潼洛川隧道工程地质勘察报告新目录一、工程概况二、勘察概况及工作方法三、完成的勘察工作量四、自然地理概况(一)地理位置及交通概况(二)地形地貌(三)气象特征(四)地震动参数五、工程地质特征(一)地层岩性(二)地质构造(三)水文地质特征六、不良地质及特殊岩土(一)不良地质(二)特殊岩土七、隧道水文地质特征及评价(一)水文地质特征(二)隧道区水文地质条件评价八、隧道工程地质条件及建议工程措施(一)岩土施工工程分级及力学参数建议值(二)隧道围岩分级及主要工程地质问题分析(三)隧道进出口工程地质条件(四)隧道施工预测预报内容及范围九、隧道辅助工程工程地质条件及建议工程措施十、设计及施工中注意事项潼洛川隧道工程地质勘察报告(DK341+~ DK345+)一、工程概况潼洛川隧道位于潼关黄土台塬区前缘,隧道进口(DK341+304.0m)位于潼沟河左岸,岸坡地形较陡,出口端(DK345+120.0m)位于黄土塬边,全长3816m,最大埋深120m,相对高差90~130m。
该隧道设有斜井,斜井位于港口镇,和线路交于DK343+100m处,斜井长294m。
工点北临西潼高速,并有便道相连,交通较为便利。
二、勘察概况及工作方法勘察工作主要分为初测(2003年11月~2004年2月)、定测(2004年5月~9月)、补充定测(2004年12月~2005年1月)三大阶段进行。
初测阶段线路方案走行于潼沟河下游苏家村附近,以隧道形式通过,主要以收集区域资料和地面调查为主;定测阶段线路方案与初测阶段方案相同,收集了区域地质资料,并在此基础上作了详细的沿线地质调查,随后,根据工程设置及定测阶段技术要求,布置了深孔1孔,计145.0m ,一般工程孔钻探241.70m/4孔,试坑30m/2坑,并取样化验,完成了本阶段工作;补充定测阶段线路方案没有调整,在充分利用定测阶段资料的基础上,沿线作了补充地质调查,完成本阶段任务。
三、完成的勘察工作量主要勘察工作量一览表(一)地理位置及交通概况工点位于潼关县潼沟河下游苏家村附近。
工点北临西潼高速,并有便道相连,交通较为便利。
(二)地形地貌潼洛川隧道位于潼关I级黄土台塬区,塬面地形平坦,高程545~555m;进口位于潼沟河左岸,岸坡地形较陡,相对高差20~70m,冲沟发育;出口端位于黄土塬边,地形起伏,冲沟发育,相对高差15~50m;斜井洞口位于一黄土冲沟,地形起伏,地面高程420m。
塬顶为农田,多有村庄、道路分布。
(三)气象特征据潼关县气象站气象资料显示:该工点区属亚热带半干旱气候区,年平均气压;年平均气温13.2℃,极端最高气温42.7℃,极端最低气温-18.2℃;年平均绝对湿度 hpa,日最大绝对湿度 hpa,日最小绝对湿度 hpa;年平均降水量608.9mm,年最大降水量1000.4mm,年最小降水量319.7mm;年平均蒸发量1872.6mm,年最大蒸发量2264.2mm;平均风速3.0m/s(主导风向 ESE),最大定时风速22.0m/s(主导风向 ENE);年最大积雪深度18cm;最大冻结深度44cm。
(四)地震动参数根据国家质量技术监督局颁布的《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)的划分、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)及《铁路工程抗震设计规范》(GBJ111-87)的有关规定,结合陕西大地地震工程勘察中心完成的《郑西客运专线陕西段地震安全性评价工作报告》和本段工程地质与水文地质条件及工程设置的实际情况,本工点地震动峰值加速度值采用0.23g,相当于地震基本烈度八度。
