隧址区工程的地质条件及围岩分级研究

邓达文

（中盐勘察设计院有限公司，湖南 长沙 410014）

结合华新水泥东南排土场地质条件，根据地层岩性与地质构造特点，明确各层岩土渗透性和物理力学性质指标，提出合理的工程地质与水文地质勘察检疫，保证排洪系统与各项安全设施能够稳定运行。

1 工程概况

华新水泥东南排土场位于湖南省株洲市株洲县渌口区渌口经济开发区南洲新区。该排土场北侧底部高程为61.23 m，1级平台高程为69.85 m，平台宽15.4 m；2级平台高程为79.4 m，平台宽21.8 m；3级平台高程为86.63 m，平台宽7.9 m。

2 隧址区工程地质条件

2.1 区域地质构造情况

株洲市位于罗霄山脉西麓，南岭山脉至江汉平原的倾斜地段上，总体地势东南高、西北低。水域637.27 km2，占市域总面积的5.66%；平原1 843.25 km2，占16.37%；低岗地1 449.86 km2，占12.87%；高岗地738.74 km2，占6.56%。

该地区的地层发育较为齐全，从元古界冷家溪群、板溪群至古生界、中生界、新生界第三系和第四系均有分布。株洲市地处湘东褶断带，褶皱隆起与拗陷形成的构造盆地相间雁行式排列，构造线为北北东—南南西形式，具有多字型构造特征。自北而南，依次为株洲拗陷、官庄高峰隆起、武功山隆起、茶陵拗陷、炎陵隆起，隆起与拗陷之间以断裂为界[1]。

2.2 场地地形地貌

排土场场地属于丘陵地貌单元，山脉总体走向为北东向—南西向，地势为中间高四周低。排土场场地内标高通常在50～95 m之间，排土场及矿区范围内最高处是矿区南东角凤行坡，标高是95.14 m；最低处为矿区北东端的小溪处，标高是38.54 m。排土场红线范围内地形坡度较缓，一般在5°～15°之间，局部在15°～20°之间，地形多为较圆缓的丘陵小山包，地形整体连续，蜿蜒曲折，地表植被发育较好，属于全覆盖型碳酸盐岩溶地貌。

2.3 不良地质作用

在此次勘察当中，场地钻孔控制深度范围内，并没有发现有影响场地稳定性的全新活动断裂、采空区、地面沉降、滑坡、泥石流等不良地质作用。

2.4 场地地层及岩性

结合钻孔能够得知，场地内地层按其形成年代分为第四系土层及泥盆系中统棋梓桥组石灰岩，各岩土层特征描述如下：

（1）素填土（Q4ml）①：为褐红色，较为湿润，主要由粘性土、石灰岩块石碎石等组成，压实完毕，块石的碎石含量约为5%，岩芯采取率在88%～95%之间。堆填年限小于10年。本次勘察时，场地内zk1、zk2外其余钻孔钻遇该层，层厚在1.2～25.2 m之间。

（2）粉质粘土（Q4el）②：为棕红色，较为湿润，硬塑，没有摇震反应，切面有一定光泽，韧性及干强度中等，岩芯采取率在90%～95%之间。本次勘察时，该层在场地内钻孔均揭露。标高在53.4～90.3 m之间，层厚在0.7～5.0 m之间[2]。

（3）中风化石灰岩（D2q2）③：灰白色，隐晶质结构，厚层状构造，岩性主要为泥盆系中统棋梓桥组石灰岩，局部夹含泥灰岩、含云质灰岩透镜体，矿物成分以方解石为主，节理裂隙稍发育，岩芯呈长柱状，一般柱长在150～260 mm之间，锤击声脆，不易碎。

2.5 地下水及地表水

在勘察环节中，勘察深度范围内全部的钻孔均没有遇见地下水。排土场场地内未见地表水。矿区周围分布2处小水塘，排土场西北侧水塘距排土场大约有60 m，排土场南西侧水塘距排土场挡墙20 m左右。

3 隧址区工程的地质条件评价及围岩分级

3.1 工程地质评价

3.1.1 排土场周边环境工程地质评价

排土场北侧100 m左右为华新水泥采矿区，东西侧是山坡坡地，坡地植被发育比较好，坡度一般在5°～15°之间，属于第四系地层覆盖，排土场南侧为山坡坡地植被不发育，坡度一般在15°～25°之间。排土南侧和东侧有2处挡墙，排土场南侧2户民房已拆除。岩土边坡的计算参数如表1所示。

表1 岩土边坡计算参数

3.1.2 排土场重力挡墙工程地质评价

排土场南西侧挡墙尺寸如下：宽2.1 m、高4.6 m、长51.1 m。

结合钻孔zk2揭露，排土场地基基础属于粉质粘土类型，土层厚度是1.6 m，下伏基岩为中风化石灰岩，南西侧挡墙是混凝土重力挡墙，挡墙内外墙直立，勘察期间挡墙并没有出现开裂、倾斜现象。

排土场东侧挡墙尺寸如下：宽3.2 m、高3.7 m、长57.1 m。属于混凝土重力挡墙，挡墙内外墙直立，勘察期间挡墙并没有发生倾斜等现象[3]。

3.1.3 排土场场地工程地质评价

排土场排土通过汽车运输至排土场北侧道路进行排土，本次勘察排土场内钻孔没有见到地下水，在排土场内形成3级平台及边坡，边坡外坡比为1：1.2～1：2.0，排土场南侧及西侧的填土层厚较小，排土场内的素填土厚度在1.2～25.2 m之间，平均厚度是13.78，下部地层为粉质粘土层，粉质粘土层厚0.7～5.0 m，均厚度是3.02 m，下伏基岩为中风化石灰岩，无软弱夹层。排土场内没有滑坡、岩溶等不良地质现象。因此，建议在zk9至zk25段下游设置重力挡墙，排土场场内平台及边坡设置排水沟。

新水泥东南排土场边坡为采矿区运输至排土场堆填的素填土，经过分层碾压，堆积时间较短，为10年以下新近堆填。在排土场北侧靠近采矿区形成3个阶梯状的边坡。从下至上分别为1号平台下边坡、2号平台下边坡、3号平台下边坡。

现分别对边坡进行稳定性分析：华新水泥东南排土场1级平台边坡坡高2.1～13.2 mm，坡底高程为60.17～63.5 m，坡顶高程为69.71～76.62 m，边坡长425 m，外坡比为1：1.2～1：1.8，主要地层为素填土①、粉质粘土②，为土质边坡，根据现场踏勘，边坡的坡顶前缘及后缘未发现滑移产生的拉张裂缝痕迹，裸露的临空坡面局部没有出现开裂现象，坡底也没有出现隆起等异常现象。

3.2 围岩分级

根据隧道围岩的岩性特征及岩体完整程度，按照有关规范，隧址区围岩划分为：微风化硅质板岩II或IV级。主要围岩分布及其特征如表2所示。

结合以往的工程经验，确定隧道各级围岩物理力学指标建议如表3所示。

表2 主要围岩级别分布表

表3 各级围岩物理力学指标建议值

4 结语

综上，通过对隧址区工程地质条件及围岩分级进行全面分析，能够保证场地与地基地震效应岩土工程勘察数据得到更好利用，场地类别划分更为合理，帮助有关人员更好的划分地震危险地段、有利地段与不利地段。