性、构造发育情况、边坡等的情况。（2）、勘探点测放：本次勘察钻孔坐标及孔口高程由我院测量组根据机场附近的测量控制点B6（X2716337.078，Y=463480.155、H=6.028）、B7（X2716506.532，Y=463670.067、H=6.91）进行引测，属92厦门坐标系及85国家高程基准（1985国家高程基准=1956黄海高程基准0.0

11、78m）。（3）、钻探、取样：本次勘察钻探孔数量及孔位由设计单位按相关规范要求进行布设。钻孔主要沿拟建物两侧布设，共布钻孔50个，钻孔编号“ZKxx”。钻孔间距一般约30m。勘探深度按公路工程地质勘察规范（JTJ064-98）的有关要求及相关规范要求综合确定。钻孔孔深要求钻孔孔底标高应进入中风化基岩58米,或进入微风化基岩35米，如遇孤石，则应钻穿孤石,并进入完整基岩5米。钻探设备采用XY-100型液压钻机，127mm口径金刚石钻头单套取芯钻进，套管或泥浆循环护壁的施工工艺，终孔直径为75mm。岩芯采取率：粘性土类大于85%、砂类土大于45%、强风化岩大于65%、中微风化岩均大于80%。本次勘

12、察岩样主要在碎块状强风化微风化岩的岩芯中采取；原状土样主要在填筑土、淤泥质土、残积砂质黏性土中采用厚壁取土器重锤少击法采样（其中软土采用薄壁取土器静压法采取）；原状砂样主要在砂混淤泥层中采用专门取土器重锤少击法采取；扰动土试样主要在砂层的岩芯中采取；水样采用纯净玻璃瓶在钻孔中采取，并加入大理石粉，48小时内送样做水质分析试验。岩芯摆放整齐，并按回次标签标示，终孔后拍照保存。（4）、标贯测试标准贯入试验主要在填筑土、砂层、残积砂质黏性土及全风化岩、强风化岩（土状或砂砾状）中进行，测试间距约2m，试验方法采用自动脱钩自由落锤法，并严格按照有关规程操作。对未到达30cm、标贯击数大于50击，停止锤击

13、，记录实际贯入度与实际锤击数，内业整理换算成30cm锤击数。当折算锤击数大于200击，以N200击表示，标贯间距视取样间距确定，即取样后即进行试验。所有标贯击数均未作杆长校正。（5）、室内岩、土、水试验：本次勘察岩土水试验工作均委托厦门地质工程勘察院土工实验室进行，所有采取的试样均当天采取当天集中送达实验室，以保证试样能及时开土试验，及时完成试验项目。试验操作过程严格遵照公路土工试验规程（JTG E40-2007）。试验项目以常规、颗分为主，扰动土试样加做休止角试验，软土加做三轴不固结不排水剪；岩石试验中强风化岩（碎块状）进行点荷载试验，中微风化岩分别进行饱和及干燥状态下的单轴极限抗压强度试验

14、；水质分析的项目为PH值、游离CO2、侵蚀CO2、总碱度、碳酸根、氯离子、钙离子、镁离子、硫酸根、总硬度等。2、完成工作量环岛隧道勘察外业工作自2008年2月22日始至同年3月11日止，外业钻探历时19天，共完成工程地质钻孔49个。其中应说明的是，由于受场地地物影响，本次勘察ZK101孔无法入场施工。 本次勘察隧道段共完成的主要实物工作量如表1: 完成的实物工作量 表1序号勘察项目勘察内容单位工作量1勘 探钻探孔49钻探总进尺米2297.32原位测试标准贯入试验次7783取样取原状样薄壁样件28厚壁样件164原状砂样件32扰动样件155取岩芯样组94取水样组44室内试验土工试验常规土工试验件2

15、24颗分试验件328压缩试验件324三轴UU剪试验件12直剪（快剪）试验件219渗透试验件64密度试验件/水质简分析组4岩石试验点荷载试验组18抗压强度试验组76抗剪断试验组/5测 量测放勘探点个49二、自然地理概况（一）地理位置厦门位于福建东南沿海，地处闽南“金三角”中心地带。厦门本岛地势由南向北倾斜，东北、西北部较为平坦，东南部多山，最高的云顶岩海拔340m，属丘陵山地。拟建工程起始于环岛路机场段，后整体向北东向穿行，至集美大桥。本隧道工程位于厦门本岛东北部滨海潮间带滩涂地貌区，后经人工回填造陆，目前现场地均为陆域。（二）地形、地貌 拟建工程场地位于厦门高崎国际机场跑道东侧，场地原始地貌为

