整理老鱼庄隧道工程地质勘察报告.docx
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整理老鱼庄隧道工程地质勘察报告
贵州省余庆至凯里(含施秉支线)高速公路第6合同段
老鱼庄隧道
(左幅:
ZK48+894~ZK49+840右幅:
YK48+895~YK49+838)
施工图设计阶段工程地质勘察报告
1前言
1.1任务依据、工程概况
贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司受贵州高速公路开发总公司委托,对贵州省余庆至凯里(含施秉支线)高速公路第6合同段老鱼庄隧道进行施工图设计阶段工程地质勘察,院将该隧道的勘察任务交由院地质勘察设计分院执行。
老鱼庄隧道为分幅隧道,左幅起讫桩号为ZK48+894~ZK49+840,全长946m,进出口底板设计标高分别为958.90m、938.97m,最大埋深94.3m;右幅起讫桩号为YK48+895~YK49+838,全长943m,进出口底板设计标高分别为960.24m、939.57m,最大埋深80.4m。
隧道单洞建筑界限宽×高为10.25×5m,设计荷载:
公路Ⅰ级。
1.2勘察目的、方法及设备
本次勘察按照部颁《公路工程地质勘察规范》(JTJ064-98)和《公路隧道设计规范》(JTGD70—2004)中的隧道施工图设计阶段工程地质勘察要求及本院技术主管部门和设计部门提出的技术要求执行。
本次勘察目的:
详细查明隧道所处地段的水文地质与工程地质条件,并对隧道方案的合理性及场地适宜性、稳定性作出评价,确定围岩级别及力学指标,为隧道施工图设计提供工程地质资料。
本次勘察采用工程地质调绘、钻探、声波测井、取样试验等综合手段进行。
勘察使用XY-180型钻机2台、RSM-SY5型非金属声波检测仪1套。
1.3起讫时间、完成工作量
地勘分院接受任务后,于2011年3月25至4月3日,历时15天,完成的工作量见表1。
勘察中所用1/2000地形图、轴线图、BM点位置及高程均系本院第二测设分院提供,隧道设计方案系本院隧道交通工程设计所提供。
2011年4月28日,经院技术主管部门到现场验收,认为外业资料满足施工图设计要求,至此勘察外业工作圆满结束。
表1工作量汇总表
序号
项目
单位
数量
备注
1
地质调绘
km2
1.0
1∶2000
2
钻孔放样
个
5
利用初勘孔2个
3
钻探进尺
m
115.7
4
断面测量
m
3500
5
声波测井
孔/点
4/299点
6
岩样试验
组/件
4/12
2工程地质条件
2.1地形、地貌
隧道地处贵州东部斜坡地带,位于黄平县南侧田坝村附近,距进出口300m范围内有通车公路,交通条件较好。
隧道贯穿脊状山体,植被较发育,多为灌木及松树。
进出口均位于斜坡上,基岩零星裸露。
隧道区附近海拔906.00~1081.40m,相对高差175.4m。
左幅通过段的地面高程在943.5~1058.3m之间,相对高差114.8m;右幅通过段的地面高程为939.6~1046.8m之间,相对高差107.2m。
地貌类型属侵蚀-剥蚀型中低山地貌。
2.2水文、气候
场区属长江流域洞庭湖水系清水江支流。
隧道进口端ZK48+840处季节性溪流测时流量Q=2~3l/s;出口端YK49+920右80处季节性溪流测时流量Q=3~5l/s。
