小春湾隧道工程地质条件的相关分析

2017-03-25 05:33李剑
城市道桥与防洪 2017年6期
关键词:煤系瓦斯勘查

李剑

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司,贵州贵阳550018)

小春湾隧道工程地质条件的相关分析

李剑

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司,贵州贵阳550018)

当今,基础建筑工程建设数量及规模逐渐增加,山区隧道工程修建数量也越来越多,为了保证隧道工程施工质量,必须进行地质勘查,为工程设计和建设提供参考依据。对此,首先介绍了地质条件分析的重要性,然后以小春湾隧道工程为研究对象,对隧道工程地质条件进行详细分析。

小春湾隧道工程;地质条件;建议

0 引言

很多隧道工程施工区域为多山地区,断裂发育较为常见,岩浆岩的分布也十分广泛,由于地质条件复杂,施工难度较大。在工程建设开始前,首先需要进行地质勘查,并根据勘查所得结果进行地质分析,优化工程设计方案及施工方案,这样才能保证隧道工程施工的顺利进行。

1 工程地质条件对于隧道建设的重要性分析

在进行隧道工程项目建设过程中,确保项目隧道工程能够高质高效的完成至关重要。很多隧道工程建设项目的隐蔽性比较强,而且所在区域的地质条件比较复杂,地质条件具有不可预见性。如果隧道工程设计方案不符合实际情况,或者施工技术选择不符合工程建设需要,则容易造成隧道工程施工中出现各类灾害问题,包括山体开裂、涌水或者塌方等,导致隧道工程施工无法顺利进行。由此可见,如果隧道工程所在区域地质条件比较复杂,则在施工过程中容易发生各类地质灾害问题。对此,在进行隧道工程施工前,首先需要对以往的地质信息进行分析,并对地质情况进行实地勘查,包括水文勘查、地质勘查等,并对勘查所得地质条件进行详细分析,从而为隧道工程项目设计方案的制定工作提供重要的参考依据,避免在隧道工程施工中出现地质灾害问题。

2 工程概况

拟建小春湾隧道为分幅隧道:左幅起讫桩号为Z K56+385.00~Z K57+005.00,全长620.00 m,隧道最大埋深80.3m,设计进口底板高程1 298.91m,出口底板高程1 312.56 m。右幅起讫桩号为Y K56+385.00~Y K57+015.00,全长630.00 m,隧道最大埋深77.9 m,设计进口底板高程1 299.57 m,出口底板高程1 313.43 m。

3 地质条件相关分析

3.1 地形、地貌

该隧道为分幅式隧道,场区位于黔西县协和乡,进出口均有乡村公路通过,交通一般。隧道穿越地段海拔1 258.80~1 434.80 m,相对高差176.0 m,隧道轴线通过段地势较高,基岩大部出露,地貌类型属低中山侵蚀-溶蚀地貌。

3.2 水文、气候

隧区属长江流域之乌江水系,隧道进出口地表水均不发育。场区属中亚热带季风湿润气候,夏季凉爽,冬无严寒。据黔西县气象站1961—1990年气象资料统计,年总日照1 285 h,无霜期239 d;年平均气温13.9℃,极端最高气温35.2℃,极端最低气温-10.4℃;年平均降水量978.4mm,年内分配不均,多集中于5~9月,最大日降雨量165.5 mm;年蒸发量1 288.4 mm,多集中于4~9月;年平均相对湿度82%;年平均风速1.60 m/s,最多风向东北向。灾害性天气有凝冻、冰雹、倒春寒、伏旱等。

3.3 地质构造

场区位于扬子准地台黔北台遵义断拱贵阳复杂构造变形区。地层呈单斜产出,产状300°∠27°。岩体节理发育,主要节理有163°∠76°、79°∠82°两组,节理间距300~400 mm,中风化层内节理面较为平滑,多呈闭合状,强风化层中节理裂隙多呈张开状,局部见黏土及碎石充填,无胶结,结合差,岩体被节理裂隙、切割成碎块、碎石状。

3.4 地层岩性

隧道区上覆第四系残破积层(Qel+dl)含碎石粉质黏土、人工回填土(Qme),下伏基岩为三叠系下统夜郎组(T1y)中厚层状灰岩夹泥岩、泥质粉砂岩、二叠系上统长兴大隆组(P2c+d)中厚层状灰岩、二叠系上统长兴龙潭组(P2l)薄至中厚层状泥质粉砂岩夹炭质泥岩及煤层。