16、滨海潮间带滩涂，后因航空物流园区的建设需要被人工回填造陆（填料主要为填砂及部分填筑土），场地现地面整体较平坦开阔，现地面标高一般在4.56.0m间。根据现场调查，拟建工程场地东侧沿造地边缘均修筑有直立式护岸，护岸高约10m（护岸顶设计高程为+5.5m，护岸底设计高程为-3.0m-6.0m），为预制沉箱加预制消浪块的组合护岸形式，现整体完整坚固未见损坏。其中拟建隧道工程K1+820K2+200段距护岸较近约15-20m，K2+200K2+560段距护岸较远约20-40m。另外，由于回填造地工程尚未完全竣工且拟建场地部分地段被利用作为集美大桥机场隧道建材或施工器材堆放点，场地现状较为复杂，其中K2

17、+120K2+260段隧道右幅堆放大量的海砂；K2+420K2+560段分布有大量钢筋、护筒及大量块石等物。场地环境情况详见钻孔位置平面图。（三）水文、气象1、气象拟建场地区域属亚热带海洋性季风气候，温和多雨，暖热湿润；夏无酷暑，冬无严寒，气候宜人。多年平均气温为20.9，极端最高气温38.5（1979年8月15日），极端最低气温2.0（1957年2月12日）。多年平均降水量为1183.4mm。降雨主要集中在39月，占全年降雨量的80以上，其中又以58月降雨量最大。多年平均雾日数22d，年最多雾日数36d，年最少日数8d，全年以34月雾日最多，月平均雾日5.4d，沿海地区多以平流雾为主，多发生

18、在夜间和凌晨，一般日出后即消散。工程区全年常风向ENE向，出现频率19，次常风向NE向，出现频率13。受季风影响，13月以东北风为主，46月以东风和东南风为主，79月以东南风和东北风为主，1012月以东北风为主。场区每年710月常受台风影响和袭击。中心风力达12级以上。据19492000年资料统计，52年中热带气旋共出现344个，平均每年6.7次，最多年14次（1961年）；最大风速24.5m/s，共出现212次，平均每年4.2次，瞬间最大风速可达60m/s（5903号台风）。多年平均相对湿度78，38月空气湿度较大，达到80以上，11月较干燥，相对湿度仅为69，年日最大可达91。全年均可出现

19、雷暴，全年平均雷暴天数约44.8d，每年的39月较多，其中尤以8月为最多，平均为8.8d ,初雷最早在1月，最迟在4月。2、海洋水文（1）潮汐拟建工程海域的潮汐类型属正规半日潮，对岸边冲刷力较强，工程区域潮汐特征值，可参考厦门海洋站的潮位资料来分析，详见表2：厦门海洋站潮汐特征值（基准面：1956年黄海高程系）表2潮汐特征 测站厦门海洋站最高潮位（m）4.54最低潮位（m）-3.30平均高潮位（m）2.47平均低潮位（m）-1.41最大潮差（m）6.92最小潮差（m）0.99平均潮差（m）3.98平均海平面（m）0.35平均涨潮历时6小时08分平均落潮历时6小时18分（2）潮流进入厦门港域有两

20、股潮流，一股通过嵩鼓、厦鼓水道，经西港的主航道到达宝珠屿附近海域，然后分成进入马銮海堤以东和集美海堤以西的两支流；另一股是通过五通澳头断面进入同安湾，在鳄鱼屿附近分成两支，一支进入同安湾顶海域，一支进入集美海堤以东海域。落潮时两股流基本是沿进入的路径退出。同安湾的潮流属规则半日潮流，潮流的旋转率都很小，属于往复流。涨潮流流速一般小于落潮流速。该海域平均大潮最大流速一般小于40cm/s。同安湾口水平方向上存在着北进南出的余流环流，垂直方向上存在着上出下进余流环流。在集美海堤附近余流从上到下均是朝湾口。年平均海平面变化不大，但月平均海平面随季节变化显著，多年平均海平面最大值出现在10月份，最小值出