场区气候属中亚热带季风气候,四季分明,气候温和,降水丰沛,冬无严寒,夏无酷暑,无霜期长,雨热同季,具有明显季风性气候特点。
年平均气温13℃--16℃,年均降雨量1307.9毫米。
全年有83%的降雨量集中在4~10月份,每年6月份出现暴雨机率最大,日最大降雨量为189.9mm(1996年6月)。
年平均无霜期282天。
灾害性天气有暴雨、春旱、伏旱、凝冻和冰雹。
2.3地质构造
场区位于江南古陆西侧新生代坳陷区过渡地带。
总体地质构造不甚强烈,以北东向构造为主,受南北向和东西向构造迭加,局部地段如黄平、重安、金家寨等构造较复杂。
场区附近地层呈单斜产出,综合地层产状108°∠16°,受区域地质构造应力影响,场区附近主要节理有19~20°∠75~85°、260~290°∠65~70°两组,节理间距为150~380mm,节理很发育~发育,多以密闭型为主。
2.4地层岩性
隧道区覆盖层为第四系残坡积层(Qel+dl)含碎石粘土,下伏志留系翁项群(S2-3wn)灰黄、浅灰、灰绿色薄~中厚层状泥岩。
2.5水文地质条件
2.5.1地表水
隧道贯穿丛状山岭,不存在对隧道建设和运用有影响的地表水。
2.5.2地下水
场区地下水类型为第四系松散孔隙水、基岩裂隙水。
根据调查,场区上覆土层薄,以上层滞水形式赋存,水量小;下伏基岩为弱透水层泥岩夹砂岩,地下水主要赋存于基岩裂隙中,富水性不均一。
隧道区地下水靠大气降水补给,大气降雨时,雨水下渗后赋存于基岩风化裂隙中,其水量受气候影响较大。
雨水下渗后地下水沿基岩裂隙、岩层层面运移后,地下水向地势低洼处散流排泄,进出口外侧冲沟地势较低,受排泄基面影响,场区地下水位埋藏深,本次钻探未揭露稳定地下水位。
根据初勘对附近工点取水样进行室内试验,天然水对混凝土结构物无结晶类,分解类及结晶分解复合类腐蚀性。
2.5.3隧道涌水量预测
据《铁路工程地质手册》其计算的公式为:
Q=2.74α·W·AA=L·B
式中:
Q—隧道涌水量(m3/d);α—为降水入渗系数;
W—区域多年年降雨量(mm);A—隧道通过含水体的地下集水面积(km²);
L—隧道通过含水体地段的长度(km);B—L长度内对隧道两侧的影响宽度(km)。
本区多年平均降水量1307.9mm,根据上述公式计算结果如表2。
表2隧道降水渗入法预测隧道涌水一览表
里程桩号
含水岩组
降雨入渗
系数α
长度L(km)
影响宽度
B(km)
单元面积(km²)
涌水量
Qm3/d
ZK48+894~ZK49+840
泥岩
0.15
0.946
0.5
0.473
254.3
YK48+895~YK49+838
泥岩
0.15
0.943
0.5
0.472
253.5
通过以上对隧道涌水量进行计算预测,其涌水量为507.8m3/d。
鉴于其涌水量与气候密切相关,区域降水量的增加或雨季降大暴雨,渗入法计算结果应按预测涌水量的三倍左右考虑。
2.6地震及区域稳定性
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)查得测区地震动反应谱特征周期为0.35s,地震动峰值加速度为0.05g,隧道区地震基本烈度为Ⅵ度,建议按相关规范进行设防。
场区无新构造运动迹象,整体稳定。
2.7不良地质现象
根据地质调绘、钻探等成果资料显示,场区无不良地质体分布。
3岩土体工程地质特征及隧道围岩级别划分
