成渝高速公路隧道綜合地質(zhì)勘察

成渝高速公路復(fù)線隧道綜合地質(zhì)勘察

THEFIFTHSURVEYANDDESIGNINSTITUTEOFTHEMINISTRYOFRAILWAYS中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司

2012年9月西安目錄前言1隧址區(qū)工程地質(zhì)條件2隧道綜合勘察方法3鉆探、試驗(yàn)7遙感判釋及解釋4結(jié)語8地面地質(zhì)調(diào)查5綜合物探6

成渝高速公路復(fù)線（重慶境）起于重慶市繞城高速公路，經(jīng)重慶市璧山、銅梁、大足，止于大足縣川渝交界的觀音橋，全長(zhǎng)78.629公里，是重慶市和四川省高速公路網(wǎng)規(guī)劃中的連接成渝經(jīng)濟(jì)雙核的最便捷通道。全線采用設(shè)計(jì)時(shí)速120公里/小時(shí)、路基寬度34.5米的六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)行全封閉、全立交、完全控制出入、收費(fèi)管理方式。是西部地區(qū)和山區(qū)公路標(biāo)準(zhǔn)最高的高速公路之一。

1前言項(xiàng)目單位數(shù)量備注1．路線長(zhǎng)度公里78.6293．特大橋、大橋米/座7415.9/205．中橋米/座560/88．特長(zhǎng)隧道米/座6624/29．長(zhǎng)隧道米/座4081.5/211．互通式立交處7主要工程數(shù)量表1前言

1前言序號(hào)隧道名稱進(jìn)口樁號(hào)進(jìn)口設(shè)計(jì)標(biāo)高(m)出口樁號(hào)出口設(shè)計(jì)標(biāo)高(m)長(zhǎng)度(m)備注1縉云山隧道K2+262305.87K5+010309.822748分離式Y(jié)K2+275305.95YK4+956310.0826812云霧山隧道K18+150.9354.9K21+510287.713359.1分離式Y(jié)K18+150354.92YK21+480288.3033303巴岳山隧道K32+090345.428K35+290307.0863200分離式Y(jié)K32+040345.178YK35+287.81307.1183247.814九頂山隧道K46+460351.637K47+880387.1581420分離式Y(jié)K46+495352.395YK47+881.23387.1791386.23沿線主要隧道表2隧址區(qū)工程地質(zhì)條件

成渝高速路復(fù)線隧道隧址區(qū)地形、地貌受地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性的控制明顯，具有構(gòu)造剝蝕-溶蝕顯著特征，山脈走向與構(gòu)造線方向一致，形成“一山三嶺二槽”的特點(diǎn)，具典型的川東平行嶺谷景觀。隧址橫貫揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)重慶陷褶束華鎣山穹褶束的溫塘峽背斜、瀝鼻峽背斜和西山背斜，軸部地層為三疊系下統(tǒng)嘉陵江組（T1j）和三疊系中統(tǒng)雷口坡組（T2l）的可溶性碳酸鹽巖類，兩翼巖層由老至新依次出露三疊系上統(tǒng)須家河組（T3xj）和侏羅系下統(tǒng)的珍珠沖組（J1z）。