第一节  中龙隧道工程地质说明

一、概述

中龙隧道位于泰和县中龙乡白竹市村附近，设计为连拱式隧道，隧道进硐口位于白竹市村西面约0.2Km处，起迄里程桩号为K148+140~K148+635米，全长495米，设计路面标高127.710（进口）～132.815（出口）米；净空高度5.000米。按照《公路隧道设计规范》JTG D70-2004表1.0.4分类，该隧道属于公路短隧道。

本次勘察为施工图设计勘察阶段，根据江西省交通设计院钻孔布置表布设钻孔8个（后由于设计方案调整，实际只利用了5个钻孔的资料，见隧道工程地质平面图），钻探总进尺312.55米，采岩样17组，水样1组，工程地质及水文地质调绘面积0.85km2，物探采用高密度电法和测井相结合，电法测线沿隧道中轴布设纵测线一条，共长780米，在进、出硐口各布设一条物探横测线，共长600米，总测线长1380米，对ZK2、ZK3、ZK7钻孔进行了测井，外业工作于2007年08月04日完成。

二、地形地貌

隧道区域为构造剥蚀低山区，地形起伏较大，微地貌简单，主要为沟谷及山间冲沟，地表植被茂盛，主要为松树、灌木和杂草，通视条件差。山势走向较紊乱，区内最高点标高为232.60米，最低标高为105.90米，相对高差126.70米。 

隧道进硐口位于低山山脚，沿山凹进入山体，山体坡度较陡；出硐口位于山脊一侧山脚地带，纵向坡度较缓，横向坡度稍陡，出硐口左侧为一山间冲沟，最宽处约30米，地表种植水稻，走向北偏西。

三、水文气象

隧道区域地处赣中南低山丘陵区，属亚热带丘陵山区湿润季风气候区。春、夏降水集中，雨量充沛，无霜期长等气候特征。年平均降雨雨量为1400-1800毫米之间，4-6月为降水集中期，占全年总降水量的50%以上；7-9月为干旱季节，降水量只占19%左右。公路自然区划分为五类，即江南丘陵过湿区。

四、区域地层岩性及隧道区地层结构、岩性特征

区域资料表明该区域出露地层为寒武系中统高滩群变余砂岩及构造糜棱岩、白垩系上统南雄组上段砾岩，两者为不整合沉积接触。根据实地调查及钻孔揭露，本隧道通过地段表层为第四系全新统残坡积层，下部为寒武系中统高滩群（Є2gt）变余砂岩组成。（具体的地层分布情况见工程地质剖面图、柱状图所示）。

1. 第四系全新统残坡积层（Q4el+dl）

①-1碎石土：黄色，稍湿，松散-稍密，碎石成分主要为强风化变余砂岩，粒径2-6cm不等，含量不等，粘粒充填。

2. 寒武系中统高滩群（Є2gt）变余砂岩

②-1全风化变余砂岩：浅黄色，稍湿，松散-稍密，岩芯呈泥柱状，含少量未风化完全的强风化碎块，合金钻进极快。

②-2强风化变余砂岩：黄褐色，岩体较破碎，中薄层状结构为主，岩芯大部呈短柱状，裂隙发育，裂隙面见铁锰质渲染，充填不完全，岩质软，合金可钻进。

②-3弱风化变余砂岩：灰色，岩体以镶嵌碎裂状结构为主，岩芯多呈短柱状、碎块状，裂隙发育，裂隙面见铁锰质染，部分被钙质或硅质充填，充填不完全，岩质较软，金刚石钻进较快。

四、地质构造及其对隧道建设影响评价

（一）区域地质构造环境

区域地质资料表明隧道位于华南加里东褶皱系永丰—五都坳隆带内。该地区在晚元代—早古生代处于强烈沉降环境，形成了一套连续的地槽型沉积，经加里东运动，该区形成线形褶皱和同向倒转褶皱，形成近SN和NE向断裂构造，燕山运动形成了一系列的北东向断陷带和断陷盆地。本区的深断裂有遂川—抚州深断裂，该断裂往南西延至湖南境内，往北西延至与赣杭构造带相接，全长共350Km，它从加里东期到燕山期是一个长期活动的深断裂，并控制了万安—吉安盆地的形成与发展。硐轴线主体上与地层走向大角度相交。