3.1岩土体工程地质特征
3.1.1土体工程地质特征
残坡积层(Qel+dl)含碎石粘土:
灰褐、黄褐色,可塑状,含约20~30%的强风化基岩碎石及角砾,钻探揭露处厚1~5.5m,场区大部均有分布。
3.1.2岩体工程地质特征
隧道区基岩为志留系翁项群(S2-3wn)泥岩,据岩体的节理、裂隙发育特征、硬度与完整性,结合钻探岩芯、钻进快慢及钻孔声波测设结果,将隧道区基岩划分为强、中风化两层。
强风化泥岩:
灰黄、灰绿、浅灰色,薄至中厚层状,节理很发育,岩质软,岩体破碎,岩芯呈碎块状、块状及砂状,钻探揭露厚度2.8~13.5m。
中风化泥岩:
灰绿色,薄至中厚层状,节理发育,岩质软,新鲜,岩体较完整,岩芯呈柱状,少量短柱状。
表3中风化岩体物理力学试验指标统计表
样品名称
统计参数
最大值
最小值
平均值
标准差
变异系数
标准值
样本
备注
泥岩
(中风化)
饱和重度(kN/m3)
26.29
25.80
26.09
0.152
0.006
26.005
12
单轴饱和抗压强度(MPa)
15.50
8.60
11.30
2.358
0.209
9.919
10
纵波波速(m/s)
3360.00
2550.00
3148.33
209.971
0.067
3038
12
弹性模量E(GPa)
9.50
4.90
6.93
1.521
0.220
6.13
12
泊松比
0.40
0.38
0.39
0.008
0.020
0.39
12
3.2声波测试
波速测试是岩土工程勘察工作的组成部分,对钻孔进行波速测试工作,其任务为:
(1)计算岩体的完整性系数,根据完整性系数的大小划分岩体的完整程度;
(2)根据完整性系数与岩石单轴饱和抗压强度指标确定岩体的基本质量级别。
按《公路工程地质勘察规范》(JTJ064—98)、《公路隧道设计规范》(JTG-070-2004)、《公路工程物探规程》(JTG/TC22-2009)中的详勘工程地质勘察及院技术主管部门提出的要求,进行钻孔声波测试工作,提供岩体的相关物理参数。
本次勘察对该隧道3个钻孔测试了声波,其结果见声“波测试原始数据表及钻孔柱状剖面图”。
根据岩样测试及各钻孔波速结果,测区岩体声波分析如表4。
表4岩体声波测试分析结果表
参数
泥岩(中风化)
备注
岩体
岩样
平均波速Vp(m/s)
2251~2683
3038
完整系数Kv
0.54~0.77
根据钻孔声波资料结合岩石试验成果分析:
中风化岩体Kv=0.54~0.77,岩体较破碎至完整。
根据声波测试结果确定的岩体基本质量级别见“岩土工程特性及围岩级别划分”部分。
3.3隧道围岩分级
3.3.1隧道左幅
(1)ZK48+894~ZK49+000段,长106m,隧道埋深1.8~39.6m。
隧道围岩为可塑状含碎石粉质粘土及强、中风化薄至中厚层状泥岩,局部夹砂岩。
围岩节理发育,岩质软~较软,岩体破碎,呈碎裂状结构,自稳能力差,无支护时受震动易产生大规模的崩塌及掉块、甚至冒顶。
建议按V级围岩进行支护,ZK48+894~ZK48+950段建议按V级围岩加强型进行支护。
(2)ZK49+000~ZK49+560段,长560m,隧道埋深39.6~94.3m。
隧道围岩为中风化薄至中厚层状泥岩,局部夹砂岩。
岩体较破碎,岩质软~较软,呈层状结构,松动易变形产生崩塌、掉块,建议按IV级围岩进行支护。