21、现在4月份。海水表层年最高温度31.6，年最低温度10，平均温度21.3，与气温相近。（3）波浪工程所在的海域受大、小金门岛的掩护，外海产生的大浪难以影响到工程海域，对工程产生影响的主要波浪为当地的风成浪，尤其是台风影响时形成的风浪。（4）海域沉积近40年来，拟建场地区域内兴建了码头、海堤和成片的滩涂围垦，导致该海域水动力的变化，根据海底地貌的性态特征及其冲淤变化趋势，拟建场地所处的海域属水下潮流浅滩淤积区。本区域所在的高集海堤东侧至大离亩屿海域淤长显著，根据1938、1954、1975年海图对比，该海域水深减少12m不等。根据210Pb测定，淤积速率为7cm/a，此外根据微古生物揭示，拟建区

22、域0219cm的粉砂质泥系建堤后的沉积。（四）区域地质背景厦门处于“闽东燕山断坳带”东侧与闽东沿海变质带相接的中部。规模巨大的燕山运动，奠定了岛内的基本构造格架。本隧道位于厦门岛东北部，据厦门地区区域地壳稳定性评价报告，本场地属相对基本稳定亚区。该区经历了燕山期与喜马拉雅山期两期构造运动。燕山晚期强烈的构造运动伴随酸性岩浆大量侵入，后期继续性比前期有所减弱的喜马拉雅山期构造运动则在前期形成的岩体中产生不同规模的断裂，并伴随有小规模的岩浆活动沿断裂贯入，形成中性、中酸性岩脉。从区域资料分析，外围主要受三条断裂带控制：NNE向长乐南澳断裂带、滨海断裂带和近EW向南靖厦门断裂带。受其影响，区内构造运

23、动主要表现为以断块差异升降运动为主，断裂、裂隙走向主要呈NNE向、高角度产出，并伴随较多的辉绿岩脉侵入，晚更新世以来运动逐渐减弱，形成了本区以剥蚀作用为主的沉积环境，本次勘察未见活动性断层和新构造活动痕迹，场地构造条件稳定。三、隧址区工程地质条件（一）地层岩性根据本次勘察结果，勘区范围内地表均被第四系土层覆盖，现将勘区内各地层从新至老分述如下（其中应说明的是，本报告各地层编号系根据整个隧道工程揭露的地层编制，部分地层有缺失）：1、人工填筑层（Q4me）：（1）填筑土（Q4me）1：褐黄、褐红等色，成分较为单纯，主要由粘性土回填而成，拟建场地大部分地段钻孔有揭露，厚1.85.0米左右，松散稍密状

24、，属新近回填，填龄约1年。（2）填砂（Q4me）2：灰白、灰黄色，成分主要由中粗、砾粒石英砂颗粒回填而成，泥质含量约占1015不等，拟建场地各钻孔均有揭露，厚度变化较大为5.814.6米，整体呈松散状，属新近回填，填龄约1年。（3）块石（Q4me）3：灰白色，该层拟建场地仅ZK66、ZK84孔有揭露，整体呈夹层状分布于填砂层中，厚度为1.84.2米，成分主要由花岗岩块石回填而成，块径约2040cm不等，间隙冲填砂，属新近回填，填龄约1年。2、第四系海积层（Q4m）：（1）淤泥质土（Q4m）2：灰、灰黑色，成分主要由淤泥质粘、粉粒构成，含有机质，软流塑，饱和状，具腐臭味。层顶标高为-10.32-

25、6.17米,层底标高为-12.79-8.05米，层厚约0.84.4米，该层压缩系数平均值为0.83MPa 1，属高压缩性土。（2）砂混淤泥（Q4m）3：灰、灰黑色，成分主要由中、粗砂颗粒构成，淤泥质含量约占2530，松散，饱和状，具腐臭味。层顶标高为-10.27-5.88米,层底标高为-12.54-9.20米，层厚约1.54.4米，平均标贯击数N=8.9击。3、残积土（Qel）：（1）残积砂质黏性土（Qel）2：黄褐、灰黄、浅灰等花斑色，可塑状为主，夹1020的石英砂颗粒。系花岗岩强烈风化残留而成，成分主要为长石风化而成的粘粉粒和石英颗粒及少量云母碎屑组成，在垂直方向上随深度增大而风化减弱、强

26、度增高的趋势。平均标贯击数N=22.7击,平均压缩系数a1-2为0.317 MPa-1,属中等压缩性土，该层层顶标高-12.79-8.77米，层底标高为-22.67-12.51米，层厚变化较大为0.811.3米。属特殊性土，具有遇水软化而使强度降低的不良特性。（2）脉岩残积黏性土（Qel）3：褐黄色，可塑状为主，系辉绿岩强烈风化残留而成，成分主要为斜长石风化而成的粘粉粒组成，该层在垂直方向上亦具有随深度增大而风化减弱、强度增高的趋势。平均标贯击数N=23.8击,平均压缩系数a1-2为0.385 MPa-1,属中等压缩性土，该层层顶标高-12.51-9.31米，层底标高为-19.61-16.57

