湖南省汝城（湘赣界）至郴州公路陈家岭隧道工程地质勘察说明书.doc

陈家岭隧道 工程地质勘察说明书 1.前言 2006年4月，湖南省交通厅规划办组织厦门至成都国家高速公路湖南省汝城（湘赣界）至郴州公路勘察设计投标，湖南省交通规划勘察设计院（简称我院）成功中标本项目第10合同段的勘察设计工作。根据我院生产经营处下达的湘交计字【2006】第30号任务单的要求，我院岩土工程二公司承担了本项目陈家岭隧道的施工图设计阶段工程地质勘察。 该隧道位于汝城县岭秀乡，起点位于三合村，终点位于永利村。采用分离式路基。勘察过程中，隧道设计方案经过几次调整。2007年7月30日设计方案左线隧道起于ZK52300，终于ZK53975，全长1675m，隧道底高程为679.85～709.08m，纵坡整体为一单坡，纵坡坡度为1.74，东低西高；右线隧道起于YK52289.61，终于YK53950，全长1660.39m，隧道底高程为679.85～708.56m，纵坡整体为一单坡，纵坡坡度为1.74，东低西高。2007年11月30日设计方案调整为左线隧道起于ZK52133，终于ZK53988，全长1855m，隧道底高程为652.88～699.50m，纵坡整体为一单坡，纵坡坡度为2.7，东低西高；右线隧道起于YK52127，终于YK53960，全长1833m，隧道底高程为652.88～698.70m，纵坡整体为一单坡，纵坡坡度为2.7，东低西高。2008年4月1日设计方案再次调整为左线隧道起于ZK52173，终于ZK53988，全长1833.54m，隧道底高程为658.41～699.45m，ZK52173～ZK53081.46纵坡坡度为1.8，ZK52081.46～ZK53988纵坡坡度为2.7，东低西高；右线隧道起于YK52160，终于YK53960，全长1818.88m，隧道底高程为658.04～698.69m，YK52160～YK53081.12纵坡坡度为1.8，YK52081.12～YK53960纵坡坡度为2.7，东低西高。 外业勘察工作时间为2007年8月22日至2008年1月20日，4月20日完成室内资料整理工作。勘察工作主要采用资料收集、地质调绘、钻探、物探、工程测量、原位测试、取样及室内试验等手段。 外业采用1台XY-150型钻机钻探，物探布设了地震映象法纵向测线1条、地震折射波法横向测线4条、高密度电阻率法测线6条（纵向测线2条、横向测线4条）。采用一台全站仪进行钻孔放样，钻孔放样依据导线点如下表。 表1-1 导线点表 点号 Xm Ym 高程m 里程 备注 D46 2824893.836 449185.769 783.073 K53363左216m 1954年北京坐标系，1985年国家高程基准 D47 2825081.959 449625.989 806.100 K52959右40m 完成的主要工作量统计如下 表1-2 工作量统计表 工 作 项 目 单 位 数 量 备 注 工程地质调查 km2 0.8 地质点50个 钻孔 m/孔 115.70/1 利用桥梁钻孔 m/孔 52.70/1 利用初勘钻孔 m/孔 135.00/4 探坑 m3/个 39.2/14 采取岩石试验样 件 5 利用初勘岩石试验样 件 7 采取水质简分析样 件 1 物探测线 m/条 1200/4 折射波法 物探测线 m/条 980/1 地震映象法 物探测线 m/条 2400/6 高密度电法 利用初勘物探测线 m/条 1185/1 折射波法 利用初勘物探测线 m/条 650/1 面波法 利用初勘物探测线 m/条 1652/5 高密度电法 绘制工程地质平面图 张 3 绘制工程地质纵断面图 张 6 绘制工程地质横断面图 张 10 编写工程地质勘察说明书 份 1 本次勘探所依据的规程、规范为 ① 公路工程地质勘察规范JTJ064-98 ② 公路隧道设计规范（JTG D702004） ③公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007） ④ 公路土工试验规程JTG E40-2007 ⑤ 岩土工程勘察规范GB50021-2001 ⑥ 公路工程抗震设计规范（JTJ00489） ⑦ 浅层地震勘查技术规范（DZ/T0170-1997） 2.