(3)ZK49+560~ZK49+840段,长280m,顶板埋深0~47.7m,隧道围岩为可塑状含碎石粉质粘土及强、中风化薄至中厚层泥岩,局部夹砂岩,岩体节理发育,岩体破碎,呈碎、裂状结构,围岩自稳能力差,无支护时受震动易产生大规模的崩塌及掉块、甚至冒顶。
建议按V级围岩进行支护。
ZK49+670~ZK49+700段隧道埋深8.4~12.7m,ZK49+810~ZK49+840段隧道洞顶围岩多为强风化泥岩,该两段建议按V级围岩加强型进行支护。
3.3.2隧道右幅:
(1)YK48+895~YK49+000段,长105m,隧道埋深0~41.8m,隧道围岩为可塑状含碎石粉质粘土及强、中风化薄至中厚层状泥岩,局部夹砂岩。
围岩节理发育,岩质软~较软,岩体破碎,呈碎裂状结构,自稳能力差,无支护时受震动易产生大规模的崩塌及掉块、甚至冒顶。
建议按V级围岩进行支护,YK48+895~YK48+940段建议按V级围岩加强型进行支护。
(2)YK49+000~YK49+570段,长570m,隧道埋深41.6~80.4m。
隧道围岩为中风化薄至中厚层状泥岩,局部夹砂岩,岩体较破碎,岩质软~较软,呈层状结构,松动易变形产生崩塌、掉块,建议按IV级围岩进行支护。
(3)YK49+570~ZK49+838段,长268m,顶板埋深0~52.7m,隧道围岩为可塑状含碎石粉质粘土及强、中风化薄至中厚层泥岩,局部夹砂岩,岩体节理发育,岩体破碎,呈碎、裂状结构,围岩自稳能力差,无支护时受震动易产生大规模的崩塌及掉块、甚至冒顶。
建议按V级围岩进行支护。
YK49+615~YK49+685段隧道埋深4~16m,YK49+810~YK49+
838隧道洞顶围岩多为可塑状粉质粘土及强风化泥岩,该两段建议按V级围岩加强型进行支护。
据各段围岩具体地质情况,结合现场地调、钻探、及物探成果,按照《公路隧道设计规范》(JTGD70—2004),推荐隧道分段围岩分级表如表5:
表5推荐隧道各段岩土体物理力学指标表
分幅
桩号范围
段长
(m)
围岩
级别
γ
(kN/m³)
E
(GPa)
μ
c
(MPa)
φ
(°)
RC
(MPa)
[BQ]
K
(MPa/m)
左幅
ZK48+894~ZK49+000
106
V
19.00
1.2
0.4
0.08
22
10
180
150
ZK49+000~ZK49+560
560
IV
22.00
4
0.33
0.15
32
10
300
300
ZK49+560~ZK49+840
280
V
19.00
1.2
0.4
0.08
22
10
180
150
右幅
YK48+895~YK49+000
105
V
19.00
1.2
0.4
0.08
22
10
180
150
YK49+000~YK49+570
570
IV
22.00
4
0.33
0.15
32
10
300
300
YK49+570~ZK49+838
268
V
19.00
1.2
0.4
0.08
22
10
180
150
γ—岩体重度;E—弹性模量;μ—泊松比;K—弹性抗力系数;φ—内摩擦角;c—粘聚力;
RC-岩石饱和单轴抗压强度;[BQ]-岩体基本质量指标修正值。
4隧道进出口工程地质评价
4.1隧道进洞口边、仰坡稳定性评价
隧道进口位于一沟槽位置,坡度为中缓坡,强风化基岩厚度较大,节理很发育,覆盖层松散,洞门开挖易造成覆盖层及强风化层局部滑塌,建议开挖后及时进行防护,同时隧道洞门开挖减少爆破药量,以防加剧边坡失稳。
