高速公路工程地質(zhì)調(diào)繪表格、鉆探記錄表、勘察工作量布置原則及圖示、隧道圍巖分級、涌水量估算

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（規(guī)范性）

公路隧道圍巖分級巖質(zhì)圍巖分級指標值獲取方法見表D.1。表D.1巖質(zhì)圍巖分級指標值獲取方法公路隧道圍巖分級指標指標值獲取方法巖石堅硬程度定性指標巖性初勘階段主要采用調(diào)查和測繪，配合物探及少量鉆探獲?。辉斂彪A段主要采用鉆探，結(jié)合調(diào)繪及物探等獲取風化程度定量指標飽和單軸抗壓強度單軸抗壓強度試驗點荷載強度指數(shù)點荷載強度試驗風化系數(shù)單軸抗壓強度試驗巖體完整程度定性指標結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度初勘階段主要采用調(diào)查和測繪，配合物探及少量鉆探獲取；詳勘階段主要采用鉆探，結(jié)合調(diào)繪及物探等獲取主要結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度主要結(jié)構(gòu)面類型巖體結(jié)構(gòu)類型定量指標巖體完整性指數(shù)彈性波測試巖體體積節(jié)理數(shù)初勘階段一般不進行測試，必要時配合鉆探進

行；詳勘階段以鉆探為主結(jié)構(gòu)面組數(shù)結(jié)構(gòu)面平均間距結(jié)構(gòu)面張開度巖體初始應力場定性指標初始應力狀態(tài)調(diào)查并結(jié)合少量鉆探獲取定量指標強度應力比地應力測試主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)

狀定量指標走向與洞軸線夾角初勘階段主要采用調(diào)查和測繪，配合物探及少量鉆探獲??；詳勘階段主要采用鉆探，結(jié)合調(diào)繪及物探等獲取結(jié)構(gòu)面傾角結(jié)構(gòu)面走向定性指標出水狀態(tài)初勘階段主要采用調(diào)查和測繪，配合物探及少量鉆探獲?。辉斂彪A段主要采用鉆探，結(jié)合調(diào)繪及物探等獲取地下水狀態(tài)定量指標水壓力（MPa）初勘階段主要以收集的定性資料進行預測計算；詳勘階段在鉆孔中進行提水、注水、壓水或抽水等試驗預測單位涌水量（L/min/m）彈性波速度定量指標彈性縱波速度彈性波測試高初始應力地區(qū)巖體在開挖過程中的主要現(xiàn)象如表D.2。表D.2高初始應力地區(qū)巖體在開挖過程中的主要現(xiàn)象應力情況主要現(xiàn)象Rc/σmax極高應力1、硬質(zhì)巖：開挖過程中時有巖爆發(fā)生，有巖塊彈出，洞壁巖體發(fā)生剝離，新生裂縫多，成洞性差；基坑有剝離現(xiàn)象，成形性差。

2、軟質(zhì)巖：巖芯常有餅化現(xiàn)象，開挖過程中洞壁巖體有剝離，位移極為顯著，甚至發(fā)生大位移，持續(xù)時間長，不易成洞；基坑發(fā)生顯著隆起或剝離，不易成形＜4高應力1、硬質(zhì)巖：開挖過程中可能出現(xiàn)巖爆，洞壁巖體有剝離和掉塊現(xiàn)象，新生裂縫較多，成洞性較差；基坑時有剝離現(xiàn)象，成形性一般尚好。