隧道洞身工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件復(fù)雜，主要表現(xiàn)在嘉陵江組（T1j）和雷口坡組（T2l）巖溶較發(fā)育，含有鹽溶角礫巖，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，隧道開挖易發(fā)生突水、突泥事故，且洞身可溶巖段落發(fā)育斷層數(shù)條，斷層帶兩側(cè)巖溶發(fā)育、地下水豐富。另外，隧道洞身穿越煤礦采空區(qū)，易發(fā)生老窯突水、采空區(qū)崩塌以及瓦斯突出和煤塵爆炸等工程、水文地質(zhì)危害。此外隧道洞頂?shù)乇硭畮?kù)、水塘較多，生態(tài)環(huán)境復(fù)雜。

溫塘峽背斜

北碚向斜

瀝鼻峽背斜壁山向斜大廟向斜贏山向斜西山背斜河包場(chǎng)背斜大石堡向斜高升鎮(zhèn)背斜沿線隧道出露的基巖主要是三疊系地層。其中上統(tǒng)須家河組共分為6段，1、3、5為頁巖含煤地層；2、4、6段以砂巖為主。中統(tǒng)雷口坡組灰?guī)r與鹽溶角礫巖互層；下統(tǒng)嘉陵江共分為4段，隧道區(qū)主要為3、4段，以灰?guī)r為主。3隧道綜合合勘察方方法鑒于本線線隧道工工程地質(zhì)質(zhì)、水文文地質(zhì)條條件、環(huán)環(huán)境地質(zhì)質(zhì)條件均均較復(fù)雜雜，設(shè)計(jì)計(jì)和施工工均需采采取有效效的勘察察手段以以查清隧隧道洞身身工程地地質(zhì)和水水文地質(zhì)質(zhì)條件。。隧道初初勘主要要采用地地面調(diào)查查、鉆探探、波速速測(cè)井、、試驗(yàn)等等手段，，隧道詳詳勘采用用了遙感感判釋、、地面地地質(zhì)調(diào)查查、高密密度電法法、大地地電磁法法（EH4）、電測(cè)測(cè)深法、、綜合測(cè)測(cè)井及鉆鉆探驗(yàn)證證、井下下彩色電電視的綜綜合勘探探方法。。4遙感判釋釋及解釋釋利用LANDSAT7+ETM的衛(wèi)星遙遙感數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行判判釋，其其中TM7(R)、TM4(G)和TM1(B)波段組合合可以很很好地解解析該區(qū)區(qū)域地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造，，而TM5(R)、TM3(G)和TM2(B)的組合也也相當(dāng)好好。根據(jù)據(jù)地質(zhì)判判釋標(biāo)志志,分析測(cè)區(qū)區(qū)地形地地貌、地地層巖性性、地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造和和不良地地質(zhì)等對(duì)對(duì)隧道工工程的影影響。遙遙感成果果為下一一階段的的地質(zhì)調(diào)調(diào)繪工作作起宏觀觀指導(dǎo)作作用。結(jié)合區(qū)域域地質(zhì)資資料，在在云霧山山隧址區(qū)區(qū)發(fā)現(xiàn)了了1條區(qū)域地地質(zhì)資料料未揭示示，且延延伸長(zhǎng)度度較大（（約15km），穿越越隧道的的斷層。。由于斷斷層帶及及其附近近可能巖巖石破碎碎且富含含巖溶水水，施工工過程中中有可能能產(chǎn)生突突水、突突泥，因因此該斷斷層是地地質(zhì)調(diào)查查和物探探、勘探探的重點(diǎn)點(diǎn)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)調(diào)查，，縉云山山隧道出出口右洞洞的右側(cè)側(cè)存一沖沖溝，其其沖溝暴暴雨期水水量大，，沖刷能能力強(qiáng)，，最大日日降雨量量沙坪壩壩區(qū)2007年7月17日達(dá)266.6mm。