4.2隧道出洞口边、仰坡稳定性评价
隧道出口地形坡度较陡,覆盖层及强风化层较厚,强风化基岩厚度较大,节理很发育,覆盖层松散,洞门开挖岩体易沿结构面产生坍塌失稳,开挖后及时进行防护,同时隧道洞门开挖减少爆破药量,以防加剧边坡失稳。
5隧道施工对环境影响评价
隧道出口段植被较发育,主要为松树,洞口放坡对会对植被造成一定破坏。
6结论与建议
6.1结论
1)隧道区岩土构成单一、工程地质及水文地质较简单,场地整体稳定,适宜隧道建设;
2)场区地震基本烈度小于Ⅵ度;
3)隧道区自然水对混凝土结构物不构成结晶类、分解类及结晶分解复合类腐蚀性。
6.2建议
1)隧道进出口覆盖层厚及强风化层度较大,隧道开挖易造成覆盖层及强风化层局部失稳,建议开挖后及时进行防护;
2)由于地质情况的复杂性,施工中如发现新的地质问题,请及时反馈我院,以便及时汇同有关部门协商解决。
《测量学》模拟试卷
得分
评卷人
复查人
1.经纬仪测量水平角时,正倒镜瞄准同一方向所读的水平方向值理论上应相差(A)。
A180°B0°C90°D270°
2.1:
5000地形图的比例尺精度是(D)。
A5mB0.1mmC5cmD50cm
3.以下不属于基本测量工作范畴的一项是(C)。
A高差测量B距离测量C导线测量D角度测量
4.已知某直线的坐标方位角为220°,则其象限角为(D)。
A220°B40°C南西50°D南西40°
5.由一条线段的边长、方位角和一点坐标计算另一点坐标的计算称为(A)。
A坐标正算B坐标反算C导线计算D水准计算
6.闭合导线在X轴上的坐标增量闭合差(A)。
A为一不等于0的常数B与导线形状有关C总为0D由路线中两点确定
7.在地形图中,表示测量控制点的符号属于(D)。
A比例符号B半依比例符号C地貌符号D非比例符号
8.在未知点上设站对三个已知点进行测角交会的方法称为(A)。
A后方交会B前方交会C侧方交会D无法确定
9.两井定向中不需要进行的一项工作是(C)。
A投点B地面连接C测量井筒中钢丝长度D井下连接
10.绝对高程是地面点到(C)的铅垂距离。
A坐标原点B任意水准面C大地水准面D赤道面
11.下列关于等高线的叙述是错误的是:
(A)
A.高程相等的点在同一等高线上
B.等高线必定是闭合曲线,即使本幅图没闭合,则在相邻的图幅闭合
C.等高线不能分叉、相交或合并
D.等高线经过山脊与山脊线正交
12.下面关于非比例符号中定位点位置的叙述错误的是(B)
A.几何图形符号,定位点在符号图形中心
B.符号图形中有一个点,则该点即为定位点
C.宽底符号,符号定位点在符号底部中心
D.底部为直角形符号,其符号定位点位于最右边顶点处
13.下面关于控制网的叙述错误的是(D)
A.国家控制网从高级到低级布设
B.国家控制网按精度可分为A、B、C、D、E五等
C.国家控制网分为平面控制网和高程控制网
D.直接为测图目的建立的控制网,称为图根控制网
14.下图为某地形图的一部分,各等高线高程如图所视,A点位于线段MN上,点A到点M和点N的图上水平距离为MA=3mm,NA=2mm,则A点高程为(A)
A.36.4m
B.36.6m
C.37.4m
D.37.6m
15.如图所示支导线,AB边的坐标方位角为
,转折角如图,则CD边的坐标方位角
为(B)
A.
B.
C.
D.