工程地质条件 2.1.地形地貌 该隧道地貌属于低山地貌。隧道地处山体南侧山坡地段，地形起伏较大，山高坡陡，山体走向近EW向，隧道走向与其基本平行。在隧道的进口处发育与路线走向呈近垂直相交的“U”字型沟谷，右洞洞门处于山谷底；隧道出口位于山坡上，右洞洞门位于山谷中。隧道轴线通过路段地面标高660～834m，相对高差约174m，隧道顶板上覆围岩最大厚度约130m。地形坡度25～55。K53300～600处地表有村庄，并有水稻田，水稻田主要为降水及上方山体泉水补给，村民生活用水依靠地下水及泉水，水通过地表沟排入地势低洼处。山坡植被较为发育，主要为杉树、松树、竹林、灌木丛等。隧道汝城端右洞洞口地处NS方向的冲沟中，地形较缓，覆盖层较薄，左洞洞口位于山坡上，地形较陡，覆盖层薄；郴州端右洞洞口地处山谷中，地形较陡，覆盖层有一定厚度，左洞洞口也位于山坡上，地形较陡，覆盖层薄。 2.2.地层岩性 根据本次工程地质调绘和钻孔揭露，隧道区的地层覆盖层为第四系全新统（Qh）、更新统（Qp）地层，下伏基岩为震旦系中组（Z2）、下组（Z1）地层，现由新到老分述如下 2.2.1.第四系全新统（Qh） ⑴种植土黄褐色，稍湿，松散，主要由粘性土组成，表层含植物根系，主要分布于隧道汝城端洞口段、洞身段山间沟谷中、郴州端洞口段农田中，厚度薄。 ⑵含碎石粉质粘土棕红色，硬塑，稍湿，含30左右碎石，碎石母岩成分为变质砂岩。主要分布于隧道汝城端洞口段、洞身段山间沟谷中、郴州端洞口段农田中，为冲、坡积物。Vp为750～900m/s。 2.2.2.第四系更新统（Qp） ⑶含碎石粉质粘土黄褐色，硬塑，稍湿，碎石含量占10～20，碎石母岩成分为变质砂岩，一般粒径6.00～7.00cm，最大粒径约9.00cm，呈次棱角状，表层0.30m含大量植物根系。主要分布于汝城端洞口段、洞身段、郴州端洞口山体斜坡上，为坡残积物。Vp为750～900m/s。 ⑷碎石灰褐色、棕红色，中密，湿，碎石母岩成分为变质砂岩，一般粒径6.00～7.00cm，最大粒径约9.00cm，呈次棱角状，混大量粘粒。主要分布于汝城端洞口山体斜坡上，为坡残积物。Vp为750～900m/s。 ⑸角砾灰白、土黄色，色较杂，中密～密实，湿，砾石母岩成分为变质砂岩，一般粒径约0.50～5.0cm，最大粒径约8.00cm，呈次圆～次棱角状，混较多粘粒。为变质砂岩坡残积而成，主要分布于汝城端洞口山坡上。Vp为750～900m/s。 2.2.3.震旦系中组（Z2） ⑹变质砂岩青灰色，上部灰黄色，中细粒结构，中厚层状构造，矿物成分主要为石英、长石。钻探揭露存在强风化带、弱风化带，分布于隧道K52173～K53400段。 ①强风化变质砂岩岩芯呈碎石状、短柱状，裂隙发育，岩石破碎，碎裂状结构。裂隙面有铁锰质浸染,裂隙倾角较大,一般55～80之间,个别裂隙倾角接近90,少量为闭合裂隙。岩质较软，属软岩，岩块敲击声哑，锤击不易碎，厚度2.0～6.0m。钻孔岩石质量指标RQD为0～3。Vp为1600～2000m/s。 ②弱风化变质砂岩岩芯呈短柱、柱状，少量块状，岩石较破碎，中厚层结构。岩质坚硬，属较坚硬岩，锤击声脆，裂隙较发育，裂隙面有铁锰质浸染，裂隙倾角较大，一般60～75之间,个别裂隙倾角接近90。岩石质量指标为0～11。Vp为2500～4000m/s。 ⑺板岩灰黄色，灰～灰绿色，变余结构，薄～中厚层状构造。调绘存在强风化带、弱风化带，以夹层形式存在于变质砂岩中。 ①强风化岩石呈碎块状，锤击声哑，岩质较软，裂隙发育。 ②弱风化岩芯呈块状，岩石较完整，岩质较脆硬，裂隙较发育。 震旦系中组整合于震旦系下组之上。 ⑻构造角砾岩灰黑色，灰色，部分红褐色，靡棱状，岩芯可见挤压痕迹，部分已泥化、炭化。岩芯呈块状、土夹碎石状，部分土状，质软弱。 2.2.4.