樊屯隧道工程地質特征分析研究

徐文彥

摘 要：隧道工程地質勘察是指為隧道工程的設計、施工等進行的專門工程地質調查工作。隧道勘察一般分為初步勘察階段和定測階段。初勘階段主要是調查選線地段的地形、地質構造、巖性、斷層、風化破碎帶等地質地貌條件。

關鍵詞：樊屯隧道；工程地質；特征

1 概況

樊屯隧道位于建昌縣白塔鎮頭道溝村附近，呈北東向展布，設計兩條分離式單行曲線隧道，設計洞身寬10.75m，洞高5.0米，左洞長680米，右洞長700米，屬中隧道，其進出口里程樁號。

2 勘察工作情況

本次勘察以工程地質調繪、鉆探、物探（高密度電法、淺震法）、原位測試、室內試驗、工程測量等手段進行工作。主要揭露地層為第四系全新統沖洪積（Q4pl+dl）粉質粘土、粉質粘土混碎石，侏羅系義縣組（Jxw）安山巖。

3 地層巖性及地質構造

隧道所在區域主要出露地層為震旦系下統耀嶺河群和上統陡山沱組、燈影組白云巖、白云質灰巖、鈣質頁巖等，河床及山坡上分布有第四系地層。區域大地構造環境屬于秦嶺褶皺系南秦嶺印支褶皺帶，秦嶺斷裂系北東向、北北東向斷裂組。褶皺帶為金雞嶺復向斜廟川―荊紫關褶皺束，褶皺束內褶皺和斷裂均發育，擬建隧道位于天才嶺倒轉向斜（V117）的北翼，兩翼地層為震旦系上統燈影組地層（Z2dn），其南面為鮑溝倒轉背斜（V124），鮑溝倒轉背斜（V124）的軸部距隧道約5 km。根據《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001），研究區50年超越概率10%，地震峰值加速度為0.05 g，相應抗震設防烈度為6度。

4 隧址區工程地質條件

隧道區屬鄂西北構造剝蝕中低山區，山體地形起伏較大，沖溝發育，基巖大部分地段出露，區域山脊最高點位于雷峰埡的三堡寨，高程1 002.1 m，溝谷最低點高程約500 m，相對高差502.1 m。隧道所處山體植被較發育，大部分地段基巖出露，僅緩坡及溝谷地段分布第四系坡洪積（Q4pl+dl）碎石土，根據鉆探揭露和工程地質調查，隧道區分布的巖層主要為震旦系上統燈影組地層（Z2dn），巖性為白云巖、鈣質頁巖等。

隧址位于天才嶺倒轉向斜（V117）的北翼，大部分地段基巖出露，僅坡麓及溝谷地段分布有第四系覆蓋層。隧道地段整體上為單斜構造，出露的地層為震旦系上統燈影組（Z1dn）的白云巖、鈣質頁巖，巖層傾向283～304°，傾角35～40°，局部巖層產狀變化較大。隧道區圍巖受構造影響較重，巖層多見扭曲、錯斷及拖拽現象。受區域構造影響，隧道區巖層節理發育。

經調查，隧址區無滑坡、崩塌、泥石流等影響場地穩定的不良地質現象。隧道區白云巖可作建筑原料，在施工期間隧道進口左側小規模露天開采白云巖作建筑砂外，未發現煤層、瓦斯和其它可供開采的礦產，附近無采空區分布。

隧址分布地層主要為震旦系上統白云巖等，該地層屬可溶巖組。根據地表工程地質測繪，地面巖溶形態主要為細小的溶溝、溶槽及溶蝕裂隙，是受地表徑流沖刷溶蝕的結果，根據鉆探揭露淺部僅有少量的溶隙分布，深部無溶蝕痕跡。因此隧址區巖溶發育程度較弱，對隧道穩定性基本沒有影響，不會出現巖溶突水、突泥現象。

5 隧址區水文地質條件

隧道區屬鄂西北構造剝蝕中低山區，山體地形起伏較大，沖溝發育。隧址區地下水類型主要為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水。

隧道進出口附近溝谷有地表水體流過，沒有發現井泉分布。研究區內的地下水補給來源為大氣降水及坳溝中季節性地表水。大氣降水部分通過地表沿丘坡徑流排出，部分通過巖層裂隙及下滲于巖體中。巖體中的地下水，大部分沿裂隙及破碎帶運移，經短暫徑流，向鄰近山谷低洼處排泄。隧址區分布地層為白云巖和鈣質頁巖，洞身主要位于弱風化巖層中，進出口地段巖石風化強烈，巖石呈強風化。

6 隧道主要工程地質問題分析

該隧道位于天才嶺倒轉向斜（V117）的北翼，白桑斷裂（F116）從隧道東部斜交通過，隧道軸線與區域構造線方向相近，不利于隧道穩定。隧道工程地質條件較差，場地穩定性較差，在采取必要的工程措施下適宜修建隧道。

由于隧洞開挖，將在洞前一帶形成人工路塹邊坡，邊坡最大高度約15.0 m，邊坡巖層為強風化白云巖，巖體裂隙發育。人工形成的巖質邊坡經赤平極射投影分析，進口仰坡為斜向坡，路塹右側邊坡為反向坡，邊坡整體基本穩定，路塹左側邊坡為順向坡，可能沿層面產生順層滑坡。

隧道段分布構造碎裂巖體，圍巖等級為Ⅴ級，圍巖開挖易坍塌，側壁易失穩變形，處理不當會出現大坍塌，側壁經常小坍塌。基巖裂隙水易通過該斷裂帶導入隧道，可能引起小規模的突水等災害。施工中應加強監測預報，加強支撐防護和采取必要的輔助施工措施。

挖掘隧道的棄渣方量大，隧道進出洞口交通較方便，處理較方便，然而隧道處于分水嶺與沖溝相間地段，進出洞口位于沖溝地帶，棄渣不能置于沖溝附近和沖溝內，故棄渣堆放地需占用農田或林地，可就近選擇較開闊的地段設置攔碴壩予以攔截，工程結束后，平整地面，培土復耕。

7 結論及建議

隧道地質條件較差，場地穩定性較差，在采取必要的工程措施下適宜修建隧道。隧道設計、施工應做好超前預報，大力推行信息化設計、施工和新奧法等先進的方法和施工工藝。Ⅳ～Ⅴ級圍巖設置復合式襯砌，Ⅴ級圍巖增設鋼架。加強施工地質工作，對Ⅴ類圍巖分布的易坍塌段作好超前預測的同時應推行迅速掘進、及時支護的施工方法，同時對支護方案的優化設計提供地質保證。作好涌、突水、突泥預測、預防工作，隧道施工要預設足夠的排水斷面。在可能出現涌、突水的地段一定要布置超前鉆孔作好預測工作。且加強雨季施工的天氣預報和強降雨過程的預報，并事先作好涌、突水的應急預案。

參考文獻

[1]常士驃，張蘇民.工程地質手冊（第四版）[M].中國建筑工業出版，2007.

[2]建昌至興城高速公路工程地質報告[R].遼寧省交通規劃設計院.