某隧道地质调查成果与评价

王小林 兰州铁道设计院有限公司，甘肃 兰州 730000

某隧道地质调查成果与评价

王小林 兰州铁道设计院有限公司，甘肃 兰州 730000

为了研究某隧道的稳定性情况，针对该隧道工程地质情况进行了调查，并给出稳定性评价情况，结果表明：围岩岩性为强～中风化砂质板岩，岩体不完整，岩质软。自稳能力无～较差，稳定性差，易发生坍塌事故，建议适当调整路线纵坡坡率。

隧道；地质调查；稳定性

引言

隧道工程地质调查是隧道稳定性评价的重要内容[1,2]，某隧道为一连拱式浅埋短隧道，起止桩号为：K63+905～K64+075，全长170.0m，最大埋深约47.66m，进、出口设计高程352.72～355.52m，设计纵坡为单向坡，坡率：1.6%，轴线方位角220°。为了研究该隧道的稳定性情况，针对该隧道工程地质情况进行了调查，并给出稳定性评价情况。

1 工程地质条件

1.1 地形地貌

场区地貌上属于剥蚀构造低山丘陵地貌。位于会同县林城镇小茶溪村东北，隧道横穿一呈近东西走向的山体鞍部，隧道走向与山体走向大致垂直，地形起伏较大，山高坡陡。隧道轴线通过地面标高为353.85～401.98 m，相对高差约44m，山体自然坡度25～32°，地表植被较发育；进口端地处南北方向的冲沟上部，地形较陡，覆盖层较薄，出口端地处南北方向的冲沟顶部，地形陡，覆盖层较薄。

1.2 地层岩性

通过实地地质调查及对已有工程地质勘察、设计资料的分析，认为该隧址区地层自上而下依次为：上覆土层为第四系更新统残坡积成因黏土，下伏基岩为上元古界板溪群漠滨组浅变质岩，岩性为砂质板岩；各岩土层基本特征如下：

黏土：棕红色，稍湿，可塑，土质不均匀，以粘粒为主，含少量砂质板岩角砾，厚度0.6～1.8m，分布于山体斜坡及表层；

全风化砂质板岩：棕红色，岩石风化呈土状，原岩结构基本被破坏，夹少量强风化碎块，揭露厚度0.7m，分布于整个隧址区；

强风化砂质板岩：棕红、浅灰黄色，浅变余砂质结构，板状构造，节理裂隙特别发育，节理面有较多黑色铁锰质浸染，岩石不完整，岩质极软～较软，揭露厚度7.4～14.5m，分布于整个隧址区；

中风化砂质板岩：浅灰色，浅变余砂质结构，板状构造，裂隙较发育，部分裂面有少量铁锰质浸染，岩体较完整，岩质较坚硬，岩性较脆。该层未揭穿，揭露最大厚度13.3m，分布于整个隧址区。

1.3 岩层产状及节理分布情况

隧址区岩层（砂质板岩）为单斜构造，岩层产状为196°∠6°，节理裂隙较发育，多为“X”形剪节理，并垂直岩层层面发展：

进口段发育节理2组，分别为：J1 45°∠10～25°，节理间距1.0～1.5m，延伸长度3.0～5.0m，节理面平直，闭合，裂隙间无充填物，节理密度5条/m；J2 320°∠57～88°，节理间距0.5～1.5m，延伸长度5.0～10.0m，节理面平直，闭合～微张，裂隙间无充填物，节理密度8条/m。

1.4 水文地质条件

场区地下水由上部土层孔隙潜水和下部基岩裂隙水组成，均接受大气降水补给。上部土层与地下水联系密切，补给源为大气降水和地下水侧向补给；基岩裂隙水受控于风化层厚度及节理裂隙的闭合程度，透水性及富水性均较好，补给源为大气降水，受季节影响，水量变化大。

2 隧道围岩稳定性分析及评价

2.1 隧道进口段稳定性分析及评价

洞口地处山体斜坡地带，为重丘坡地地貌单元，里程桩号为K63+905，洞口底板标高为352.72m，地面高程为355.64m，自然坡度约25°，植被发育，围岩等级为Ⅴ级，具碎石状结构，稳定性差，成洞较困难。岩性为强风化砂质板岩，覆盖层较薄，岩层产状为196°∠6°，岩层倾向与坡向大角度相交，倾角较缓，成逆向坡，对洞口段围岩稳定较有利，但强风化岩层厚度较大，节理裂隙很发育，岩体破碎，稳定性差；隧道开挖后，在岩层面及节理裂隙J1的共同切割作用下，易沿节理裂隙产生“追踪性”破坏，并形成不稳定的“楔形体”，洞顶易产生坍塌。