震旦系下组（Z1） ⑼变质砂岩青灰色，上部灰黄色，中细粒结构，中厚层状构造，矿物成分主要为石英、长石。钻探揭露存在强风化带、弱风化带，分布于隧道K53400～K53988段。 ①强风化变质砂岩岩芯呈碎石状、短柱状，裂隙发育，岩石破碎，碎裂状结构。裂隙面有铁锰质浸染,裂隙倾角较大,一般55～80之间,个别裂隙倾角接近90,少量为闭合裂隙。岩质较软，属软岩，岩块敲击声哑，锤击不易碎，厚度2.0～6.0m。钻孔岩石质量指标RQD为0。Vp为1600～2000m/s。 ②弱风化变质砂岩岩芯呈块状、短柱状，少量块状，岩石较破碎，中厚层结构。岩质坚硬，属较坚硬岩，锤击声脆，裂隙较发育，裂隙面有铁锰质浸染。上部较破碎段岩石质量指标为6～25，下部较完整段岩石质量指标为30～75。Vp为2500～4000m/s。 2.3.区域地质构造 根据120万区域地质调查报告（郴县幅）及其地质图，结合工程地质调查测绘，该路段位于南岭东西复杂构造带中段北部，构造形迹纵横交错，组合复杂，主要的构造类型包括东西向（近东西向）构造，新华夏系构造等。东西向（近东西向）构造是一组由震旦系、寒武系褶皱而成的紧密向斜、背斜，以及与褶皱轴线相平行的逆、冲断层为其构造形迹，构造线主要呈近东西向略有偏转，或呈北西西－南东东向。新华夏系构造主要由一组北北东及北东向的大型向斜、背斜及与其褶皱轴线相平行的一组断裂组成，构造线一般呈北东35左右。 隧道区有断层通过，断层F14位于隧道南侧，走向大致与线路平行，断层F16与隧道大角度相交，并错断F14。 F14断层逆断层，地貌上呈现台坎、三角面，走向近东西，倾向南，长度4-6km，在K56360左80m测得产状为247∠84，在K56630右150m测得产状为235∠62破碎带宽度一般1～15m，断层两侧岩石节理裂隙发育，岩体破碎；在K53250左侧被F16错断，该处距隧道甚近，对隧道围岩的完整性有较大影响。 F16断层走向北北东，倾向北西，长度4.5km，破碎带宽度1-15m，断层切割寒武系、震旦系薄中层砂质板岩及砂岩，与路线呈较大角度相交于K53330，交汇部位岩石破碎，对陈家岭隧道有一定影响，特别是与F14断层交汇部位。 隧道区震旦系变质砂岩紧密褶皱发育，汝城端洞口段产状约为220～260∠40～65，在洞身K52630～760、YK52620～760段产状变为60～75∠60～80后再变为220～265∠55～75，大致在K53660～730、YK53580～650段，经过向斜核部后变为50～95∠55～75，郴州端洞口段产状约为50～95∠55～75。 隧道区节理裂隙发育。汝城端洞口处节理①走向320～340，倾角20～30，与其共轭节理②走向60～80，倾角近垂直特别发育；①组节理较平直，与山体坡度相近，发育长度3m，在洞口及其两侧附近均有发现，影响着洞室及洞口仰坡的稳定性。郴州端洞口处节理③走向50～90，倾角50～80，倾角较陡特别发育，与其共轭节理④走向310～360，倾角25～40；④组节理较平直，产状与洞口山体坡向相同，倾角与山体坡度相近，在洞口及其附近均有发现，影响着洞口及仰坡的稳定性。 表2-1 陈家岭隧道汝城端节理统计表 倾 向 倾 角 倾 向 倾 角 倾 向 倾 角 倾 向 倾 角 115 44 316 78 163 71 90 60 176 56 80 69 150 80 333 85 146 30 55 23 244 70 240 56 162 70 165 86 23 26 315 80 60 22 311 66 0 60 130 66 表2-2 陈家岭隧道郴州端节理统计表 倾 向 倾 角 倾 向 倾 角 倾 向 倾 角 倾 向 倾 角 354 31 126 78 71 31 290 34 340 42 5 67 72 23 220 44 117 61 174 52 141 79 141 76 350 63 41 23 146 84 77 2 331 86 隧道走向 隧道走向 节理玫瑰图 倾向玫瑰图 倾角分布直方图 陈家岭隧道 陈家岭隧道区区域地质略图 注摘自120万区域地质图（郴县幅） 2.4.