27、米，层厚7.17.2米。该层整体呈脉状穿插于花岗岩残积土中，属特殊性土，具有遇水软化而使强度降低的不良特性。4、全风化岩：（1）全风化花岗岩（）1：褐黄、灰黄、灰白色，硬塑坚硬土状，成分以长石和石英为主，长石基本风化为粘土，含有少许暗色矿物，钻孔岩芯呈土状及饼状，该层层顶标高-22.67-8.05米，层底标高为-28.60-10.25米，厚 0.89.7 米，平均标贯击数N=40击。（2）全风化辉绿岩（）2：褐黄色，坚硬土状，成分以斜长石为主，斜长石基本风化为粘土，含有少许暗色矿物，钻孔岩芯呈土状及饼状，该层层顶标高-24.52-9.61米，层底标高为-28.42-13.66米，厚 2.26.

28、1 米，平均标贯击数N=43.4击。5、强风化岩：（1）强风化花岗岩（砂砾状）（）1：褐黄、浅灰色，中粗粒结构，成分主要为未完全风化的长石和石英颗粒及少量云母碎屑组成，岩石风化强烈，岩芯极破碎，呈砂砾状,为散体状结构，RQD指标为0。手搓易散，平均标贯击数N50击，力学强度较高，但如遭受长时间的浸水仍会较快软化而使强度降低，该层层顶标高-44.17-10.25米，层底标高为-48.71-21.58米，层厚约0.428.0米，该层在场地钻孔揭露地段内，未发现有软弱夹层、洞穴及临空面。 （2）强风化花岗岩（碎石状）（）2：褐黄、浅灰色，成分以长石和石英为主，岩石结构破碎，钻孔岩芯呈碎块状，属镶嵌碎

29、裂状结构，RQD指标为0。该层层顶标高-48.71-18.32米，层底标高为-57.66-18.82米，层厚约0.39.1米，该层在场地钻孔揭露地段内，未发现有软弱夹层、洞穴及临空面。（3）强风化辉绿岩（土状）（）3：褐黄色，原岩矿物中斜长石部分风化变异，成分主要为未完全风化的斜长石和少量暗色矿物组成，岩石风化强烈，岩芯极破碎，呈坚硬土状，RQD指标为0。手搓易散，平均标贯击数N50击，力学强度较高，但如遭受长时间的浸水仍会较快软化而使强度降低，该层层顶标高-28.42-13.66米，层底标高为-40.12-26.31米，层厚约3.115.9米，该层在场地钻孔揭露地段内，未发现有软弱夹层、洞穴

30、及临空面。（4）强风化辉绿岩（碎石状）（）4：褐黄色，成分以斜长石为主，岩石结构破碎，钻孔岩芯呈碎块状，属镶嵌碎裂状结构，RQD指标为0。该层层顶标高-35.70-26.31米，层底标高为-41.60-33.71米，层厚约5.911.5米，该层在场地钻孔揭露地段内，未发现有软弱夹层、洞穴及临空面。6、中风化岩：（1）中风化花岗岩（）1：灰白、褐黄、浅肉红色，矿物成分主要为长石和石英为主，含少许黑云母矿物。中粗粒花岗结构，块状构造，岩芯呈柱状为主，部分地段可呈碎块状，原生节理面有铁、锰质浸染现象，岩芯锤击声较清脆，较难击碎，RQD指标约4060。该层层顶标高-47.20-21.95米，层底标高为-49.47-24.35米，层厚约0.64.0米，力学强度较高。该层在钻孔揭露地段内未发现有软弱夹层、洞穴及临空面。（2）中风化辉绿岩() 2：灰绿色，辉绿结构，块状构造，成分以斜长石和辉石为主。含少许黑云母矿物。岩芯呈短柱、碎块状为主，原生节理面有铁染、锰质侵染现象，RQD指标约20-30不等。该层层顶标高-45.70-27.13米，层底标高为-50.0-32.99米，层厚约1.08.2米，岩面起伏大，以岩脉的形式产出，分布不具规律性。该层在钻孔揭露地段内未发现有软弱夹层、洞穴及临空面。7、微风化岩：（1）微风化花岗岩（）1：灰白、浅肉红色，中粗粒花岗结构，成分以长石、石英为主，含