16.三角高程测量要求对向观测垂直角,计算往返高差,主要目的是(D)
A.有效地抵偿或消除球差和气差的影响
B.有效地抵偿或消除仪器高和觇标高测量误差的影响
C.有效地抵偿或消除垂直角读数误差的影响
D.有效地抵偿或消除读盘分划误差的影响
17.下面测量读数的做法正确的是(C)
A.用经纬仪测水平角,用横丝照准目标读数
B.用水准仪测高差,用竖丝切准水准尺读数
C.水准测量时,每次读数前都要使水准管气泡居中
D.经纬仪测竖直角时,尽量照准目标的底部
18.水准测量时对一端水准尺进行测量的正确操作步骤是(D)。
A对中----整平-----瞄准----读数A整平----瞄准----读数----精平
C粗平----精平----瞄准----读数D粗平----瞄准----精平----读数
19.矿井平面联系测量的主要任务是(D)
A实现井上下平面坐标系统的统一B实现井上下高程的统一
C作为井下基本平面控制D提高井下导线测量的精度
20.井口水准基点一般位于(A)。
A地面工业广场井筒附近B井下井筒附近
C地面任意位置的水准点D井下任意位置的水准点
得分
评卷人
复查人
21水准测量中,为了进行测站检核,在一个测站要测量两个高差值进行比较,通常采用的测量检核方法是双面尺法和。
22直线定向常用的标准方向有真子午线方向、_____磁北方向____________和坐标纵线方向。
23地形图符号一般分为比例符号、_半依比例符号_________________和不依比例符号。
24井下巷道掘进过程中,为了保证巷道的方向和坡度,通常要进行中线和____________的标定工作。
25测量误差按其对测量结果的影响性质,可分为系统误差和_偶然误差______________。
26地物注记的形式有文字注记、______和符号注记三种。
27象限角的取值范围是:
0-90。
28经纬仪安置通常包括整平和对中。
29为了便于计算和分析,对大地水准面采用一个规则的数学曲面进行表示,这个数学曲面称为参考托球面。
30光电测距仪按照测量时间的方式可以分为相位式测距仪和差分。
得分
评卷人
复查人
31.竖盘指标差
竖盘分划误差
32.水准测量
利用水准仪测定两点间的高差
33.系统误差
由客观原因造成的具有统计规律性的误差
34.视准轴
仪器望远镜物镜和目镜中心的连线
得分
评卷人
复查人
35.简述测回法测量水平角时一个测站上的工作步骤和角度计算方法。
对中,整平,定向,测角。
观测角度值减去定向角度值
36.什么叫比例尺精度?
它在实际测量工作中有何意义?
图上0.1毫米在实地的距离。
可以影响地物取舍
37.简述用极坐标法在实地测设图纸上某点平面位置的要素计算和测设过程。
38.高斯投影具有哪些基本规律。
得分
评卷人
复查人
39.在1:
2000图幅坐标方格网上,量测出ab=2.0cm,ac=1.6cm,ad=3.9cm,ae=5.2cm。
试计算AB长度DAB及其坐标方位角αAB。
40.从图上量得点M的坐标XM=14.22m,YM=86.71m;点A的坐标为XA=42.34m,YA=85.00m。
试计算M、A两点的水平距离和坐标方位角。
测量学标准答案与评分说明
一、一、 单项选择题(每题1分)
1A;2D;3C;4D;5A;6C;7D;8A;9C;10C;
11A;12D;13B;14A;15B;16A;17C;18D;19A;20A
二、二、 填空题(每空2分,共20分)
21变更仪器高法
22磁北方向
23半依比例符号(或线状符号)
24.腰线
25.偶然误差
26.数字注记
27大于等于0度且小于等于90度(或[0°,90°])
28对中
29旋转椭球体面
30脉冲式测距仪
三、三、 名词解释(每题5分,共20分)
31竖盘指标差:
在垂直角测量中,当竖盘指标水准管气泡居中时,指标并不恰好指向其正确位置90度或270度,而是与正确位置相差一个小角度x,x即为竖盘指标差。
32水准测量:
利用一条水平视线并借助于水准尺,测量地面两点间的高差,进而由已知点的高程推算出未知点的高程的测量工作。
33系统误差:
在相同的观测条件下,对某量进行了n次观测,如果误差出现的大小和符号均相同或按一定的规律变化,这种误差称为系统误差。
34视准轴:
望远镜物镜光心与十字丝中心(或交叉点)的连线。
四、四、 简答题(每题5分,共20分)
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(1)在测站点O上安置经纬仪,对中,整平(1分)
(2)盘左瞄准A点,读数LA,顺时针旋转照准部到B点,读数LB,计算上半测回角度O1=LB-LA;
(2分)
(3)旋转望远镜和照准部,变为盘右方向,瞄准B点读数RB,逆时针旋转到A点,读数RA,计算下半测回角度O2=RB-RA;(3分)
(4)比较O1和O2的差,若超过限差则不符合要求,需要重新测量,若小于限差,则取平均值为最终测量结果O=(O1+O2)/2(5分)
36
图上0.1mm对应的实
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