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摘要：毛埡山隧道位于甘肅康縣城關鎮(zhèn)左家莊村，終點位于康縣云臺鎮(zhèn)大院村。按連體單洞設計，屬長隧道，洞體凈空（寬×高）為1025×500cm，洞體全長3175m，洞體最大埋深586.90m。該隧道工程地質條件復雜，共穿過3條斷層，根據(jù)資料顯示，3條斷層屬于晚更新世-全新世活動性斷層，對隧道圍巖有較大影響。通過對現(xiàn)場地質調繪、鉆探、物探的成果研究，本文對隧道的工程地質條件進行了初步分析，提供隧道工程地質評價及結論。

關鍵詞：斷層；地應力；圍巖級別

0引言

地質勘察是設計的基礎和依據(jù)，尤其是地質條件復雜的山區(qū)，勘察越是細致，對后期項目的設計、施工影響越小。毛埡山隧道位于康縣城關鎮(zhèn)左家莊村，終點位于康縣云臺鎮(zhèn)大院村。按連體單洞設計，屬長隧道，洞體凈空（寬×高）為1025×500cm，洞體全長3175m，洞體最大埋深586.9m。該隧道工程地質條件復雜，共穿過3條活動性斷層，對隧道圍巖有較大影響?，F(xiàn)場通過地質調繪、鉆探、物探等方法對該隧道進行了地質勘察工作。

1地形地貌

隧址區(qū)地貌單元屬構造剝蝕低中山區(qū)，毛埡山隧道橫穿基巖山梁，隧道穿越段地形切割強烈，起伏變化大，地勢洞身中部高，西北、東南兩端洞口低，地表最低海拔高程1209.50m，最高海拔高程1846.00m，相對高差636.5m。

2地層結構

隧址區(qū)地層結構較復雜，具體分布情況如下。（1）粉質黏土：淺棕黃色，土質不均，含大量礫石及碎石，呈硬塑狀態(tài)，該套地層主要分布于隧址區(qū)洞身段頂部，厚約3～5m，對擬建隧道圍巖無影響。（2）斷層角礫：主要為斷層破碎帶物質，原巖為黑云母千枚巖，夾碎石及斷層泥，松散～碎裂狀結構斷層；部分破碎帶原巖為灰?guī)r，巖體破碎，結構面發(fā)育，結合差，碎裂狀結構。（3）灰?guī)r：青灰色～灰白色，強風化層厚約5～10m，余為中風化。巖體較完整～較破碎，結構面較發(fā)育，結合一般，鑲嵌碎裂狀結構，巖層產狀為181～352°∠36～52°。（4）黑云母千枚巖：灰黑色，全風化層厚約5～8m，強風化層厚約10～15m，余為中風化。巖體破碎～較破碎，結構面發(fā)育～較發(fā)育，結合一般～差，碎裂狀結構～鑲嵌碎裂狀結構。巖層產狀為8°∠46°。（5）碳質千枚巖：灰黑色，強風化層厚約10～15m，余為中風化。巖體破碎～較破碎，結構面發(fā)育～較發(fā)育，結合一般～差，碎裂狀結構～鑲嵌碎裂狀結構。巖層產狀為187°∠72°。工程地質縱斷面圖見圖1。

3地質構造與地震

3.1地質構造

3.1.1斷層。本次勘察通過工程地質調繪、物探解譯、鉆探等勘察手段，共發(fā)現(xiàn)隧址區(qū)發(fā)育有3條斷層，編號分別為LF1～LF3，其中LF1斷層為正斷層，LF2、LF3斷層為逆斷層，LF3為全新世活動斷裂，根據(jù)《康縣-武都斷裂新活動性及地震危險性研究》和現(xiàn)場調查所獲得的實際資料，此斷層屬于晚更新世-全新世活動性斷層[1][2]，斷層性質逆沖兼走滑[3]，對隧道圍巖穩(wěn)定性有較大影響。本次勘察物探EH4共解譯6處異常區(qū)，推斷6處異常區(qū)結構面雜亂無序，巖體破碎，可能富水，應注意設防。各斷層與隧道的關系及對隧道影響程度見表1、圖2。（1）WTLF1推測斷層。該斷層為物探推測斷層。斷層頂端位于LK0+630附近，表現(xiàn)為明顯低阻通道，性質具有逆斷層特征。推測傾向南傾，傾角約45°。斷層具有一定的富水性，與擬建隧道交匯，推測該處有富水區(qū)一處，施工時注意防水、防塌陷。（2）LF2斷層。該斷層頂端位置處于LK1+180附近，電阻率二維反演圖上表現(xiàn)出明顯的低阻異常，傾向南傾，傾角60°，斷層寬約100m左右。推測該處可能裂隙區(qū)發(fā)育，含水相對較豐富。施工時要注意防水、防塌陷。該斷層與地質調繪結果較為一致。（3）LF3斷層。該斷層頂端位置里程LK1+430位置，北傾，傾角約50°。斷層在視電阻率二維反演斷面圖上表現(xiàn)為低阻異常（小于100Ω·m），推測該斷層與WTLF2斷層在深部（標高1150m）交匯，交匯部位推測為富水區(qū)域。斷層周邊均為第四系覆蓋。斷層具有一定的逆斷層特征，北傾，傾角約45～50°。施工時要注意防水、防坍塌。（4）WTLF2斷層。該斷層為物探推斷斷層，表現(xiàn)為明顯的極低值電阻率特征，近乎陡立，為該區(qū)域破碎帶明顯特征。斷層頂端位于LK1+730位置，斷層向下延伸較大，與LF3斷層標高1100m處交匯。斷層下部寬度約150～200m，上部被第四系覆蓋。推測標高1500m以下為斷層富水區(qū)域。施工時要注意防水、防坍塌。（5）F14斷層。斷層位于LK2+880附近，表現(xiàn)為明顯低阻特征，產狀較陡，近直立，向深部延伸較大。斷層兩邊視電阻率值極大，最大達到40000Ω·m，與標本中灰?guī)r電性特征較為吻合。斷層與擬建隧道交匯處標高1250m，推測有一處富水區(qū)域，施工時要注意防水、防坍塌。（6）WTLF3斷層。該斷層為物探推斷斷層，頂端處于LK3+130附近，等值線梯級帶位置，近直立。斷層兩邊地層巖性呈現(xiàn)不同電物性特征。推測該斷層為地質分界線。3.1.2節(jié)理。依據(jù)統(tǒng)計結果，隧址區(qū)進出口段巖體強風化帶節(jié)理裂隙很發(fā)育～發(fā)育，一般3組以上，雜亂無章，以構造型為主，地層巖性為千枚巖、片巖，節(jié)理面粗糙，大部分無充填，局部泥質或巖屑充填，結合差，貫通性差。

