区域自然条件

　　1、地形、地貌

　　xx隧道工程区属低山、丘陵剥蚀地貌，坡面完整均一，市政工程人行道资料，平均地形坡角约13～25°，沿隧道轴线地面高程在198～516m之间，相对高差约318m，设计隧道底板高程在196.00～213.00m之间，最大埋深312m。进口段位于人工填料施工区，地形被分阶整平（图3.3.1－1），进口处边坡高15～40m，出口段为一斜坡，局部为陡坎。

　　2、气象

　　xx县属亚热带季风气候区，春早、夏热、秋雨绵，冬暖而多雾，无霜期长，气候温暖湿润，雨量充沛。多年平均气温16.6℃～18.7℃，极端最低气温-4.5℃（1961年1月17日），极端最高温42℃（1961年7月24日），相对湿度80%左右；年降雨量1149.3～1213.5mm。5～9月5个月雨量占全年降雨量的75%，11～3月5个月为枯水期，降雨量占全年11%，4、10月为平水期，降雨量占全年14%。该区地处大巴山迎风面，常形成雨量中心，一日最大雨量220.5mm（1982年7月11日），三日最大雨量357.7mm。2004年9月3日，南河区域24小时最大降雨量为339.4mm。

　　3、水文

　　（1）地表水

　　工程区位于xx库区，xx河、xx河为场地最低排泄面，场区地表水体主要为稻田及水塘。工程区冲沟发育，沿线发育4条较大的冲沟，均为“V”型冲沟，顺坡向展布，沿线冲沟概况见表3.3.3 -1。

　　（2）地下水

　　工程区出露地层主要有第四系粉质粘土和侏罗系中统上沙溪庙组（J2s），岩性主要为砂岩、泥岩、砂质泥岩。其中以砂质泥岩为主，根据含水介质和赋存条件，将地下水划分为第四系松散岩类孔隙水、基岩裂隙水两种。现分述如下：

　　①第四系松散岩类孔隙水：工程区在沟、槽地势低洼处赋存于第四系粉质粘土中，由于土层透水性差，不利于地下水贮存、运移，且其厚度薄，含水量小，地下水贫乏。根据地质调绘，未在土层中发现泉井出露。

　　②基岩裂隙水：基岩裂隙水主要赋存于砂岩裂隙中，水量不丰，据钻孔揭示无统一地下水位，主要接受大气降水补给，多以井、泉型式向地表排泄。

　　四、隧道工程地质条件

　　1、地层岩性

　　拟建隧道区出露的地层主要为侏罗系中统上沙溪庙组（J2s），岩性主要为砂岩、泥岩、砂质泥岩，地表零星覆盖有第四系残坡积层（Q4el+dl）粉质粘土，分述如下：

　　粉质粘土(Q4el+dl)：褐黄色，可～硬塑状，质纯，刀削面较光滑，干强度高，偶夹小碎石，主要分布于地表斜坡及台地，钻孔揭示厚度0.50～1.45m，本地层对隧道无影响。

　　砂岩：褐灰、青灰色，中～细粒、粉细粒结构，中厚层状构造，钙质胶结，主要矿物成分为长石、石英、云母等，岩芯较完整，不规则裂隙发育，单层厚度一般小于5m，最厚达18.6m（ZY3）未揭穿，分布于隧道进口段，拟建隧道底。

　　泥岩：紫红、褐红色，偶夹灰绿色团块，泥质结构，中厚层状构造，泥质胶结，岩芯较破碎，单层厚度一般小于1m，最厚达4.8m(ZY8)，场区分布较少。

　　砂质泥岩：紫红、褐红色，夹较多灰绿、紫灰色粉砂岩条带，局部含钙质结核，粉砂质结构，中厚层状构造，泥质胶结，单层厚度一般小于2m，最厚达122.3m（ZY20），线路区广泛分布。