2、軟質(zhì)巖：巖芯時有餅化現(xiàn)象，開挖過程中洞壁巖體位移顯著，持續(xù)時間較長，成洞性差；基坑有隆起現(xiàn)象，成形性較差4～7表中σmax為垂直洞軸線方向的最大初始應力巖體基本質(zhì)量影響因素的修正系數(shù)K1、K2、K3分別見下表D.3~D.5。表D.3地下水影響修正系數(shù)K1地下水出水狀態(tài)BQ＞450450～351350～251＜250潮濕或點滴狀出水00.10.2～0.30.4～0.6淋雨狀或涌流狀出水，水壓＜0.1MPa或單位出水量＜10L/（min·m）0.10.2～0.30.4～0.60.7～0.9淋雨狀或涌流狀出水，水壓＞0.1Mpa或單位出水量＞10L/（min·m）0.20.4～0.60.7～0.91.0表D.4主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正系數(shù)K2結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀及其與洞軸線的組合關(guān)系結(jié)構(gòu)面走向與洞軸線夾角<30°結(jié)構(gòu)面傾角30°～75°結(jié)構(gòu)面走向與洞軸線夾角>60°結(jié)構(gòu)面傾角>75°其他組合K20.4～0.60～0.20.2～0.4表D.5初始應力狀態(tài)影響影響修正系數(shù)K3初始應力狀態(tài)BQ＞550550～451450～351350～251<250極高應力區(qū)1.01.01.0～1.51.0～1.51.0高應力區(qū)0.50.50.50.5～1.00.5～1.0根據(jù)圍巖分級指標的定性和定量值，巖質(zhì)圍巖按表D.6確定圍巖級別。表D.6公路隧道圍巖分級圍巖級別亞級主要定性特征BQ或[BQ]范圍值Ⅰ/堅硬巖，巖體完整，整體狀或巨厚層狀結(jié)構(gòu)；≥551Ⅱ/堅硬巖，巖體較完整，塊狀或厚層狀結(jié)構(gòu)；

較堅硬巖，巖體完整，塊狀結(jié)構(gòu)或整體狀結(jié)構(gòu)；550～451ⅢⅢ1較軟巖，完整，結(jié)構(gòu)面不發(fā)育、結(jié)合好或一般，整體狀或巨厚層狀結(jié)構(gòu)；

較堅硬巖或以硬巖為主的軟硬巖互層，較完整，結(jié)構(gòu)面不發(fā)育、結(jié)合差，塊狀或厚層狀結(jié)構(gòu)；450～391Ⅲ2較堅硬巖，或以硬巖為主的軟硬巖互層，較完整，結(jié)構(gòu)面較發(fā)育、結(jié)合好或一般，塊狀結(jié)構(gòu)；

堅硬巖，較破碎，結(jié)構(gòu)面發(fā)育、結(jié)合好或較發(fā)育、結(jié)合差，鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)、裂隙塊狀或中厚層狀結(jié)構(gòu)；390～351ⅣⅣ1軟巖，完整，結(jié)構(gòu)面不發(fā)育、結(jié)合好或一般，整體狀或巨厚層狀結(jié)構(gòu)；

較軟巖或軟巖為主的軟硬巖互層，較完整，結(jié)構(gòu)面較發(fā)育、結(jié)合好或一般，塊狀結(jié)構(gòu)；350～311Ⅳ2較堅硬巖，較破碎，結(jié)構(gòu)面發(fā)育、結(jié)合好，鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)；

較軟巖或以軟巖為主的軟硬巖互層，較破碎，結(jié)構(gòu)面發(fā)育、結(jié)合一般，

中、薄層狀結(jié)構(gòu)；310～276Ⅳ3堅硬巖或較堅硬巖，破碎，結(jié)構(gòu)面極發(fā)育、結(jié)合一般或差，碎裂狀結(jié)構(gòu)；

軟巖，較完整，結(jié)構(gòu)面較發(fā)育、結(jié)合好或一般，塊狀結(jié)構(gòu)；275～251土體：壓密或成巖作用的黏性土及砂土；鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)的碎石土（碎石、卵石、塊石等）/ⅤⅤ1軟巖，較破碎，結(jié)構(gòu)面較發(fā)育、結(jié)合差或發(fā)育、結(jié)合好；250～211土體：堅硬～硬塑狀黏性土及稍濕的碎石土；非黏性土呈中密～密實結(jié)構(gòu)，黏性土呈較松軟結(jié)構(gòu)/Ⅴ2較軟巖，破碎，結(jié)構(gòu)面發(fā)育或極發(fā)育；

軟巖，較破碎，結(jié)構(gòu)面發(fā)育、結(jié)合一般或破碎；

極破碎各類巖體，碎裂狀結(jié)構(gòu)或散體狀結(jié)構(gòu)；≤210土體：硬塑～可塑狀黏性土及潮濕的碎石土；非黏性土呈稍密～中密結(jié)構(gòu)，黏性土呈松軟結(jié)構(gòu)/Ⅵ/土體：軟塑狀黏性土及潮濕飽和的粉細砂、軟土等/