沖溝山山坡局部部地段存存在采煤煤遺留的的煤矸石石和礦渣渣，存在在發(fā)生小小型泥石石流的危危險(xiǎn)，且且暴雨期期間沖溝溝水量較較大對(duì)洞洞口有一一定影響響。建議議線路整整體向南南平移15m，以避開開沖溝影影響。5地面地質(zhì)質(zhì)調(diào)查在對(duì)區(qū)域域資料詳詳細(xì)研究究和遙感感判釋的的基礎(chǔ)上上，確定定地面工工程地質(zhì)質(zhì)和水文文地質(zhì)調(diào)調(diào)查的重重點(diǎn)如下下。1)地層巖性性的分布布、特征征及時(shí)代代成因，，各地層層間的組組合關(guān)系系，重點(diǎn)點(diǎn)需查明明隧道兩兩側(cè)須家家河含煤煤地層的的具體分分布層位位和厚度度。2)褶皺及斷斷裂構(gòu)造造的分布布、規(guī)模模、性質(zhì)質(zhì)及對(duì)隧隧道工程程的影響響，節(jié)理理裂隙發(fā)發(fā)育特征征。3)開展大面面積的水水文地質(zhì)質(zhì)調(diào)繪，，結(jié)合水水文地質(zhì)質(zhì)鉆探、、試驗(yàn)及及物探等等其他勘勘察成果果，查明明地下水水的補(bǔ)給給、徑流流和排泄泄條件，，巖溶發(fā)發(fā)育規(guī)律律和水文文地質(zhì)條條件，可可能發(fā)生生突水、、突泥段段落，對(duì)對(duì)隧道的的富水性性進(jìn)行評(píng)評(píng)價(jià)，分分區(qū)段預(yù)預(yù)測(cè)隧道道的涌水水量。5地面地質(zhì)質(zhì)調(diào)查縉云山隧隧道詳勘勘共完成成1:1萬水文地地質(zhì)調(diào)查查面積86Km2，實(shí)測(cè)地地質(zhì)剖面面6條。1:2000工程地質(zhì)質(zhì)調(diào)查2.8Km2；云霧山山隧道詳詳勘共完完成1:1萬水文地地質(zhì)調(diào)查查面積42Km2，實(shí)測(cè)地地質(zhì)剖面面6條，1:2000工程地質(zhì)質(zhì)調(diào)查3.4Km2；巴岳山山隧道詳詳勘共完完成1:1萬水文地地質(zhì)調(diào)查查面積42Km2，實(shí)測(cè)地地質(zhì)剖面面6條，1:2000工程地質(zhì)質(zhì)調(diào)查3.5Km2。5地面地質(zhì)質(zhì)調(diào)查通過調(diào)查查，查清清了須家家河1、3、5段地層的的含煤層層分布部部位和厚厚度，也也基本確確定了隧隧道采空空區(qū)的分分布特征征，并結(jié)結(jié)合煤礦礦采礦資資料，基基本查清清了隧址址區(qū)的采采空區(qū)狀狀況以及及對(duì)隧道道施工的的影響。。5地面地質(zhì)質(zhì)調(diào)查由于隧道道采空區(qū)區(qū)煤層厚厚度在20~80cm之間，開開采煤層層薄。埋埋深大、、規(guī)模小小。且分分別于分分布背斜斜兩翼，，其中上上統(tǒng)須家家河組一一、三、、五段為為含煤地地層，共共含煤層層、煤線線14層，其中中可采煤煤9層。分布布的煤層層雖然多多，但煤煤層的分分布不均均，煤層層名稱也也不統(tǒng)一一，有的的煤層在在局部地地段可采采，而在在有的礦礦區(qū)缺失失，厚度度變化大大，具有有極不穩(wěn)穩(wěn)定的特特點(diǎn)。