2.2 隧道洞身段稳定性分析及评价

该段属重丘山顶地貌单元，地形起伏稍大，地表植被较发育，洞身顶板围岩厚度18～47m，岩性为强～中风化砂质板岩，板状构造，节理裂隙发育，岩质较软，岩体较破碎，岩体多呈碎裂～块状结构，属Ⅴ～Ⅳ级围岩，稳定性较差，一般无自稳能力，数日～数月内可发生松动变形、小塌方，进而发展为中～大塌方。

2.3 隧道出口段稳定性分析及评价

洞口地处山体冲沟顶部，为丘陵坡、谷地地貌单元，里程桩号为K64+075，洞口底板标高为355.52m，地面高程为359.56m，自然坡度20～40°，地表植被发育，围岩等级为Ⅴ级，具碎石状结构，稳定性差，成洞较困难；岩性为强风化砂质板岩，覆盖层薄，岩层产状为196°∠6°，其走向与线路呈大角度相交，倾向与坡向相同，形成顺向坡，岩层倾角较缓，对围岩的稳定极为不利，隧道走向与节理裂隙J1近平行或小角度相交，对隧道洞壁稳定极为不利，在其他裂隙的组合下易产生顺隧道走向的“追踪”型破坏，围岩破坏形态多呈楔形体块状不稳定体。

2.4 隧道水文地质评价

隧道进、出口均处于山坳斜坡地匀，起到类似筛网的作用，减缓了由于粗骨料的快速失水所产生的裂缝，延缓了第一条塑性收缩裂缝出现的时间。同时，在混凝土开裂后，纤维的抗拉作用阻止了裂缝的进一步发展，从而能较大幅度提高混凝土的抗渗性和抗裂性。

三、聚合物溶液

一般为有机乳液，颗粒较小，粒径小于1μm，不到水泥颗粒的1/10，有利于集料表面的紧密堆积。此外，乳液均匀分布于水相中，随着水分减少而渐渐靠近，最后相互扩散而成为薄膜，因此，水分多的地方，聚合物颗粒也多，所以聚合物会在集料表面富集，聚合物本身具有良好的变形能力，使其能够在界面过渡区形成良好的、具有高度抗渗性的薄膜，从而提高了混凝土的抗渗性和耐久性。

四、掺入多种材料进行复合改性

主要是根据前面所讲的三种掺和材料的特性，针对不同的施工工艺和建筑物环境使用的要求，对混凝土进行复合改性，改善混凝土界面区的组成、结构与性能，拟提高混凝土物理性能、力学性能和耐久性。

众所周知混凝土是一种多相复合材料，也是世界上最广泛采用的建筑材料，其性能取决于水泥浆基体、骨料及其两者界面结合的性能。大量的试验研究和工程实践表明：在混凝土中掺入以上一种或几种掺和料，可以有效地改善混凝土的物理力学性能，满足某些特殊工程的要求，也是当今混凝土应用技术发展的趋势。

[1] P·梅泰;祝永年等译.混凝土的结构、性能与材料[M].上海：同济大学出版社.1991年

[2] 杨坪，彭振斌.硅粉在混凝土中的应用探讨[J].混凝土.2002，1

[3] 蒲心诚,等.高效活性矿物掺料与混凝土的高性能化[J].混凝土,2002，2

[4] 钟世云,等.聚合物改性水泥砂浆界面过渡区的交流阻抗谱研究[J].硅酸盐学报.2002，4

[5]黄从运,等.聚合物改性水泥混凝土[J].房材与应用.2002，10

Results and Assessment for a Tunnel Geological Situation

Wang XiaoLin
Lanzhou Railway Survey and Design Institute Co., Ltd,Lanzhou 730000,China

In order to study the stability of one tunnel, the engineering geological situation is investigated, to give out the stability assessment situation. The investigation results show that, the surrounding rock mass is high to middle weathered slate, the rock mass is incomplete with soft characteristic.The stability of the tunnel is poor, which is easy to lead to the collapse failure, it is recommend to adapt the slope of the cutting plane.

tunnel; geological investigation; stability

TU457

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.050

张文恩(1977-),男, 大学本科，建筑工程专业,建筑施工工程师。