（資料性）

隧道涌水量估算隧道涌水量預測方法隧道涌水量預測方法主要有水均衡法、地下水動力學法及其他方法等，各方法適用條件見表E.1所示。表E.1涌水量預測方法的適用條件序號隧道涌水量預測方法隧道類型適用階段適用條件1水均衡法降水入滲法淺埋初勘、詳勘、施工獨立的水文地質(zhì)單元，有較豐富的水文觀測資料，預測正常涌水量2地下徑流模數(shù)法淺埋初勘水文地質(zhì)條件較簡單，有較豐富的水文地質(zhì)資料，預測正常涌水量3地下徑流深度法淺埋初勘獨立的水文地質(zhì)單元，有較豐富的水文觀測資料，預測正常涌水量4地下水動力學法（解析解法）古德曼經(jīng)驗式深埋初勘、詳勘、施工深部循環(huán)帶，均勻的裂隙水，預測最大涌水量5佐藤邦明非穩(wěn)定流式深埋詳勘、施工深部循環(huán)帶，均勻的裂隙水，預測最大涌水量6裘布依理論式淺埋初勘、詳勘、施工含水層是均質(zhì)、各向同性，預測正常涌水量7佐藤邦明公式深埋詳勘、施工深部循環(huán)帶，均勻的裂隙水，預測正常涌水量8地下水動力學法（數(shù)值解法）有限元法、有限差分法深埋詳勘、施工水文地質(zhì)條件復雜、含水介質(zhì)具非均質(zhì)各向異性的研究區(qū)，具有較明顯的邊界，預測正常涌水量或最大涌水量9地下水動力學法（模糊數(shù)學法）“黑箱”理論深埋初勘、詳勘、施工水文地質(zhì)條件復雜，特別是巖溶水地區(qū)。水文地質(zhì)資料欠缺，但降水、地表水、泉水等資料豐富10灰色關(guān)聯(lián)度分析和灰色虛擬變量多元回歸法淺埋初勘、詳勘、施工水文地質(zhì)條件較復雜的研究區(qū)，具有一定的地質(zhì)、水文地質(zhì)、隧道地質(zhì)測繪、氣象等綜合資料11時間序列分析及頻譜分析法深埋詳勘、施工水文地質(zhì)條件復雜的研究區(qū)，特別是巖溶水地區(qū)，地下水有集中排泄特點，有較長時間的地下水動態(tài)觀測資料12其他水文地質(zhì)比擬法淺埋、深埋初勘新建隧道附近有水文地質(zhì)條件相當?shù)募扔兴淼?，預測正常涌水量或最大涌水量13同位素氚（T）法淺埋、深埋初勘、詳勘、施工通過潛水、承壓含水層且有給水度或裂隙率資料時，預測隧道正常涌水量14斷裂張開寬度估算法深埋詳勘、施工獨立的水文地質(zhì)單元，有較豐富的水文地質(zhì)資料，預測最大涌水量15施工超前鉆探法淺埋、深埋施工施工階段水均衡法采用水均衡法時，可采用降水入滲法、地下徑流模數(shù)法、地下徑流深度法預測正常涌水量:降水入滲法 Qs=2.74αWA （E.seqfulu_equation_1334270047055726511）式中：Qs——隧道正常涌水量（m3/dα——降水入滲系數(shù)；W——年降水量（mm）；A——隧道通過含水體地段的集水面積（km2）。地下徑流模數(shù)法 Qs=MA （E.seqfulu_equation_1334270047055726512） M=Q'A' （E.seqfulu_equation_1334270047055726513式中：M——地下徑流模數(shù)[m3/（d·km2）]；Q'——地下水補給的河流的流量或下降泉流量（m3A'——與Q’的地表水或下降泉流量相當?shù)募娣e（km2）地下徑流深度法 Qs=2.74hzA （E.seqfulu_equation_133427004705572651 h=W-Hz-E-Sz （E.seqfulu_equation_133427004705572651 A=LB （E.seqfulu_equation_1334270047055726516）式中：hz——Hz——E——某流域年蒸發(fā)蒸散量（mm）；Sz——L——隧道通過含水體的長度（km）；B——隧道通過含水體地段涌水時對兩側(cè)的影響寬度（km）。