地震 根据国家质量技术监督局于2001年2月2日发布的中国地震动参数区划图（GB18306-2001），勘察场地的地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应于地震基本烈度Ⅵ度。根据工程场地地震安全性评价技术规程（GB17741-1999）和2000年4月1日起实施的湖南省重大建设工程和可能发生严重次生灾害建设工程地震安全性评价管理办法（湖南省人民政府令第134号）规定，应对隧道区的地震安全性进行评价。 2.5.水文地质条件 根据调查，隧道区的山体上地表水体较少，主要在K53300～K53600段民房及稻田密集区，该段稻田边小水沟有少量地表水，另在K53450右侧30m有一水塘，水塘面积约900m2，水深1～3m，地表水除来源于降水外，还来源于高处山坡以泉水形式流出地表的地下水；有数处地下水出露点⑴K52310右45m，⑵K53460左35m。根据钻孔内抽提水试验及其他水文地质调查预测单位长度隧道地下水涌水量0.7 m3/dm，在洞身断层穿过地段为1.6m3/dm，但雨季受降雨影响，地表水将沿陡裂隙下渗，富集在F14、F16断层内，影响洞室的稳定，施工时应特别注意。钻孔量测地下水位深度在5.4～15.1m。 根据公路工程地质勘察规范JTJ064-98附录D及隧道区地下水水质分析结果，可判定，直接临水，强透水层，隧道区地下水对混凝土具弱腐蚀性；弱透水层，地下水对混凝土不具腐蚀性。水质分析结果参见下表2-1 表2-3 水质分析成果表 项目 类型 取样地点 PH值 HCO3- 侵蚀性CO2 游离CO2 Ca2 Mg2 SO42- CL- mg/L 地下水 ZK1 6.37 25.95 19.49 20.80 11.04 4.01 23.28 3.61 2.6. 不良地质及特殊性岩土 沿线受地形、地层岩性、水等因素的影响，不良地质主要有泥石流。 线路走廊带范围内植被较好，泥石流较少发育。根据调查，沿线泥石流均为滑坡（或塌方）后有大量雨水（2006年7月16日强热带风暴“碧利斯”带来强降雨后）伴随，沿沟谷狭窄处产生。 （1）位于YK52300～550右0～110m沟谷中。泥石流发育长度约280m，宽15～30m，与隧道轴线斜交。其中主要物源区长80m，流通区长约150m，沉积区长约50m，平面呈狭长带状，面积约5000m2，泥石流厚度0.3～1.5m，平均约0.6m，体积约600m3。该处泥石流处于狭长山谷中，山谷横断面呈V形，上方仍为大面积较陡山坡，汇水面积大；物源区坡度较陡，纵坡坡度40～56，坡残积含碎石粉质粘土及较破碎强风化变质砂岩上带有一定厚度，厚1.0～5.0m，植被较少，人工修筑2条小道通过其中，并形成陡坎，且无支护，雨后常发生坍塌；流通区山谷狭窄，宽约20m，横断面呈V形，纵坡坡度约30；沉积区坡度较平缓，总体纵坡约18，但被人工修筑呈3级台阶状，台阶甚平，利于泥石流堆积。泥石流主要由含碎石粉质粘土及强风化岩坍塌经水流搬运形成，堆积物主要为碎石、砂砾，含10～30粉质粘土，堆积区表面主要为碎石出露；据访问当地得知，在2006年7月16日强热带风暴“碧利斯”带来强降雨后流量较大，其余年份则只有在大暴雨情况下才有；因此属轻微稀释性泥石流。该处堆积区位于陈家岭隧道洞身段，对隧道基本无影响。 2.7.工程物探 2.7.1.概述 物探布设了4条浅层地震折射波法测线、1条地震映像法测线、6条高密度电法测线。利用初勘1条浅层地震折射波法测线、4条面波测线（瑞雷面波法，用以替代因为在靠近人类活动区域和房屋密集区域不能采用以炸药为震源的浅层地震折射波法）、5条高密度电法测线。 折射波法探测深度记录剖面的时间深度为0.512s（采样间隔0.5ms，记录长度2048样点），勘探的深度≥200m。从本次勘察所采用的震源能量和勘察剖面（本次勘察采用24道检波器，115m的剖面）均达到了勘察深度的需要，在资料处理中均对各个风化层有较好的反映。 