3.2地震

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306－2015）附表C.31中有關規(guī)定，隧址區(qū)地震動峰值加速度為0.20g，地震動反應譜特征周期0.40s，對應的抗震設防烈度為Ⅷ度。

4水文地質條件區(qū)內地下水類型

為基巖裂隙水和斷層帶水，富水區(qū)為斷層、裂隙發(fā)育區(qū)，在電阻率斷面圖上表現(xiàn)為明顯的低電阻率異常區(qū)，依據(jù)鈣質、黑云母千枚巖的電阻率的特征，從電阻率數(shù)值的角度，將隧道穿過區(qū)區(qū)域劃分為富水區(qū)及相對富水區(qū)，以實測黑云母千枚巖斷裂帶（滲水）電阻率（1.5Ω·m）為依據(jù)，將電阻率低于10Ω·m的地段劃分為富水區(qū)，11~40Ω·m的范圍內為相對富水區(qū)，其余電阻率范圍區(qū)為不富水區(qū)（見表2）。綜合分析隧道水文地質條件，最終采用降水入滲法計算隧道涌水量，預測隧道正常涌水量約2038.35m3/d，最大涌水量約6115m3/d。

5成果分析

5.1綜合測井成果分析

通過對2號孔進行了井溫測量，孔內最高溫度為14℃,最低溫度為12℃，平均值為13℃，未見地溫異常，屬地溫正常帶。323～390m為灰?guī)r,電阻率均值約為249Ω·m，聲波速度均值約為4.76km/s，自然伽瑪均值約為9γ。

5.2地應力成果分析

勘察過程中對2號孔進行地應力測試（水壓致裂法），根據(jù)裂縫方向的測定，求得最大水平主應力方位分別為N88°E。由2號鉆孔應力測量結果可知，所測范圍（336.5～373.7m）最大水平主應力值為13.27～14.74MPa，最小水平主應力值為10.24～11.45MPa。通過地應力測試結果分析，根據(jù)《公路工程地質勘察規(guī)范》[4]，隧道Rc/σmax=1.92-2.92＜4，判定該隧道存在極高應力現(xiàn)象。中風化灰?guī)r屬硬質巖，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，圍巖易失穩(wěn)。黑云母千枚巖及炭質千枚巖屬軟質巖，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。

5.3圍巖分級

（見表3）本隧道全長3175m，根據(jù)《公路隧道設計規(guī)范第一冊土建工程》[5]計算得出洞體由Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖構成，其中Ⅲ級分布長度為260m，占比8.2%；Ⅳ級分布長度為1146m，占比36.1%；Ⅴ級分布長度為1769m，占比55.7%。

6結束語

（1）項目區(qū)位于隴南市康縣境內，地震動峰值加速度為0.20g，地震動反應普特征周期0.40s，對應地震基本烈度為Ⅷ度。（2）預測隧道正常涌水量約2038.35m3/d，最大涌水量約6115m3/d。（3）通過井溫測量，孔內最高溫度為14℃,最低溫度為12℃，平均值為13℃，未見地溫異常，屬地溫正常帶。（4）隧道Ⅲ級分布長度為260m，占比8.2%；Ⅳ級分布長度為1146m，占比36.1%；Ⅴ級分布長度為1769m，占比55.7%。（5）隧道進、出口位置所在斜坡在自然條件下均處于穩(wěn)定狀態(tài)。由于千枚巖節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎～較破碎，開挖后易發(fā)生碎落、崩塌等不良地質現(xiàn)象。建議設計和施工時予以考慮，采用放坡、噴、錨及掛網等支護措施進行治理，以防止邊坡坍塌，并及時進洞，按防、排、截、堵相結合的原則設置防、排水系統(tǒng)。（6）該隧道存在極高應力現(xiàn)象。硬質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，圍巖易失穩(wěn)。軟質巖，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。

參考文獻

[1]賈偉,劉洪春,袁道陽.武都斷裂新活動性及地震危險性研究[D].北京:中國地震局蘭州地震研究所,2012.

[2]賈偉,劉洪春,柳煜,等.武都-康縣斷裂新活動性的滑動速率[J].地震工程學報,2018(4):175-182.

[3]楊晨.勉略構造帶康縣區(qū)段磁組構特征及其構造意義[J].地球物理學進展,2013(1):220-229.

[4]JTGC20－2011,公路工程地質勘察規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2011.

[5]JTG3370.1-2018,公路隧道設計規(guī)范第一冊,土建工程[S].北京:人民交通出版社,2018.

作者:苗在斌 單位:蘇交科集團（甘肅）交通規(guī)劃設計有限公司