地震动反应谱特征周期采用。
五、工程地质特征(一)地层岩性隧道、斜井区范围内地层岩性相对简单,黄土台塬区表层为第四系上更新统风积砂质黄土,中部为第四系中更新统风积砂质黄土、下部为第四系下更新统风积砂质黄土、黏质黄土,底部为第四系下更新统冰湖积粉土、卵石土和砾砂等。
潼沟河一级阶地主要为冲积砂质黄土。
al3):分布于潼沟河一级阶地,厚3~5m,含大量的蜗牛壳,1-1、砂质黄土(Q4浅黄色、淡黄色,土质较均匀,结构疏松,具孔隙,坚硬,○Ⅱ级普通土,σ=140kPa。
具I级非自重湿陷性,湿陷土层厚度5m。
al4):黄褐色,主要分布于潼沟河一级阶地下部,厚约1~2m。
1-1-1、细砂(Q4成分以石英、长石等为主,砂质较纯净,偶夹砾石,稍密,饱和,○I级松土,σ=190kPa。
经地震液化判定为不液化砂层。
al7):呈层状分布于一级阶地底部及潼沟河河床。
浅灰色等杂1-2、卵石土(Q4色,厚~2.0m,成分以花岗岩等为主,浑圆状,分选性较差,φ粒径组成:直径φ>100mm的约占20%,φ100~40mm的约占40%,40~20mm的约占15%,余为砂土质充填,稍密,潮湿-饱和,○Ⅲ级硬土,σ0= 600kPa。
eol3):广泛分布于黄土台塬上部,厚10~33m,含大量的蜗2-1、砂质黄土(Q3牛壳,具虫孔。
浅黄色、淡黄色,土质较均匀,结构疏松,具孔隙,垂直节理发育,坚硬,○Ⅱ级普通土,σ0=150kPa。
具Ⅲ级自重湿陷性,湿陷土层厚度29.0m。
为Ⅴ(%)级围岩。
eol3):主要分布于黄土塬中部,沿线未见出露。
厚度50~3-1、砂质黄土(Q2100m,浅棕黄色,坚硬,○Ⅲ级硬土,σ0=220kPa。
el1):厚~6.5m,棕红色古土壤,厚薄不一,呈层状或透镜状分布于古土壤 (Q2砂质黄土中,硬塑,○Ⅲ级硬土,σ0=220kPa。
为Ⅴ(%)级围岩。
eol3):浅黄色,坚硬,厚度10~15m,○Ⅲ级硬土,σ4-1、砂质黄土(Q1=280kPa。
eol3):浅黄色,厚度20~35m,坚硬,○Ⅲ级硬土,σ4-2、黏质黄土(Q1=280kPa。
el1):厚~6.0m不等,棕红色,厚薄不一,呈层状分布于黏质黄古土壤(Q1土中,硬塑,○Ⅲ级硬土,σ0=280kPa。
为Ⅳ(%)级围岩。
该层土具弱膨胀性。
lgl1):分布于潼沟河底部,厚0~3m,厚薄不一,呈透镜4-8、粉质黏土 (Q1状、层状分布,硬塑,○Ⅲ级硬土,σ0=300kPa。
lgl2):分布于隧道进口端和隧道基底以下,厚度大于10m,浅黄4-3、粉土(Q1色,土质均一,密实,潮湿,○Ⅲ级硬土,σ0=300kPa。
lgl5):成层分布于隧道洞身底部,厚度大于5m,灰黄色,夹有卵4-6、砾砂(Q1石和圆砾,潮湿,密实,○Ⅰ级松土,σ0=400kPa。
lgl7):成层分布于隧道洞身附近,厚度2~6m,潮湿,密实,4-4、卵石土(Q1○Ⅲ级硬土,σ0=700kPa。
岩土物理力学特征eol3)地层的物理力学特征参数,依据2-1)第四系上更新统风积砂质黄土(Q32数,依据规范进行统计分析,列表如下:1数,依据规范进行统计分析,列表如下:eol3+el3)地层的物理力学特征参4-2)第四系下更新统风积加残积黏质黄土(Q1数,依据规范进行统计分析,列表如下:1范进行统计分析,列表如下:(二)地质构造隧道通过I级黄土台塬区构造上为潼关隆起,为第四系以来活动明显的断隆,隆起西界为观北断层,东界已出区外,南端限于山前大断层,北端已出区外,据有关区域资料分析,该隆起虽与观北断层同时形成,始于中更新世,但当时不太显着,并接受了早更新世早期的沉积,直到早更新世晚期才强烈隆起,使该区露出水面,接受以风积砂质黄土为主的堆积。