瑞雷面波法探测深度在布置面波测点的地方都是不能采用炸药做震源，而采用重锤，多次叠加后形成的时间剖面，所以勘察时的震源能量有限。在资料处理中，能够反演的最大深度在60m左右，尽管没有达到设计要求的隧道底板以下。但在面波勘察的位置也布设了电法测线，两种方法结合后基本达到设计要求。 高密度电法探测深度勘察剖面的测点距不同，得到的勘察深度不同。高密度电阻率法采用的点距为10m，有效探测深度为180m左右，点距为6m时，有效探测深度为110m左右。 在资料处理过程中与钻探资料和地调资料进行对比，并在部分物探发现异常的地段布设钻孔，所以能较好地与钻孔揭示的分层深度相对比。在所布设的钻孔中，揭示的覆盖层埋深和物探分层出入≤30cm，钻探揭示的岩层各风化层与物探分层深度差异随深度的增加而增加，最大出入为1.5m。经过对反演参数的调整，达到了与钻探资料一致；与地调资料揭露的构造范围有一定的出入，由于地调资料仅是在有露头的地方的大范围调绘，所以对物探资料所发现的构造异常带的位置与之略有不同。在物探和地调资料的相互反馈后，达到了两者的一致。本次物探勘察从野外到最后的资料处理的完成完全符合本次物探勘察所遵循的实施规程、规范。最后的资料解释也与钻探和地调资料符合较好，达到了物探勘察的目的。野外数据采集合格率达到100。 2.7.2.物探揭示的不良地质 （1）在K52560～K52600之间存在一倾斜条带状岩体，厚度为30m。在折射波的差值曲线上，K52545～K52560之间界面速度为750m/s，是覆盖层的反映；K52560～K52600之间界面速度为2100m/s，是高速带的反映；在K52610～K52660，界面速度明显降低，只有1700m/s，是强风化基岩的反映。在K52560～K52600之间在电阻率断面上，这一段的电阻率明显高于两侧围岩的电阻率，是高阻的异常反映；由此推测在K52560～K52600之间的岩体中石英质含量较高，为石英脉发育地段。 （2）在K52965～K52980之间存在一倾斜条带状岩体，厚度为15m。在电阻率断面图上，本段岩体的电阻率明显高于两侧围岩的电阻率，是高阻的异常反映。推测在K52965～K52980之间岩体中石英质含量较高，为石英脉发育地段。 （3）在K53410～K53425之间，在电阻率断面图上，电阻率异常带与垂直方向呈15度夹角带状分布且相对于两侧较小，是低阻的异常反映。结合地调资料推断此处发育一条断层F16，断层宽度为15m，与垂向约呈15度夹角向下延伸，即断层倾角约75。 （4）在K53640～K53720之间，高程790m以下，水平向电阻率变化很大，中间明显低于两侧，是低阻的异常反映。结合地调资料综合推断此处为受构造运动影响，褶皱比较发育，引起褶皱的核部受到挤压形成的破碎带。 2.7.3.结论与建议 （1）共揭示4处不良地质体①在K52560～K52600之间和K52965～K52980之间发现两个硅化石英脉构造带；②在K53410～K53425之间发育的断层F16；③在K53640～K53720之间在高程790m以下褶皱核部发育一构造破碎带。 （2）建议①在两处硅化石英脉构造带的范围内，岩脉内部岩质坚硬完整，在与围岩的接触带上裂隙较发育，岩体较破碎，在施工开挖的时候要注意及时跟进支护；②在断层F16发育范围内，断层内岩体较破碎，且富水，因此在施工开挖时，不仅要注意支护及时跟进还要增加防排水措施；③在K53640～K53720之间的褶皱核部破碎带内岩体较破碎，富水，因此在施工开挖时，不仅要注意支护及时跟进还要增加防排水措施。 （3）不足①K52965～K52980之间发育的硅化石英脉构造带，由于厚度相对较小，通过构造带的检波器仅有2个，所以在折射波的剖面上未能反映出来；②在断层F16和K53640-K53720之间构造破碎带的两个异常区域内，由于高密度电法勘察深度所限，在电阻率剖面上未能反映出隧道通过区域的构造发育情况，但从钻孔ZK1所揭示及电阻率断面的趋势可以推测出此两个构造带应该继续往下穿过设计的隧道底板；③在YK53080-YK53540段，由于客观原因从浅层折射波法改为瑞雷面波进行勘察，且因为面波勘察的点距较大，所以未能发现断层F16。 