乐安铺隧道工程地质评价

乐安铺隧道工程地质评价摘要：乐安铺隧道是怀通高速高速公路重要工程之一，位于邵阳市绥宁县乐安铺乡。

文章对乐安铺隧道的工程地质进行评价，为该隧道的设计和施工提供技术参考。

关键词：乐安铺道；工程地质；水文地质；参考1地形地貌隧址位于构造～侵蚀剥蚀低山岭脊区，隧道所在山脊走向呈北西向，隧道洞身沿线发育多条较大的“u”型支冲沟，近北西向展布。

另有数条切割较浅的小冲沟。

隧道轴线走向122°，设计路面高程477～508 m，进口处沟底高程约500m，沿线山顶高程620～703 m，最高点高程703 m，洞身最大埋深170 m，出口处沟底高程约465 m。

隧道进口位于走向212°和120°两条小型冲沟组成的谷坡上, 为一凸型逆向坡，坡度20°～30°，边坡走向与隧道轴向近于垂直，坡面植被较发育。

隧道出口位于坡向140°的斜坡下部,为一顺向坡，坡型呈凸型，坡度25°～35°，边坡走向与隧道轴向近于垂直，坡形完整，坡面植被较发育。

2地层岩性第四系残坡积层（Q4el+dl）粉质粘土：灰黄、褐黄色，可塑－硬塑状，含少量碎石，含量5~30%,岩性为强风化砂质板岩、棱角状，直径1.0～6 cm.钻孔揭露厚度1.5～5.0 m，分布于坡顶及斜坡上。

全风化砂质板岩:砖红色，变余砂质结构，板状构造，构造层理不清晰，结构基本都被破坏，裂隙发育，岩芯呈粗砂状（含量约为40%，粒径0.25～0.5 cm）、碎石状（含量40%左右，直径1～5 cm，可扣动，强度低中底部含量高于表层），及少量柱状，主要集中在层底，用手可扣动，强度低，易击碎，进尺快。

强风化砂质板岩:灰绿色，变余砂质结构，板状构造，构造层理不清晰，结构部分被破坏，裂隙发育，倾角45°、70°，岩芯呈粗砂、砾砂状（含量10%左右，粒径0.5～5 mm）、碎石状（含量60％左右，直径3～12cm，部分可扣动，大部分锤击较脆，不易击碎）、柱状（含量30%左右，柱长6～35 cm，不易击碎，捶击声较脆，层底较坚硬），可见黄红色风化斑点，手可捻成粉末，进尺平稳。

岩体声波速度2 193 m/s,岩块声波速度3 800 m/s,岩体完整性系数0.33。

中等风化砂质板岩:白灰色，变余砂质结构，板状构造，构造层理清晰，结构基本未被破坏，裂隙较发育，裂面呈红褐色，裂面粗糙，倾角50°、75°，岩芯呈柱状（含量30％左右，柱长5～25 cm，捶击声脆，较坚硬）碎石状（含量60%左右，直径5～10 cm，不易击碎），进尺平稳，岩性较坚硬。

岩体声波速度3 328 m/s,岩块声波速度3 800 m/s,岩体完整性系数0.77。

微风化砂质板岩:浅灰－灰绿色，变余砂质结构，板状构造，构造层理清晰，结构基本未被破坏，裂隙不发育，裂面呈黑褐色，裂面平直，可见45°~50°裂面，岩芯呈柱状（含量70％左右，柱长5~113 cm，不易击破，捶击声脆，较坚硬）、碎石状（含量20%左右，直径5~10 cm，不易击碎），还可见少量灰白色斑点及细条，岩性较坚硬，进尺平稳；在123.5～131.84 m处，岩芯较破碎，岩芯多呈碎石状，个别柱状，碎屑手可捻成粉末，可见磨光面，为挤压破碎带，岩性相对较软，较易击破，进尺较快。