且大部分分煤礦處處于關(guān)停停狀態(tài)，，開采年年代久遠(yuǎn)遠(yuǎn)，最早早于抗戰(zhàn)戰(zhàn)時(shí)期。。煤礦開開采資料料不全。。隧址區(qū)地地屬西南南山區(qū)，，植被茂茂密。地地質(zhì)調(diào)查查難度大大。針對(duì)以上上特點(diǎn)，，通過物物探手段段查明采采空區(qū)分分布難度度大，采采用鉆孔孔一方面面費(fèi)用高高，另一一方面布布置鉆孔孔難度大大，目標(biāo)標(biāo)性不強(qiáng)強(qiáng)。本線隧道道勘察采采用在1:2000工程地質(zhì)質(zhì)調(diào)查的的基礎(chǔ)上上，首先先詳細(xì)劃劃分隧址址各段地地層。在在此基礎(chǔ)礎(chǔ)上，尋尋找隧道道周圍道道路和露露頭較好好邊坡實(shí)實(shí)測(cè)地質(zhì)質(zhì)剖面，，推測(cè)含含煤地層層在隧址址區(qū)洞頂頂?shù)木唧w體部位，，再布置置槽探查查明含煤煤地層在在隧址的的具體位位置，結(jié)結(jié)合收集集資料推推測(cè)采空空區(qū)在隧隧道洞身身的分布布。5地面地質(zhì)質(zhì)調(diào)查根據(jù)以以上調(diào)調(diào)查和和分析析結(jié)果果，部部分地地段進(jìn)進(jìn)行鉆鉆孔驗(yàn)驗(yàn)證。。全線共共查明明隧道道穿越越的采采空區(qū)區(qū)縉云云山8個(gè)；云云霧山山2個(gè)；巴巴岳山山6個(gè)。截止2012年7月隧道道施工工均穿穿越有有采空空區(qū)地地段，，實(shí)際際施工工情況況與地地質(zhì)勘勘察報(bào)報(bào)告里里程最最大誤誤差20m。5地面地地質(zhì)調(diào)調(diào)查隧址區(qū)區(qū)水文文地質(zhì)質(zhì)條件件復(fù)雜雜。隧隧址區(qū)區(qū)內(nèi)背背斜軸軸部為為嘉陵陵江組組地層層，地地形上上呈巖巖溶槽槽谷，，背斜斜東、、西兩兩翼均均為須須家河河組地地層形形成的的山嶺嶺，將將嘉陵陵江組組地層層封閉閉于巖巖溶槽槽谷內(nèi)內(nèi)，其其中的的頁巖巖為隔隔水層層，將將嘉陵陵江組組巖溶溶水封封閉，，使之之成為為一個(gè)個(gè)獨(dú)立立、封封閉的的水文文地質(zhì)質(zhì)單元元。背背斜軸軸部嘉嘉陵江江組灰灰?guī)r直直接出出露于于巖溶溶槽谷谷，該該槽谷谷為地地下水水補(bǔ)給給天窗窗，主主要接接受大大氣降降和地地表水水補(bǔ)給給，槽槽谷兩兩側(cè)斜斜坡地地帶接接受大大氣降降水補(bǔ)補(bǔ)給后后，一一部分分在槽槽谷兩兩側(cè)以以泉點(diǎn)點(diǎn)形式式排泄泄（為為淺層層地下下水強(qiáng)強(qiáng)交換換區(qū)）），沿沿河溝溝排出出槽谷谷外。。槽谷谷底部部接受受大氣氣降水水補(bǔ)給給后，，直接接沿巖巖溶裂裂隙、、落水水洞下下滲形形成地地下水水，沿沿巖溶溶管道道運(yùn)移移。隧隧道施施工過過程中中易產(chǎn)產(chǎn)生突突水、、突泥泥，且且易造造成地地表塌塌陷等等地質(zhì)質(zhì)災(zāi)害害。另外隧隧址背背斜兩兩翼富富含層層間承承壓孔孔隙裂裂隙水水。含含水巖巖組主主要為為三疊系系上統(tǒng)統(tǒng)須家家河組組二段段、四四段、、六段段的長(zhǎng)長(zhǎng)石石石英砂砂巖、、長(zhǎng)石石巖屑屑砂巖巖，間間夾有有第一一、三三、五五段煤煤系地地層隔隔水層層。