2.8.岩土物理力学参数 室内岩石试验成果如下表2-3所示 表2-3 室内岩石单轴抗压强度试验成果统计表 指标 岩土名称 饱和单轴抗压强度Rc MPa 标准值MPa 样本数 回归系数 备注 最小值 最大值 平均值 标准差 变异 系数 Z2变质砂岩（弱风化） 21.6 76.3 53.8 46.4 18 17.69 0.33 钻孔 取样 Z2构造角砾岩 9.6 10.9 10.3 - 3 - - Z1变质砂岩（弱风化） 27.5 123.7 80.1 58.4 9 34.69 0.43 根据有关规程、规范，结合室内岩土试验成果，类比以往工程经验，提供主要岩（土）层的力学参数建议值如下表2-3所示 根据有关规程、规范，结合室内岩土试验成果，类比隧道所在区域其他工程，提供主要岩（土）层的力学参数建议值如下表2-3所示 表2-4 各主要岩土层物理力学指标推荐值表 地层 时代 岩土名称 饱和单轴抗压 强度标准值 frk（MPa） 地基承载力 基本容许值 [fa0]（kPa） 基底 摩擦系数 f 备注 QP 含碎石粉质粘土 / 240 0.35 硬塑 碎石 / 400 0.45 中密 角砾 / 300 0.45 中密 Z2 变质 砂岩 强风化 5 400 0.40 破碎 弱风化 45 2000 0.60 较破碎～较完整 板岩 强风化 3 300 0.35 弱风化 10 1200 0.50 破碎～较破碎 构造角砾岩石 5 800 0.45 Z1 变质 砂岩 强风化 5 400 0.40 破碎 弱风化 45 2000 0.60 较破碎～较完整 2.9.围岩分级 2.9.1.定性分级 ①岩石等级划分根据野外地质调查结合岩块室内试验成果可知，该隧道弱风化变质砂岩饱和抗压强度Rc大于30MPa，为硬质岩，岩石抗风化能力较强。 ②洞身南侧发育F14（与隧洞近平行）断层，受其影响，岩石中节理裂隙发育，岩石破碎，围岩受地质构造影响较大，故围岩受地质构造影响程度的等级为较重。洞身发育F16断层，K53410～470、YK53390～450段受其影响，岩石中节理裂隙极发育，岩石特别破碎，围岩受地质构造影响强烈，故围岩受地质构造影响程度的等级为严重。洞身K53630～730、YK53630～730段为褶皱核部，其核部受到挤压形成破碎带，岩石特别破碎，围岩受地质构造影响强烈，故围岩受地质构造影响程度的等级为严重。 ③由前述节理裂隙发育情况可知，隧道地段主要发育节理裂隙4组，平面上呈棱形，较规则，与区域地质构造方向一致，多数间距0.1～0.5m，多为微张～张开型，无充填，岩体被切割呈块状、片状。因此，该隧道地段节理裂隙发育的程度为发育等级。 ④隧道地段变质砂岩呈中厚层～厚层状。 ⑤隧道地段变质砂岩主要为弱风化层，因此，在该隧道地段风化作用对围岩分类影响较大。 ⑥由前述可知，地下水对隧道有一定影响。 ⑦另据钻孔岩石质量指标（RQD）统计，隧道洞口段强风化岩石质量指标RQD为0～3，中上部破碎及较破碎段弱风化岩石质量指标为6～11，下部较完整段弱风化岩石质量指标为75,其对隧道围岩等级划分有较大影响。 ⑧该隧道洞顶上覆岩体厚度较大，属深埋隧道，且隧道埋深越大，其风化作用越小，岩石的完整程度则越高。隧道埋深对隧道围岩分级有一定的影响。 综上所述，该隧道围岩定性分级见表2-5。 