　　2、地质构造

　　区内未发现区域断裂及褶皱构造，也无新构造运动迹象，地质构造简单，区域稳定性较好。岩层走向316～355°，倾向226～265°，倾角3～9°，经地表调绘及钻探揭露，隧址区岩石较完整。

　　进口段主要发育有两组裂隙:①组：产状34°∠28°，裂隙间距1.5～1.9m，延伸1.40～4.00m，隙宽2.90～3.00mm，裂面平直，无充填。②组：产状110°∠62°，裂隙间距1.0～2.0m，延伸2.00～3.00，隙宽1.00～3.00mm，裂面平直，少量粘土充填。

　　出口段主要发育有两组裂隙：①组：产状251°∠55°，裂隙间距1.0～1.8m，延伸1.30～4.10m，隙宽1.00～3.00mm，裂面平直，多有粘土充填。②组：产状147°∠71°，裂隙间距2.5m，延伸2.00m，隙宽2.00-4.00mm裂面平直，少量粘土充填。

　　3、 岩体风化卸荷

　　区内主要岩体为侏罗系中统沙溪庙组（J2S）砂岩、砂质泥岩，根据岩体风化程度可将基岩划分为强风化带、中风化带，微新岩体。据钻探揭示强风化带厚度一般0.20～6.30m。强风化层底界随岩体卸荷带及基岩面起伏而变化，强风化层风化强烈，质软，岩粉较重。少量可见风化裂隙，

　　隧道进出口段岩体风化与卸荷作用较强烈。风化作用主要受岩性和构造控制，砂泥岩类风化相对较强烈，以均匀风化为主，含夹层状风化，风化深度为2.0～8.0m不等，风化壳厚度各处不一，主要受保存条件影响，一般地形平缓处相对较厚。

　　受地形、斜坡应力调整所致，岩体卸荷作用在隧道进出口段部分地段有明显表现，其主要与地形和斜坡结构有关。陡坡时，卸荷带宽达20～50m以上（隧道进口处），缓坡时，卸荷作用相对较弱，卸荷特征比较明显的卸荷带宽度2.0～11.0m（如隧道出口处）。

　　风化与卸荷作用相辅相成，具有互相促进的作用，其对进出口陡砍斜坡岩体稳定构成渐进性的不利影响，往往是导致崩塌和滑坡的主要因素之一。

　　4、不良地质作用及特殊性岩土

　　隧址区不良地质现象主要为岩体卸荷，勘察未发现断层、滑坡、泥石流、崩塌及地下采空区等不良地质作用及特殊性岩土。

　　5、水文地质条件

　　（1）地表水

　　工程区位于xx库区，xx河、xx河为场地最低排泄面，场区地表水体主要为稻田及水塘。

　　（2）地下水

　　隧址场地地下水属第四系松散堆积层中的孔隙水、基岩裂隙水，主要接受河流侧向补给，其次是接受大气降水下渗补给，向河谷下游排泄。隧址区土层仅零星分布于斜坡及台地，第四系孔隙水贫乏，据钻孔资料，隧址区地下水埋藏较深，低于隧道底板。

　　勘察期间对钻孔进行终孔稳定水位观测，洞身段多数钻孔水位多位于设计底板以下，不排除连续降雨、暴雨期间水位上涨。

　　（3）水土腐蚀性评价

　　勘察对ZY14、ZY17～ZY18、ZY20～ZY24八个钻孔进行了压水试验。采用正向水压式栓塞止水，分段试验方法。试验段长5m，测试方法稳定标准，成果计算及资料整理按《工程地质手册》（第四版）压水试验要求进行。

　　统计结果表明：泥岩节理较发育段透水率1.75～1.92Lu，为弱透水性岩体；砂质泥岩节理较发育段透水率1.06～2.76Lu，为弱透水性岩体；砂岩节理发育段透水率1.02～2.26Lu，为弱透水性岩体；泥岩完整段透水率0.79Lu，为微透水性岩体；砂质泥岩完整段透水率0.24～0.87Lu，为微透水性岩体；砂岩完整段透水率0.41～0.92Lu，为微透水性岩体。