（二）隧道区微观地质构造及节理裂隙调查分析

1、根据对隧道的地质调绘结果表明，隧道穿越地段位于断裂构造带的边缘，受构造影响，山体走向紊乱，岩体破碎，裂隙发育，K148+365处存在一条逆冲断层F9，走向与硐轴线近直交，倾向305度，倾角52度，但该处硐身埋深大，构造对隧道建设影响不大。对隧道周边露头基岩的节理裂隙调查见下表。

隧道附近山体及周边区域节理裂隙调查统计表  表1

根据节理玫瑰图分析，得出优势节理面及其与隧道洞轴线的组合关系。优势节理面两组产状为：325°∠66°和200°∠20°.

2、结构面对隧道稳定性影响的分析

根据节理玫瑰图、赤平投影图分析，岩层面走向与洞轴线大角度相交，有利于洞室稳定，但优势节理面②走向总体与隧道洞轴线夹角<30°，且倾角较缓，其组合关系对洞顶稳定不利。其它结构面的影响主要是把岩体切割的较破碎，影响到洞室围岩的稳定。

1、隧道硐轴线走向310°      

2、岩层产状315°∠63°     

3、优势节理面①325°∠66° 

4、优势节理面②200°∠20° 

图2  中龙隧道各结构与硐轴线关系的赤平投影图

（三）地应力分析

隧道区的地应力主要为地层的自重应力，根据实测纵段图分析，隧道洞身最大埋深81.83m，属于低应力区，无需做应力修正。

五、新构造运动及地震

根据实地调绘及钻探资料分析，隧道区第四系堆积物单一，成分稳定，区内无剧烈的差异性运动，新构造运动不明显。

物探探测在隧道硐身范围内存在F12、F13两处低阻异常区，推测为受次级构造影响的逆冲断层。

F13起点桩号K148+278米，终点桩号K148+300米，中心点桩号K148+2米，宽度22米，走向236度，倾向326度，倾角85度；

F12起点桩号K148+442米，终点桩号K148+466米，中心点桩号K148+454米，宽度24米，走向159度，倾向249度，倾角84度；

根据《江西省地震参数区划图》（2003年），本区地震动峰值加速度＜0.05g, 即地震基本烈度值小于Ⅵ度，隧道可不考虑抗震设防。

七、水文地质条件

1、地下水类型：根据调查，隧道区内的地下水主要有第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两种。基岩裂隙水主要分布于区内基岩的节理裂隙中，由于区内基岩裂隙发育，且其表层第四系覆盖层碎石土松散状，为大气降水的直接渗透提供了有利条件，因此，区内基岩裂隙水发育，为主要地下水类型。

2、地下水的补给、迳流、排泄条件：根据隧道区内的地形地貌和水文地质条件，地下水主要是接受大气降水的补给，补给方式主要是大气降水的垂直向下渗透。由于基岩裂隙发育，岩体较破碎，所以地下水的径流通道畅通，入渗速度较快，由于山体地势较高，地下水只能向深部径流或排泄于山麓低洼处。

3、地下水及地表水水质及其腐蚀性：由于隧道区地下水埋深较大，大部分钻孔未揭露到地下水，或主要为钻孔输灌滞留水，难于取到水质分析水样，但根据调查，该区的地下水为居民饮用水，水质纯净，判断为无腐蚀性。本次勘察对隧道出硐口的地表水进行了取水样试验和水质分析，水质分析结果见水质分析评价表表2。

4、水文地质条件评价：隧道区水文地质地质条件比较简单，钻孔内都未揭露到地下水，说明隧道所处的深度范围内，地下水不丰富或没有一个连续的地下水体，只可能存在小范围的封闭裂隙水，地下水应该不太丰富，当然，由于隧道区岩体裂隙发育，地表入渗条件好，隧道区在雨季可能发育暂时性的径流水，对隧道建设有一定影响。