3.5 水文地质

3.5.1 地表水

隧道区地表水不发育。隧道区山脊内沟谷多为季节性冲沟,主要由大气降水补给,水量小,受季节影响明显,地表水不发育。

3.5.2 地下水

(1)地下水类型及埋藏条件。场地地层为煤系、灰岩,地下水类型为岩溶裂隙水及煤系地层强风化带基岩裂隙水。

(2)地下水的补给、径流、排泄。场区地下水主要以大气降水为补给源。降水少部分经地表渗入基岩风化裂隙或岩溶裂隙从高向低径流,在低洼处的沟谷部位排泄;大多以坡面流形式向四周低洼处径流、排泄。

(3)水质分析。据煤系地区地表水水质分析结果,场区煤系地层水质类型为[S]C aⅡ型,即为硫酸盐钙质水。据《公路工程地质勘察规范》(J T G C20—2011)天然水对混凝土腐蚀的评价标准,其对混凝土结构物具弱腐蚀性。据贵州省多地经验,煤系地层区地下水应判定为对混凝土结构物具弱腐蚀性,其余地层区为微腐蚀性。

3.6 地震及区域稳定性

据《中国地震动参数区划图》(G B 18306—2015),隧道区地震动反应谱特征周期为0.35 s,地震动峰值加速度为0.05 g,地震基本烈度为Ⅵ度。根据区域地质资料及勘查资料综合分析,拟建隧道场地未发现断层通过,区域地质整体稳定性较好。

3.7 不良地质

经现场调查,本隧道区不良地质主要为采空区、危岩体、煤层瓦斯。

4 建议

(1)隧道在Z K56+385~Z K56+517(Y K56+385~Y K56+527)段为煤系地层。由于隧道进口段岩体破碎,考虑到岩体的风氧化带及煤层瓦斯气体的挥发性,建议隧道Z K56+385~Z K56+695(Y K56+385~Y K56+700)段按高瓦斯隧道设计。

(2)高瓦斯隧道段应认真做好超前地质预报,以确保施工安全。由于瓦斯的不均匀性和突发性,隧道施工中必须加强瓦斯监测,加强通风,因此必须做好隧道瓦斯段专项施工方案,防止瓦斯事故的发生。

(3)隧道进口段开采的煤层为④、⑤,且开采的煤层巷道局部已贯通,对隧道影响较大,需对其进行注浆处理。注浆处理范围为左幅Z K56+385~Z K56+415段、右幅Y K56+385~Y K56+420段。

(4)在灰岩分布区,地表岩溶发育,洞身开挖到隐伏岩溶的可能性较大,建议该段加强超前地质预报和隧道底板地质雷达探测工作,防止突水、突泥及坍塌的危害。同时碳酸盐岩分布段隧道涌水量预测计算,该段隧道洞内涌水量较大,建议加强该段隧道防排水措施设计。

(5)由于地质情况的复杂性,施工中如发现新的地质问题,应及时反馈,以便及时会同有关部门协商解决。

5 结语

综上所述,地质条件勘查及分析对于隧道工程项目建设的顺利进行至关重要,为了确保隧道工程施工能够顺利、安全地实施,必须对施工区域进行实地勘查,对所得勘查结果进行分析,明确建设区域的地质条件及水文条件,然后以此为依据,优化隧道工程设计方案,合理选择施工技术,保证工程顺利进行。

CJJ:

[1]刘智,邓辉,黄润秋,等.岩溶地区隧道施工综合预报技术案例分析[J].中国地质灾害与防治学报,2011,22(4):74-80.

[2]张健儒.山岭隧道软弱围岩工程地质特性及施工对策[J].隧道建设,2014,34(8):749-753.

[3]向晓辉,王俐,李春光.复杂地质条件下水底矿山法隧道的围岩位移分析[J].铁道工程学报,2011,28(2):103-108.

U455

B

1009-7716(2017)06-0294-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.06.086

2017-03-07

李剑(1985-),男,贵州贵阳人,助理工程师,从事高速公路地质勘查工作。

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