中更新世至晚更新世,隆起上升剧烈,故呈现今日之貌。
隧道通过段主要地层为中、下更新统风积砂质黄土夹古土壤。
六、不良地质及特殊岩土(一)不良地质1、人为坑洞隧道进口端分布有五个小窑洞(DK341+294m左侧3个,右侧2个,垂直线路一字排开),规模较小,高~3m,深2~4m,宽2~3m,施工时应先回填夯实。
(二)特殊岩土1、黄土黄土台塬表层覆盖第四系上更新统风积砂质黄土,厚10~33m。
在隧道进口Z-15钻孔附近可见一黄土陷穴,陷穴口小肚大,陷穴深约3~5m,但塬顶少见。
D7根据D7Z-15、D7Z-17、 D7Z-18,D7S-8-1土工试验资料计算判定,该场地为自重湿陷性场地,湿陷等级为Ⅲ级(严重),湿陷性土层厚度18.0m(参考秦东隧道进出口砂质黄土的化验结果)。
2、膨胀土依据初测资料及陕西省第二水文地质队N8、N12两个深钻孔资料和定册钻孔资料分析,第四系中、下更新统砂质黄土中夹有灰黄色、棕红色古土壤(粉质黏土),呈层状,厚度~9.3m不等,从岩心外观看具有膨胀岩土的基本特征,风化为尖棱状的小碎块,在隧道洞身有分布,经取样化验,自由膨胀率一般在21%~48%,阳-)[mmol/kg]:~ mmol/kg,蒙脱石含量M:%~13%,综合离子交换量CEC(NH4判定为弱膨胀土,设计时应考虑其对工程的影响。
七、隧道水文地质特征及评价(一)水文地质特征1、隧道区地下水类型、特性潼洛川隧道位于潼关塬一级台塬的前缘,秦岭北麓断层带以北到黄河、渭河这一完整水文单元的排泄区。
该水文单元地下水从补给区到排泄区运行途径短,地下水水力坡降大,水平方向地下水的迳流条件良好。
隧址区地下水主要有黄土层孔隙、裂隙潜水;砂夹砾石层承压水:黄土孔隙、裂隙潜水:主要赋存在上、中更新统黄土中,黄土的储水空间包括孔隙、孔洞和裂隙。
黄土在垂直方向上,岩性、水理性及富水性不均一。
自上而下粘粒含量增加,黄土的裂隙性、孔隙度、给水度及岩土的渗透系数减小。
黄土含水层的埋深、厚度及富水性,受区域地质构造、塬面大小和沟谷切割程度条件等的控制。
砂夹砾石层孔隙承压水:主要由台塬区底部的下更新统冰湖积层中细砂、粗砂夹砾石孔隙水组成,厚度较大。
上部隔水顶板为砂质粘土,泥钙质胶结较好,埋深185~210 m。
承压水头一般小于15m,水量丰富。
依据收集二水1982年在潼关塬前部N8号(管南村机井)钻孔深层承压水抽水试验资料,单井涌水量可达362.24m3/d。
2、地下水补给、迳流、排泄隧址区地下水的补给来源主要为大气降水、地表迳流及灌溉回归水,地下水的补、迳、排条件与塬面的形状、岩土的性质、孔洞、地表陷穴、漏斗的发育程度关系密切。
大气降水补给地下水补给量的多寡、潜水位变化的幅度,与降水量的大小、历时长短关系紧密。
区域资料显示,黄土垂向的渗透系数介于×10-5~×10-5之间,而隧道所在区域潜水水位埋深较大,本次实测隧道洞身附近管南村、亢家寨深井水位分别为195.05m(水位高程345.05m)、203.3m(水位高程339.7m)。
可见由大气降水补给地下水,潜水位在短时间内水位升高不显着,依据前人对该区多年统计资料,一级台塬塬边潜水位动态年变化幅度最大2.10m。
潜水的迳流方向基本与地形一致,由北(山前)向南(黄河、渭河)方向运动。
一级台塬的中前部,由于接近排泄区,潜水的水力坡陡降,导致潜水直接向黄河、渭河谷底排泄。