5、地下水、地表水水质分析及其腐蚀性评价：据调查及邻近工点水样的资料分析，区内地表水、地下水水质纯净，可作为饮用水，对砼无腐蚀作用。本次勘察对地表水进行了取水样试验和水质分析，水质分析结果见水质分析评价表表2。

地表水水质分析统计评价表   表2

八、物理力学指标的确定

本隧道岩性相对简单，主要为变余砂岩，根据取样试验本隧道弱风化变余砂岩饱和抗压强度值Rb（范围值）=6.8-34.5MPa，Rb（平均值）=20.1MPa，根据岩石坚硬程度的定性划分，划分为较软岩。根据《公路隧道设计规范》(JTJ  D70-2004)查表建议弱风化岩体结构面抗剪断峰值强度取值：粘聚力c=0.3MPa，内摩擦角27°。

九、隧道围岩岩体完整程度的确定及围岩分级

根据公路隧道设计规范《JTG D70-2004》中有关围岩分级的规定，结合实地调查、钻孔揭露、物探和隧道穿越和可能穿越的地层岩性特征及其物理力学指标等资料，以及区内地质构造、地下水等不良地质因素，通过定性与定量相结合的方式对该隧道各段岩体的完整程度进行划分，并根据围岩的主要定性特征和围岩基本质量指标[BQ]，结合初勘阶段的勘察成果资料对其进行分级。本隧道围岩分段分级如表3。            

十、隧道围岩工程地质稳定性评价:

1、隧道入口段

进硐口位置处于山坡的下部，围岩组成主要为松散结构的碎石土和碎裂结构的强风化层，结构面结合程度差，岩体极破碎，自稳性差，硐轴线与地形线近直交，岩层产状为308°∠58°，为反向坡段，边、仰坡相对稳定，但仰坡坡度较陡，岩质较软，裂隙极发育，自稳性较差，因此本段隧道进洞前必须先做好洞口地表排水沟，加强仰坡的支护，开挖后及时支护、衬砌，否则易坍塌。

2、隧道洞身段

本段洞室围岩主要为弱风化层，结构面结合程度较差，岩体较破碎，穿过两条破碎带，可能赋水，因此本段围岩开挖后拱部无支护时可能产生小坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大易产生较大坍塌，开挖后及时支护、衬砌。

3、隧道出口段

出硐口位置处于山坡一侧，硐轴线与地形线小角度相交，围岩组成主要为松散结构的碎石土和碎裂结构的强风化层，结构面结合程度差，岩体极破碎，自稳性差。仰坡相对稳定，但边坡坡度较陡，隧道出口在K148+570-K148+635处存在地形偏压，因此本段隧道出洞前必须先做好洞口地表排水沟，加强边坡的支护，设置反压墙，硐门外墙可适当加厚，开挖后及时支护、衬砌。

十一、隧道建设对环境的影响

隧道建设对环境的影响，早期主要是破坏植被，开挖期间引发滑坡、泥石流，后期可能降低山体的地下水位，引起山体干涸，已有的植被应缺水而死亡。因此为保护环境，建议隧道洞口加强支护，小断面开挖，早进硐、晚出硐，并结合生态防护，确保边坡及洞室的稳定，隧道地下水尽量以堵为主，尽量少排，确保地下水位的稳定或抬高。另外隧道开挖的岩渣应尽量利用或集中堆放，确保不占用工地，不污染环境。

十二、对设计及施工建议

由于该隧道穿越地段地层主要为碎裂状结构为主的变余砂岩弱风化层，工程地质稳定性差，地表水入渗条件好，破碎带可能赋水，设计时应充分考虑隧道防水和超前支护的设计，施工时对开挖段应及时支护和衬砌，防止坍塌情况的发生，如果发现地质情况异常，应立即向设计单位提出以便及时调整开挖和支护措施。

表3                                             隧道硐室围岩分级及描述一览表

围岩分