5地面地地質(zhì)調(diào)調(diào)查另外隧隧址背背斜兩兩翼富富含層層間承承壓孔孔隙裂裂隙水水。含含水巖巖組主主要為為三疊系系上統(tǒng)統(tǒng)須家家河組組二段段、四四段、、六段段的長(zhǎng)長(zhǎng)石石石英砂砂巖、、長(zhǎng)石石巖屑屑砂巖巖，間間夾有有第一一、三三、五五段煤煤系地地層隔隔水層層。5地面地地質(zhì)調(diào)調(diào)查通過1:10000區(qū)域水水文地地質(zhì)調(diào)調(diào)查，，調(diào)查查范圍圍為隧隧址區(qū)區(qū)巖溶溶水文文地質(zhì)質(zhì)單元元。調(diào)查查沿線線巖溶溶分布布、規(guī)規(guī)模特特征和和發(fā)育育規(guī)律律。查查明可可溶巖巖的巖巖性、、分布布范圍圍，巖巖層產(chǎn)產(chǎn)狀、、地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造造特征征、節(jié)節(jié)理裂裂隙發(fā)發(fā)育程程度、、可溶溶巖與與非可可溶巖巖的接接觸界界線，，巖溶溶區(qū)地地形地地貌特特征、、地表表及地地下主主要巖巖溶形形態(tài)、、規(guī)模模大小小、分分布特特點(diǎn)，，巖溶溶水類類型、、埋藏藏條件件、補(bǔ)補(bǔ)給徑徑流排排泄條條件，，地下下水露露頭位位置、、標(biāo)高高和流流量，，地下下水與與地表表水的的相互互關(guān)系系、水水力聯(lián)聯(lián)系程程度及及其常常年動(dòng)動(dòng)態(tài)變變化情情況等等。確確定了了隧址址區(qū)巖巖溶發(fā)發(fā)育的的垂直直分帶帶特征征。。查清清了隧隧址區(qū)區(qū)的水水文地地質(zhì)條條件。。通過鉆鉆孔進(jìn)進(jìn)行的的抽水水試驗(yàn)驗(yàn)和壓壓水試試驗(yàn)確確定的的水文文地質(zhì)質(zhì)參數(shù)數(shù)，為為隧道道涌水水量預(yù)預(yù)測(cè)提提供了了較為為準(zhǔn)確確的水水文地地質(zhì)依依據(jù)。。6綜合物物探通過對(duì)對(duì)隧址址區(qū)工工程、、水文文地質(zhì)質(zhì)、地地形等等條件件分析析，結(jié)結(jié)合本本路線線方案案的特特點(diǎn)、、地質(zhì)質(zhì)環(huán)境境特征征及各各方法法應(yīng)用用的地地質(zhì)地地球物物理前前提，，確定定綜合合物探探主要要采用用了高高密度度電法法、大大地電電磁法法（EH4）2種方法法貫通通，且且配合合電測(cè)測(cè)深法法、綜綜合測(cè)測(cè)井、、井內(nèi)內(nèi)彩色色電視視等多多種方方法，，取得得顯著著的效效果。。重點(diǎn)點(diǎn)部位位的綜綜合物物探異異常經(jīng)經(jīng)鉆孔孔驗(yàn)證證均較較為準(zhǔn)準(zhǔn)確。。6綜合物物探縉云山山隧道道左線線視電電阻率率反演演斷面面圖縉云山山隧道道右線線視電電阻率率反演演斷面面圖6綜合物物探縉云山隧隧道左線線K3+000-K4+000視電阻率率反演斷斷面圖6綜合物探探電測(cè)深工工作采用用四極測(cè)測(cè)深裝置置，AB/2=5m、10m、15m、20m、30m、40m、50m、60m、70m、60m、70m、80m、90m、110m、130m、150m、170m、190m、210m、250m、300m，MN/2=2m、10m。根據(jù)高高密度電電法以及及大地電電磁法（（EH4）發(fā)現(xiàn)的的斷層破破碎帶部部位，電電測(cè)深法法分別在在隧道中中線、兩兩側(cè)斷層層破碎帶帶各布置置1條測(cè)線。。