表2-5 隧道围岩定性分级表 洞线 分段 里程桩号 围岩级别 长度（m） 合计 备注 左洞 汝城端洞口 K52173～220 Ⅴ 47 1833.54 洞身段 K52220～270 Ⅳ 50 深埋段 K52270～334 Ⅴ 64 浅埋段 K52334～505 Ⅳ 171 深埋段 K52505～705 Ⅲ 200 K52705～K53045 Ⅳ 340.54 K53045～350 Ⅲ 305 K53350～410 Ⅳ 60 K53410～470 Ⅴ 60 K53470～630 Ⅳ 160 K53630～730 Ⅴ 100 K53730～940 Ⅳ 210 郴州端洞口 K53940～988 Ⅴ 48 右洞 汝城端洞口 YK52160～210 Ⅴ 50 1818.88 洞身段 YK52210～260 Ⅳ 50 深埋段 YK52260～325 Ⅴ 50 浅埋段 YK52325～445 Ⅳ 65 深埋段 YK52445～730 Ⅲ 120 YK52730～YK53008 Ⅳ 296.88 YK53008～330 Ⅲ 322 YK53330～390 Ⅳ 60 YK53390～450 Ⅴ 60 YK53450～630 Ⅳ 180 YK53630～730 Ⅴ 100 YK53730～915 Ⅳ 185 郴州端洞口 YK53915～960 Ⅴ 45 注在隧道埋深大于90m以下，隧道围岩的风化程度已接近微风化，并且岩石完整程度也较高，较完整至完整，围岩级别适当提高一级，为Ⅲ级。 2.9.2.定量分级 根据公路隧道设计规范JTG D70-2004附录A计算如下 表2-6 隧道围岩基本质量计算表 项目 岩性 岩体体积节理数 岩体完整性系数 岩石饱和单轴抗压强度 围岩基本质量指标 地下水影响修正系数 软弱结构面修正系数 初始应力修正系数 围岩基本质量指标修正值 备注 Jv条/m3 Kv RcMPa BQ K1 K2 K3 ［BQ］ 强风化变质砂岩 构造角砾岩 25 0.30 5 180 0.1 0.4 0 130 Ⅴ级 弱风化变质砂岩 12 0.50 35 320 0.1 0.4 0 270 Ⅳ级 根据以上隧道围岩基本质量的定量计算，对照公路隧道设计规范JTG D70-2004表3.6.5，可确定本隧道强风化变质砂岩、构造角砾岩围岩分级为Ⅴ级，弱风化变质砂岩围岩分级为Ⅳ级。 2.9.3.围岩级别 根据以上定性分级及定量计算，综合确定本隧道各段的围岩级别如下表 隧道各段围岩级别表 表2-7 洞线 分段 里程桩号 围岩级别 长度（m） 合计 备注 左洞 汝城端洞口 K52173～220 Ⅴ 47 1833.54 洞身段 K52220～270 Ⅳ 50 深埋段 K52270～330 Ⅴ 60 浅埋段 K52330～505 Ⅳ 175 深埋段 K52505～705 Ⅲ 200 K52705～K53045 Ⅳ 340.54 K53045～350 Ⅲ 305 K53350～410 Ⅳ 60 K53410～470 Ⅴ 60 K53470～630 Ⅳ 160 K53630～730 Ⅴ 100 K53730～940 Ⅳ 210 郴州端洞口 K53940～988 Ⅴ 48 右洞 汝城端洞口 YK52160～210 Ⅴ 50 1818.88 洞身段 YK52210～260 Ⅳ 50 深埋段 YK52260～325 Ⅴ 50 浅埋段 YK52325～445 Ⅳ 65 深埋段 YK52445～730 Ⅲ 120 YK52730～YK53008 Ⅳ 296.88 YK53008～330 Ⅲ 322 YK53330～390 Ⅳ 60 YK53390～450 Ⅴ 60 YK53450～630 Ⅳ 180 YK53630～730 Ⅴ 100 YK53730～915 Ⅳ 185 郴州端洞口 YK53915～960 Ⅴ 45 2.9.4.各级围岩物理力学指标 各级围岩物理力学指标标准值建议值如下表2-8所示 表2-8 各主要岩土层力学参数建议值 围岩 级别 重度 Υ kN/m3 弹性抗力 系数K MPa/m 变形 模量 EGPa 泊松 比 μ 内摩 擦角 φ 粘聚力 C MPa 计算内 摩擦角 φc 岩土 名称 Ⅲ 24 700 10 0.28 45 1.0 65 弱风化变质砂岩 Ⅳ 23 350 3.5 0.32 32 0.5 55 Ⅴ 20 160 1.5 0.40 24 0.2 45 强风化变质砂岩 构造角砾岩 3.工程地质评价 3.1.