　　岩体工程地质特征

　　一、围岩岩体结构特征

　　隧道主要为岩质隧道，隧道穿越的岩性为侏罗系中统沙溪庙组组（J2s）砂岩、砂质泥岩及泥岩。

　　根据岩石坚硬程度及可挖性，对隧址区岩土等级分类如下：表层人工填土及粉质粘土为Ⅱ级普通土，砂质泥岩及泥岩为Ⅳ级软石，砂岩为Ⅴ级次坚石。

　　二、分级的依据和方法

　　1）分类依据

　　本次围岩分级主要执行规范：《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）。

　　2）分级主要因素及方法：

　　对围岩分级主要考虑的因素是：岩石的坚硬程度和岩体完整程度。

　　（1）岩石的坚硬程度

　　按照《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）第3.6.2条，用岩石单轴饱和抗压强度Rc与岩石坚硬程度定性划分的关系详见下表3.5.2-1：

　　（2）岩体完整程度

　　岩体完整程度包括：裂隙发育程度，隧道顶以上岩体钻孔岩芯的RQD值以及钻孔声波测试求得的岩体完整性系数Kv。按照《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）第3.6.2条，用岩体完整性系数Kv与岩体完整程度定性划分的的对应关系详见表3.5.2-2：

　　3）用隧道围岩基本质量指标BQ值进行分级。

　　围岩基本质量BQ指标按下式确定：

　　当RC＞90KV+30时，应以RC=90KV+30和KV代入上式计算BQ值；

　　当KV ＞0.04RC+0.4时，应以KV =0.04RC+0.4和KV代入上式计算BQ值。

　　在有地下水，围岩稳定性受软弱结构面控制且由一组起控制作用，或存在高初始压力等情况下，应对岩体基本质量指标进行修正：

　　式中：

　　—地下水影响修正系数；

　　—主要软弱结构面产状影响修正系数；

　　—初始应力影响修正系数。

　　其中，初始应力状态影响系数K3取0，地下水影响系数K1及软弱结构面产状影响系数分别取0.1。

　　公路隧道围岩BQ分类标准：

　　Ⅰ类：极硬岩，岩体完整，围岩弹性纵波速度＞4.5km/s，围岩基本质量指标BQ值或修正的围岩基本质量指标[BQ]值大于550；

　　Ⅱ类：极硬岩，岩体较完整；硬岩，岩体完整，围岩弹性纵波速度3.5～4.5km/s，围岩基本质量指标BQ值或修正的围岩基本质量指标[BQ]值在451～550之间；

　　Ⅲ类：极硬岩，岩体较破碎；硬岩或软硬岩互层，岩体较完整；较软岩，岩体完整，围岩弹性纵波速度2.5～3.5km/s，围岩基本质量指标BQ值或修正的围岩基本质量指标[BQ]值在351～450之间；

　　Ⅳ类：极硬岩，岩体破碎；硬岩，岩体较破碎或破碎；较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整或较破碎；软岩，岩体完整或较完整，围岩弹性纵波速度1.5～3.0km/s，围岩基本质量指标BQ值或修正的围岩基本质量指标[BQ]值在251～350之间。

　　Ⅴ类：软岩，岩体破碎至极破碎；构造影响严重的破碎带，围岩弹性纵波速度1.0～2.0km/s，围岩基本质量指标BQ值或修正的围岩基本质量指标[BQ]值小于或等于250。

　　三、围岩分级

　　根据以上定量、半定量的标准以及诸多影响因素、相似岩性隧道工程类比法和定性评价法，对隧道围岩进行分段分级。

　　通过计算，得出岩体基本质量指标修正值[BQ]。根据不同风化程度（强风化、中风化）、不同岩性的岩体完整性指标和岩体基本质量指标修正值，确定不同岩性的围岩级别。并结合本隧道地层岩性、岩芯RQD，对隧道围岩级别及岩体结构划分，具体划分详见表3.5.3-1、3.5.3-2。

