樊屯隧道工程地质特征分析研究

徐文彦

摘 要：隧道工程地质勘察是指为隧道工程的设计、施工等进行的专门工程地质调查工作。隧道勘察一般分为初步勘察阶段和定测阶段。初勘阶段主要是调查选线地段的地形、地质构造、岩性、断层、风化破碎带等地质地貌条件。

关键词：樊屯隧道；工程地质；特征

1 概况

樊屯隧道位于建昌县白塔镇头道沟村附近，呈北东向展布，设计两条分离式单行曲线隧道，设计洞身宽10.75m，洞高5.0米，左洞长680米，右洞长700米，属中隧道，其进出口里程桩号。

2 勘察工作情况

本次勘察以工程地质调绘、钻探、物探（高密度电法、浅震法）、原位测试、室内试验、工程测量等手段进行工作。主要揭露地层为第四系全新统冲洪积（Q4pl+dl）粉质粘土、粉质粘土混碎石，侏罗系义县组（Jxw）安山岩。

3 地层岩性及地质构造

隧道所在区域主要出露地层为震旦系下统耀岭河群和上统陡山沱组、灯影组白云岩、白云质灰岩、钙质页岩等，河床及山坡上分布有第四系地层。区域大地构造环境属于秦岭褶皱系南秦岭印支褶皱带，秦岭断裂系北东向、北北东向断裂组。褶皱带为金鸡岭复向斜庙川―荆紫关褶皱束，褶皱束内褶皱和断裂均发育，拟建隧道位于天才岭倒转向斜（V117）的北翼，两翼地层为震旦系上统灯影组地层（Z2dn），其南面为鲍沟倒转背斜（V124），鲍沟倒转背斜（V124）的轴部距隧道约5 km。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），研究区50年超越概率10%，地震峰值加速度为0.05 g，相应抗震设防烈度为6度。

4 隧址区工程地质条件

隧道区属鄂西北构造剥蚀中低山区，山体地形起伏较大，冲沟发育，基岩大部分地段出露，区域山脊最高点位于雷峰垭的三堡寨，高程1 002.1 m，沟谷最低点高程约500 m，相对高差502.1 m。隧道所处山体植被较发育，大部分地段基岩出露，仅缓坡及沟谷地段分布第四系坡洪积（Q4pl+dl）碎石土，根据钻探揭露和工程地质调查，隧道区分布的岩层主要为震旦系上统灯影组地层（Z2dn），岩性为白云岩、钙质页岩等。

隧址位于天才岭倒转向斜（V117）的北翼，大部分地段基岩出露，仅坡麓及沟谷地段分布有第四系覆盖层。隧道地段整体上为单斜构造，出露的地层为震旦系上统灯影组（Z1dn）的白云岩、钙质页岩，岩层倾向283～304°，倾角35～40°，局部岩层产状变化较大。隧道区围岩受构造影响较重，岩层多见扭曲、错断及拖拽现象。受区域构造影响，隧道区岩层节理发育。

经调查，隧址区无滑坡、崩塌、泥石流等影响场地稳定的不良地质现象。隧道区白云岩可作建筑原料，在施工期间隧道进口左侧小规模露天开采白云岩作建筑砂外，未发现煤层、瓦斯和其它可供开采的矿产，附近无采空区分布。

隧址分布地层主要为震旦系上统白云岩等，该地层属可溶岩组。根据地表工程地质测绘，地面岩溶形态主要为细小的溶沟、溶槽及溶蝕裂隙，是受地表径流冲刷溶蚀的结果，根据钻探揭露浅部仅有少量的溶隙分布，深部无溶蚀痕迹。因此隧址区岩溶发育程度较弱，对隧道稳定性基本没有影响，不会出现岩溶突水、突泥现象。

5 隧址区水文地质条件

隧道区属鄂西北构造剥蚀中低山区，山体地形起伏较大，冲沟发育。隧址区地下水类型主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水。

隧道进出口附近沟谷有地表水体流过，没有发现井泉分布。研究区内的地下水补给来源为大气降水及坳沟中季节性地表水。大气降水部分通过地表沿丘坡径流排出，部分通过岩层裂隙及下渗于岩体中。岩体中的地下水，大部分沿裂隙及破碎带运移，经短暂径流，向邻近山谷低洼处排泄。隧址区分布地层为白云岩和钙质页岩，洞身主要位于弱风化岩层中，进出口地段岩石风化强烈，岩石呈强风化。

6 隧道主要工程地质问题分析

该隧道位于天才岭倒转向斜（V117）的北翼，白桑断裂（F116）从隧道东部斜交通过，隧道轴线与区域构造线方向相近，不利于隧道稳定。隧道工程地质条件较差，场地稳定性较差，在采取必要的工程措施下适宜修建隧道。

由于隧洞开挖，将在洞前一带形成人工路堑边坡，边坡最大高度约15.0 m，边坡岩层为强风化白云岩，岩体裂隙发育。人工形成的岩质边坡经赤平极射投影分析，进口仰坡为斜向坡，路堑右侧边坡为反向坡，边坡整体基本稳定，路堑左侧边坡为顺向坡，可能沿层面产生顺层滑坡。

隧道段分布构造碎裂岩体，围岩等级为Ⅴ级，围岩开挖易坍塌，侧壁易失稳变形，处理不当会出现大坍塌，侧壁经常小坍塌。基岩裂隙水易通过该断裂带导入隧道，可能引起小规模的突水等灾害。施工中应加强监测预报，加强支撑防护和采取必要的辅助施工措施。

挖掘隧道的弃渣方量大，隧道进出洞口交通较方便，处理较方便，然而隧道处于分水岭与冲沟相间地段，进出洞口位于冲沟地带，弃渣不能置于冲沟附近和冲沟内，故弃渣堆放地需占用农田或林地，可就近选择较开阔的地段设置拦碴坝予以拦截，工程结束后，平整地面，培土复耕。

7 结论及建议

隧道地质条件较差，场地稳定性较差，在采取必要的工程措施下适宜修建隧道。隧道设计、施工应做好超前预报，大力推行信息化设计、施工和新奥法等先进的方法和施工工艺。Ⅳ～Ⅴ级围岩设置复合式衬砌，Ⅴ级围岩增设钢架。加强施工地质工作，对Ⅴ类围岩分布的易坍塌段作好超前预测的同时应推行迅速掘进、及时支护的施工方法，同时对支护方案的优化设计提供地质保证。作好涌、突水、突泥预测、预防工作，隧道施工要预设足够的排水断面。在可能出现涌、突水的地段一定要布置超前钻孔作好预测工作。且加强雨季施工的天气预报和强降雨过程的预报，并事先作好涌、突水的应急预案。

参考文献

[1]常士骠，张苏民.工程地质手册（第四版）[M].中国建筑工业出版，2007.

[2]建昌至兴城高速公路工程地质报告[R].辽宁省交通规划设计院.