地下水動力學法可采用古德曼經(jīng)驗式、佐藤邦明非穩(wěn)定流式預測最大涌水量。古德曼經(jīng)驗式 Q0=L×2πKh0ln（式中：Q0——隧道最大涌水量（m3/dL——隧道通過含水體的長度（m）；K——含水層滲透系數(shù)（m/d）；h0——d——洞身橫斷面等價圓直徑（m）。有學者認為深埋特長隧道在淋水狀出水時，多數(shù)為張性節(jié)理裂隙帶富水形成，可采用降水入滲法、裘布依理論式進行預測正常涌水量；遇到高壓股狀出水時，是為較大規(guī)模斷裂構(gòu)造帶導水所致，可采用古德曼經(jīng)驗式進行預測最大涌水量。古德曼經(jīng)驗式預測涌水量時，重點突出了較大規(guī)模斷裂構(gòu)造帶導水通道形成后出現(xiàn)的最大涌水量，是一種上限值，其涌水預測往往高于裘布依理論式和降水入滲法一個數(shù)量級，這也在大豐華高速公路鴻圖特長隧道中得到佐證，在遇到大規(guī)模導水通道高壓涌水時，古德曼經(jīng)驗式預測的最大水量與實際出水量較為吻合。（張修杰.巖漿巖地區(qū)深埋特長隧道涌水量預測及差異分析[J].中外公路，2020（40）：188-194.）佐藤邦明非穩(wěn)定流式 q0=2πmKh0式中：q0——隧道單位長度最大涌水量[m3/（d·m——換算系數(shù)，一般取0.86；ro——H——含水層厚度（m）?？刹捎敏貌家览碚撌?、佐藤邦明公式預測隧道正常涌水量：裘布依理論式 Qs=LK×H2-hw2式中：Qs——隧道正常涌水量（m3/dhw——洞外水柱高度（m），一般在含水層厚度H大于100m時需考慮“水躍”值R——影響半徑（m）；r'——隧道洞身橫斷面寬度的1/2（m佐藤邦明公式 qs=q0-0.584εKr式中：qs——隧道單位長度正常涌水量[m3/（d·ε——試驗系數(shù)，一般取12.8；r0——其他方法新建隧道附近有水文地質(zhì)條件相當?shù)募扔兴淼阑蚩拥酪约皫r溶區(qū)時，可采用水文地質(zhì)比擬法預測隧道涌水量： Q1=Q1'B1Ls式中：Q1、Q1'——B1、B1s、s'——新建、既有隧道的L、L'——新建、既有隧道通過含水體的長度（m）隧道通過潛水含水體且有給水度或裂隙率資料時，可采用同位素氚（T）法預測隧道正常涌水量： Qs=LtAμ365?t （E. ?t=40.727lgN0Nt （E.seqfulu_equation_13342700470557265113式中：Lt——N0與μ——給水度；?t——N0與Nt兩樣運動的時間差（a）；N0——Nt——與N0裂隙張開寬度法： Kf=gb212v （E. Q=KfILb （E.seqfulu_equation_13342700470557265115）式中：Kf——b——導水裂隙寬度（cm）；g——重力加速度（一般取9.8m/s2）；v——水的運動黏滯系數(shù)（一般取0.010105cm2/s）；I——水力梯度；L——隧道通過含水體的長度（m）。隧道涌水影響寬度（B）確定新建隧道同某既有隧道的水文地質(zhì)條件相似、水文地質(zhì)參數(shù)相近時，可用水文地質(zhì)比擬法參照既有隧道的涌水影響寬度取值。隧道通過地段的含水體與隔水體容易區(qū)分時，可采用地質(zhì)調(diào)查法預測隧道涌水影響寬度值。目前國內(nèi)外尚無計算隧洞涌水影響寬度的成熟方法，一般多采用庫薩金等影響半徑理論公式進行估算。當隔水體與隧洞中心線的距離小于可能影響寬度時，該側(cè)的影響寬度以隔水體為界，其他情況時可采用其他方法確定。當隧洞通過匯水盆地時，可用該盆地面積作為該段隧道的集水面積，可取其面積等效寬度作為隧道涌水影響寬度。按《鐵路工程水文地質(zhì)勘察規(guī)范》（TB10049