　　从表中看出，隧道围岩可分为Ⅴ～Ⅲ级，其中隧道左幅Ⅴ级围岩长约112m，占隧道总长的5.9%；Ⅳ级围岩长约1787m，占隧道总长的94.1%。其中隧道右幅Ⅴ级围岩长约119m，占隧道总长的6.2%；Ⅳ级围岩长约1791m，占隧道总长的93.8%。

　　四、场地稳定性及建筑适宜性评价

　　xx隧道隧址区未发现区域断裂及褶皱构造，也无新构造运动迹象，地质构造简单，区域稳定性较好。

　　隧道区构造简单，岩性较简单，未发现滑坡、崩塌岩堆、泥石流等不良地质现象，隧道围岩为砂岩、砂质泥岩及泥岩，场地整体基本稳定，适宜隧道修建。

　　五、进出口工程地质评价

　　1、 进口工程地质条件评价

　　进口段底板总体埋深较浅，现状为人工斜坡，地面坡度角约45°。地表基岩裸露，人工斜坡现状稳定。按设计方案开挖，为明挖进洞，底板为强风化砂岩、砂质泥岩。

　　2、出口工程地质评价

　　出口段底板总体埋深较浅，洞顶上覆盖层厚度1～2m，现状为人工斜坡，地面坡度角20～26°。地表覆盖层较薄，自然斜坡现状稳定。按设计方案开挖，为明挖成洞，底板为强风化砂质泥岩、砂岩。

　　六、洞身工程地质条件评价

　　1、洞身围岩稳定性评价

　　围岩为侏罗系中统沙溪庙组组（J2s）砂岩、砂质泥岩及泥岩。岩体较完整，围岩稳定性较好。

　　根据隧道围岩岩体的岩石等级以及层间结合情况，受地质构造影响程度、地表冲沟切割影响程度（隧道浅埋段）及地下水的富集程度，可将隧道洞身围岩划分为Ⅳ级。详见表5.2-1。

　　组成洞身Ⅳ级围岩的地层岩性为侏罗系中统沙溪庙组组（J2s）砂岩、砂质泥岩及泥岩。此类围岩岩体较完整，以原生和构造节理为主，多数闭合，偶有泥质充填，层间结合较差，围岩稳定性较差，易掉块、坍塌，失稳部位主要发生在岩层接触地带，方向多为顺层方向；侧墙主要发生掉块等。施工时可采取双侧壁导坑法，二次复合衬砌，初期支护采用锚杆加固围岩，二次衬砌拱墙、仰拱采用钢筋网喷射混凝土。

　　2、隧道涌水量评价

　　隧道的轴线穿过地形中部较陡两侧较高，地表汇水条件较差，表层覆盖层较薄，且侏罗系砂岩、砂质泥岩及泥岩互层，渗透系数小，雨后渗入隧道内的水量不大，发生危害性涌水可能性较小，洞室涌水可能性小，仅雨季施工时存在渗水及滴水现象。

　　3、隧道围岩地应力价

　　隧道围岩属于软岩或较坚硬岩，属于中应力区，地应力释放较好，结合地应力测试结果，隧道开挖过程中发生岩爆的可能性较低。

　　隧道进出口段两侧受地形影响，荷载存在不均匀现象，建议设计时考虑偏压问题。

　　七、隧道工程对环境的影响评价

　　拟隧道属越岭隧道，山体稳定性好，植被发育，隧址区地表、地下水水量均不大，故隧道开挖对地表、地下水影响较小，也不会出现隧址区地下水被疏干而影响居民生活用水枯竭的问题发生。因隧址区无有害、有毒气体的地层发育，故隧道开挖时无有害、有毒气体溢出。隧道开挖弃渣适当处置后，不会对环境产生影响。

　　据调查访问，隧道区无文物古迹及有开采价值的矿产存在。

　　总之，隧道施工建设，必须采取切实可行的环境保护措施，保护好隧道穿越区环境和生态的平衡。