浅谈隧道工程地质勘察与评价

贝史成

（重庆市地质矿产勘查开发局川东南地质大队 重庆 404100）

修建山岭区公路隧道可缩短行车里程，提高公路通行效率，不仅节约了宝贵的土地资源，保护环境，并且从根本上免除了公路路线常见的地质灾害，诸如滑坡、崩塌、泥石流、雪崩等道路病害。但是，隧道是地下隐蔽工程，其建设地质环境条件难以完全查明，其稳定性很难作出定量评价，施工中经常会遇到塌陷、突泥、涌水、岩爆、有害气体等不良地质问题，对隧道工程地质勘察质量的要求很高。结合某高速公路岩质隧道工程实践，应分阶段勘察，初勘阶段重点要查明对隧道有控制性的地质问题(地层岩性、地质构造、地下水、不良地质及特殊地质问题)，而工程地质调绘结合勘探测试，是山岭隧道勘探有效可行的方法。一般来说，初勘工作顺序是先进行地质调绘，再进行工程物探，根据调绘物探成果资料分析，针对性布置钻探与测试工作，最后综合分析评价。

1 区域自然地理特征

1.1 地形地貌

隧道通过区域主要为丘陵地貌及河流堆积地貌，最高海拔为398.3m，位于长江西北岸东侧丘顶处，最低(长江河谷)为 164.8m，相对高差约为233.5m，隧道穿越地貌单元主要为：长江河谷漫滩、Ⅱ、Ⅲ级阶地及丘坡 4个地貌单元。进口端(左岸洞口)位于丘包近低洼处的斜坡地带，洞口高程为 337.44m，地形坡度约 15º-25º，洞口西北侧为北东向展布的凹槽，宽约 60～80m，均为水田。出口端(右岸洞口)位于长江Ⅲ级阶地较平缓顶部，洞口高程为230.13m。

1.2 气象特征

隧道区属亚热带湿润季风气候区，四季分明，气候温和，具有冬暖、春旱、夏热、湿度大、云雾多、日照少、无霜期长、秋多绵雨、冬短夏长、盛夏连晴、高温、多伏旱等气候特点。据气象局1955年～2008年观测资料统计，多年平均气温为18.3℃，极端最高气温41.3℃，最低为2.3℃。多年平均降水量为1013.4mm，多年平均蒸发量为1094.1mm；多年平均风速2.9m/s，多年平均最大风速18m/s。

2 勘察技术要求

采取综合勘察手段，查明隧道通过区的岩层层理、片理、节理、软弱结构面的产状及组合形式，断层、褶皱的性质、产状、宽度及破碎程度；查明洞身是否通过煤层、气田、膨胀性地层、采空区、有害气体及富集放射性物质的地层等，并进行工程地质条件评价。查明不良地质、特殊岩土对隧道的影响，评价隧道可能发生的地质灾害，特别是对洞口及边仰坡的影响，提出工程措施意见；查明深埋及构造应力集中地段，对坚硬、致密、脆性岩层应预测岩爆的可能性，对软质岩层应预测围岩大变形的可能性；查明隧道通过地段的井、泉的情况，分析水文地质条件，判明地下水的类型、水质、侵蚀性、补给来源等，预测洞身最大及正常分段涌水量，并取样作水质分析。

3 区域地质特征

3.1 地层岩性

本段地层地表为第四系全新统坡积碎石土，下伏基岩为石炭系灰岩、砂岩、页岩，泥盆系砂岩。

4 区域水文地质特征

隧道区地下水的形成受地形地貌、岩性、构造、植被、降水量等多种因素控制和影响，特别是在构造作用下，断层破碎带、节理密集带、岩性接触带，为地下水的贮存运移创造了良好的条件。地下水赋存类型主要为第四系孔隙潜水、基岩裂隙水和构造裂隙水，与隧道关系较密切的为基岩裂隙水和构造裂隙水。本次主要采用地下径流模数法进行计算，预测隧道正常涌水量3748m3/d，可能出现的最大涌水量32875m3/d。

5 工程地质条件分析及评价

根据围岩土体状态或岩石的坚硬程度和完整程度、围岩受地质构造影响程度、隧道埋深、岩体弹性波速及岩体完整性系数等，结合隧道工程的特点，充分考虑地下水状态和初始地应力状态等必要因素对围岩基本分级进行修正，采用定性划分和定量评判相结合的方法综合评判围岩级别。按照上述围岩级别划分依据，隧道围岩级别划分为Ⅳ～Ⅵ级。隧道长度2032.17m，其中Ⅳ级围岩长度1421.83m，占总长度的70.0%；V级围岩长度583.19m，占总长度的28.7%；Ⅵ级围岩长度27.15m，占总长度的1.3%隧道围岩分级见表1。

表1 隧道围岩分级

隧道处于丘陵地区，主要穿梭在泥岩及粉砂岩中，进口和出口浅埋段位于残坡积层的粉质黏土和卵石中，结构松散，易出现大规模塌方和涌水；隧道洞身围岩产状较平缓，其中主要发育3组陡倾的节理、裂隙。陡倾裂隙易与岩层间的层间裂隙连接形成贯通性裂隙，造成硐室大规模涌水；同时，由于隧道是穿梭在泥岩及粉砂岩中，由于泥岩的易软化、快速风化、泥化及溶蚀，容易造成硐室发生塑性变形，硐室顶部剥落、脱层、塌方。综合分析，隧道工程地质条件较为复杂。

[1]铁道第一勘察设计院.铁路工程地质手册[M].北京:中国铁道出版社,2006.

[2]赵新文.综合勘探在隧道工程地质勘察中的应用[J].铁道勘察,2007(3).

[3]GB50218-94,工程岩体分级标准[S].

[4]常士骠.工程地质手册(第4版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.