隧址区为一单斜构造.进口处岩层产状140°∠70°,主要裂隙有四组: ①180°∠25°，裂面平直，微张,可见延伸长度0.2～0.3 m，2条/ m；②70°∠85°，裂面平直，闭合,可见延伸长度大于1.0 m，3条/m；③50°∠88°，裂面平直，可见延伸长度大于0.5 m，2条/m；出口处岩层产状145°∠80°,主要裂隙有三组:①05°∠65°，裂面平直，微张，可见延伸长度大于0.5 m，6条/m；②255°∠78°，裂面平直，微张,可见延伸长度大于0.5 m，3条/m；③275°∠12°，裂面平直，可见延伸长度大于0.5 m，2条/m。

3地震工程区域位于湘西华夏式地震构造带南端，地震活动较频繁。

地震分布在区域活动性大断裂带及其两侧，周期不太明显。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）附件《中国地震动峰值加速度区划图》（1∶400万），未来地震的危险区可能相对集中在通道一带，不在设计隧址区的穿越地带，地震动反应谱特征周期为0.35 s，动峰值加速度＜0.05 g，相应地震基本烈度VI以下。

4水文地质条件4.1水文地质概况隧道区内冲沟发育，其中3条冲沟内有常年性水流，其余均为季节性宽浅小冲沟，仅雨季时有短时水流。

接受大气降水补给，以垂直迳流为主，主要排泄方式为蒸发和散浸方式注入沟谷向低洼区径流。

地下水动态变化受大气降水影响明显，地下水水位变化较大，水位则呈水文型自然动态变化，即随大气降水的变化而变化，其次由于地下水径流途径长短不一，地下水水量也相应变化。

4.2地下水类型及富水性根据区内地层岩性组合及地下水赋存条件，隧道区地下水类型可分基岩网状风化裂隙水。

基岩风化网状裂隙水分布于砂质板岩强、中等风化层中，主要接受大气降水补给，地下水赋存于强、中等风化带的网状风化裂隙及构造裂隙中，风化深度约40 ｍ左右，受裂隙发育程度、充填状况影响，其渗透性、富水性不均一，富水性较弱。

富水程度为贫乏，渗入系数为0.05～0.075，径流模数为0.7～1.5 L/s·km2，对隧道突水影响不大，进、出口段会有渗水现象。

4.3相对隔水岩组线路区内出露震旦系下统江口组、洪江组等地层，岩性主要为砂质板岩、变质砂岩等，多为较软岩，风化深度可达30～40 ｍ，风化带界限较明显，下部为微风化，裂隙不发育，岩体呈块状，微风化岩石新鲜，裂隙不发育多呈闭合状，为线路区的相对隔水层。

变质岩区断裂构造普遍较大，多为压扭性，角砾岩挤压密实或泥化，为阻水的隔水层。

5不良地质现象乐安隧道隧址区无城镇及工业区分布，隧道施工无有毒有害气体长期排放，对环境的影响小。

隧址区山体稳定，大部分地表为粉质粘土及碎石土覆盖，隧道建设不会对山体稳定造成大的影响，但开挖弃渣的堆放将压覆部分耕地，隧道洞口附近自然斜坡坡度15～30°，表土层厚度约2.0～5.0 m，属第四系残坡积层，无滑坡及大的崩塌等不良地质现象，自然边坡稳定。

隧道施工开挖过程中，洞口附近土层易坍塌，施工中应尽量避免洞口大开挖、高削坡。

拟建隧道属高速公路隧道，隧道建设将在一定程度上改变隧址区原有的地下水补给、迳流及排泄条件，但隧址区降水较丰富，黏性土覆盖层较厚，渗入系数较小，风化网状裂隙含水层自身排泄条件较好，隧道施工对依赖残坡积土涵养水分生长的植被不会有大的影响。

总之，隧道修建后可能会对环境产生局部的影响，因此，在隧道施工建设中必须采取切实可行的环境保护措施，以期将隧道建设对环境的破坏影响程度降低到最小。

6隧道围岩分级根据隧道围岩的岩石强度、结构特征、完整状态等工程地质条件，并考虑风化与地下水作用，根据《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）,隧道围岩分为Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ三级，详见表1。