電測(cè)深深法探查查結(jié)果，，進(jìn)一步步具體確確定破碎碎帶與隧隧道的關(guān)關(guān)系，為為鉆孔驗(yàn)驗(yàn)證較為為準(zhǔn)確的的確定了了孔位。。云霧山山隧道電電測(cè)深法法電阻率率反演結(jié)結(jié)果如圖圖所示。。6綜合物探探綜合測(cè)井井的測(cè)量量曲線有有電阻率率曲線、、自然電電位曲線線、聲速速曲線、、自然伽伽馬曲線線、井溫溫及井徑徑曲線。。綜合各測(cè)測(cè)井曲線線在不同同地層中中所表現(xiàn)現(xiàn)出的物物性特征征、曲線線變化形形態(tài)、幅幅值大小小、物性性數(shù)值變變化范圍圍，并結(jié)結(jié)合鉆探探資料來來劃分地地層，判判斷構(gòu)造造，確定定巖體完完整性和和風(fēng)化程程度，大大致了解解含水層層部位。。完整灰?guī)r巖電阻率率較高,電阻率曲曲線形態(tài)態(tài)以面包包狀、平平緩狀、、山峰形形、鋸齒齒形等多多形態(tài)反反映，聲聲波曲線線呈低幅幅震蕩狀狀。自然然伽瑪曲曲線在低低電阻率率處較高高，在高高阻處較較低。溶溶蝕破碎碎巖體的的電阻率率低，聲聲波曲線線呈雜亂亂的“梳梳”狀低低異常反反映，一一般伴有有擴(kuò)徑現(xiàn)現(xiàn)象。綜合測(cè)井井的定性性解釋通通常采用用2種或2種以上的的測(cè)井參參數(shù)。在在套管內(nèi)內(nèi)或水位位以上采采用放射射性曲線線和井徑徑曲線并并結(jié)合鉆鉆探資料料進(jìn)行定定性判斷斷。在套套管、水水位以下下，采用用聲波速速度、電電阻率、、自然伽伽瑪、井井徑等參參數(shù)并結(jié)結(jié)合鉆探探資料進(jìn)進(jìn)行綜合合判斷。。根據(jù)鉆孔孔聲波曲曲線并結(jié)結(jié)合鉆探探取心巖巖塊的波波速，可可定量評(píng)評(píng)價(jià)隧道道洞身圍圍巖的完完整程度度，為隧隧道圍巖巖分級(jí)定定量提供供依據(jù)。。綜合測(cè)井井分析得得到的地地層深度度、厚度度、含水水層部位位與鉆探探取芯結(jié)結(jié)果比較較吻合。。另外通過過巖體聲聲波測(cè)試試和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室?guī)r樣樣聲波測(cè)測(cè)試，可可以判定定巖體的的完整性性系數(shù)，，計(jì)算隧隧道圍巖巖的基本本質(zhì)量指指標(biāo)。定定量評(píng)價(jià)價(jià)隧道圍圍巖級(jí)別別。6綜合物探探6綜合物探探通過鉆孔孔內(nèi)彩色色電視攝攝像，清清晰地顯顯示出隧隧址區(qū)巖巖溶發(fā)育育段落巖巖溶發(fā)育育的規(guī)律律，其主主要為垂垂直巖溶溶裂隙和和順層溶溶蝕現(xiàn)象象發(fā)育，，未發(fā)現(xiàn)現(xiàn)較大的的溶洞。須家河河砂巖也也節(jié)理、、裂隙發(fā)發(fā)育。6綜合物探探云霧山5號(hào)鉆孔59.6米處溶蝕蝕裂隙、、巖石破破碎，巖巖性為嘉嘉陵江三三段灰?guī)r巖縉云山2號(hào)鉆孔121米處張開開裂隙巖巖石破碎碎，巖性性為須家家河砂巖巖7鉆探、試試驗(yàn)在對(duì)初勘勘、遙感感、地面面調(diào)查和和綜合物物探等資資料研究究的基礎(chǔ)礎(chǔ)上，主主要為了了查清采采空區(qū)隧隧道穿越越地段含含煤層位位的具體體位置，，斷層分分布、性性質(zhì)，巖巖溶發(fā)育育情況，，洞身地