区域地质稳定性评价 隧道区地貌属低山区，地形起伏大，出露地层岩性较为简单，受区域性构造影响，隧道洞身段发育断层F16，与隧道大角度相交，并在洞身南侧有断层F14近平行发育，断层均为非活动断层，仅对岩石的完整性构成影响；地震动峰值加速度为＜0.05g，故隧道区区域地质稳定性一般。 3.2.隧道围岩稳定性评价 3.2.1.汝城端洞口段及边、仰坡稳定性评价 隧道汝城端左洞洞口处地处山体斜坡上，里程桩号为K52173，洞口底板标高658.41m，地面高程为658～666m，地形坡角约40，Ⅴ级围岩，具碎石状结构，稳定性较差，成洞较为困难，建议适当设置明洞。 隧道汝城端右洞洞口处地处沟谷中，里程桩号YK52160，洞口底板标高658.04m，地面高程为658～666m，地形坡角约40，Ⅴ级围岩，松散结构，稳定性较差，成洞较为困难，建议适当设置明洞。 隧道汝城端洞口段变质砂岩岩层倾向与坡向近于平行，倾角较陡，倾向坡内，对汝城端洞口段围岩稳定较为有利，但隧道走向与汝城端洞口段发育的第①组节理裂隙小角度相交至近平行，因此，隧道开挖后，在岩层面及汝城端洞口段发育的共轭节理裂隙切割下，易沿第①组节理裂隙产生“追踪性”破坏，将形成不稳定的“楔形体”状，尤其是左侧壁影响较为严重，洞顶易产生坍塌，施工时应注意清除不稳定体并及时作好支护。 隧道汝城端左洞洞口段岩性以强～弱风化变质砂岩为主，呈碎石状，且第①组节理裂隙产状（倾向东）与洞口坡向相同、坡角相近，对边坡稳定不利，因此，隧道汝城端左洞洞口段边、仰坡稳定性较差。右洞洞口段岩性以强～弱风化变质砂岩为主，呈碎石状，北侧山沟在降雨时易形成水流冲刷坡面，且第①组节理裂隙产状与洞口坡向相同、坡角相近，对边坡稳定不利，因此，隧道汝城端右洞洞口段边、仰坡稳定性较差。 建议尽早进洞或设置明洞，尽量减少边坡仰坡开挖。如需开挖时，则洞口边坡及仰坡开挖最大高度小于10m，洞口仰坡坡比取11.25，坡面采用喷锚防护，同时，应作好坡面排水措施的处理。右洞口处于山沟中，上方雨季时有水流等，建议右洞北侧设置挡墙，同时，应作好坡面排水措施的处理。 3.2.2.郴州端洞口段及边、仰坡稳定性评价 郴州端左、右洞口地处山坡上，左洞里程桩号为K53988，洞口底板标高699.45m，地面高程为698～702m，右洞里程桩号为K53960，洞口底板标高698.69m，地面高程为704～708m。洞口地处山坡斜坡地带，地形坡角约40，为Ⅴ级围岩，具碎石状结构，稳定性较差。 郴州端洞口段岩层走向与坡向呈大角度相交，形成逆向坡，岩层倾角较陡，对隧道围岩稳定有利。但隧道走向与隧道郴州端洞口段发育的第③组裂隙近平行或小角度相交，对隧道洞壁围岩稳定极为不利，尤其是隧道左侧围岩，在其它裂隙的组合下易产生顺隧道走向的“追踪”型破坏，第④组裂隙中的缓倾结构面的发育及岩层产状加剧了侧壁及洞顶围岩的失稳。围岩破坏形式多呈楔形不稳定块体。应注意清除不稳定块体并及时做好支护。 隧道郴州端洞口轴线与地形等高线呈大角度相交、与岩层走向也呈较大角度相交，岩层倾角较陡，对边坡稳定较有利，但节理裂隙发育，岩体较破碎，岩体完整性较差，且第④组节理裂隙产状与洞口山体坡向相同、坡角相近；同时，该洞口段山体坡度较陡，局部已经发生沿土岩交界面的小型滑塌。因此，洞口边、仰坡稳定性均较差，开挖后边坡岩体易产生坍塌，施工中应加强防护。 建议尽量不开挖洞口边坡、仰坡，如需开挖则挖最大高度应小于10m，洞口仰坡坡比取11.25，坡面采用喷锚防护，同时，应作好坡面排水措施的处理。右洞口处于山沟中，上方雨季时有水流等，建议右洞北侧设置挡墙，同时，应作好坡面排水措施的处理。 3.2.3.洞身段稳定性评价 洞身顶板围岩厚度15～132m左右，岩性为变质砂岩及板岩，变质砂岩为中厚层～厚层状构造，板岩为薄层状构造，节理裂隙较发育，岩石较破碎，岩体多呈镶嵌碎裂～块状结构。其中左洞K52220～K52270、K52330～K53410、K53470～630、K53730～940段、右洞YK52210～260、YK52325～YK53390、YK53450～630、YK53730～915段围岩以弱风化变质砂岩为主，夹薄层状板岩，岩质