7隧道工程地质条件评价7.1进口段工程地质条件评价隧道进口位于走向212°和120°两条小型冲沟组成的谷坡上, 为一凸型逆向坡，坡度20～30°，边坡走向与隧道轴向近于垂直，坡面植被发育，坡面较完整。

进口段未见断裂构造，岩层产状140°∠70°，全风化厚度约９ｍ，强风化厚度约14.0m。

隧道进口段主要裂隙有以下三组：①180°∠25°，裂面平直，微张,可见延伸长度0.2～0.3 m，2条/ m；②70°∠85°，裂面平直，闭合,可见延伸长度大于1.0 m，3条/ m；③50°∠88°，裂面平直，可见延伸长度大于0.5 m，2条/m。

进口段未见地下水出露，洞口前冲沟为长流性冲沟，水流量0.1L/s。

地表水主要来源于大气降水，顺坡面汇集于冲沟向黄佳水方向排泄;中等风化岩石，属相对隔水岩层。

隧道进口洞顶岩层单薄，岩性单一，构造简单，自然斜坡稳定，附近无崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象。

表层为厚度0.7～3m的含碎石粉质粘土；下部基岩为砂质板岩，裂隙较发育，表层岩石风化强烈，风化层厚度较大，覆有土体,因此洞口工程地质条件差，开挖易失稳，可按照１∶１～1∶1.25放坡，采用先支护后进洞施工或早进洞措施。

由于左线进口段沿冲沟谷坡展布,故洞室存在偏压。

由于L2、L3裂隙与坡面近于平行，倾角较陡，L1裂隙与坡面近于垂直，对斜坡稳定性影响不大。

7.2出口段工程地质条件评价隧道出口位于坡向140°的斜坡下部,为一顺向坡，坡型呈凸型，坡度25°～35°，边坡走向与隧道轴向近于垂直，坡形完整，坡面植被较发育。

隧道出口处岩层产状130°∠65°，主要裂隙有三组:①45°∠85°，裂面平直，微张，可见延伸长度大于0.5 m，6条/m；②255°∠78°，裂面平直，微张,可见延伸长度大于0.5 m，3条/ m；③275°∠12°，裂面平直，可见延伸长度大于0.5 m，2条/ m。

出口段洞口前为常年流水冲沟，水流量0.5～1.5L/s，具山间溪水特征,雨季流量明显增大, 水位可上涨0.2 m左右,地表水主要来源于大气降水，顺坡面汇集于冲沟向大团村方向排泄;出口处未见地下水露头,地下水类型风化网状裂隙水,弱含水,中等风化岩石，属相对隔水岩层。

隧道出口洞顶岩性单一，构造简单，坡形完整，自然斜坡稳定，附近无崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象。

表层为厚度1.5～5 m的含碎石粉质粘土；下部基岩为砂质板岩，裂隙较发育，表层岩石风化强烈，全、强风化层厚约23.0 m，仰坡由于强风化层厚度较大，因此洞口工程地质条件较差，开挖易失稳，可按照１∶１～1∶1.25放坡，可采取先支护后进洞施工或早进洞措施。

L1、L2裂隙与坡面近于垂直，倾角较陡，属稳定结构，对斜坡稳定性影响7.3隧道洞身受地形地貌条件制约，乐安铺隧道段为黄佳水和大团溪沟的分水岭。

乐安铺隧道出口段距棱冲大断裂约1km，隧道局部受断裂构造的影响较严重，岩体为砂质板岩，为软岩－较软岩，岩体风化剧烈，风化较深，风化带明显，岩体完整性主要受岩体风化程度和构造的影响，由于隧道埋深较大，坡面完整，地下水不发育，除进、出口地段外，隧道围岩以Ⅲ、Ⅳ级围岩为主，隧道稳定适宜隧道通过。