界垭隧道工程地质初步设计阶段勘察报告
界垭隧道工程地质初步设计阶段勘察报告
1、前言 1.1 工程概况 拟建的界垭隧道位于秭归县周坪界垭村，为秭归县周坪乡至聚集坊公路改建工程中路线穿越东西向山岭地带而建设。隧道轴线呈直线型展布，隧道轴线走向方位角约152°，隧道进、出口与路基相接。隧道按单线双向行车道设计，设计里程桩号为AK5+727～AK6+119，洞内纵坡1.9%，长度为392.0m。隧道最大埋深约78.00m，属长隧道。隧道进口端设计高程560.0m，出口端设计高程570.10m。进、出口洞门均采用削竹式洞门。为了保证边仰坡的稳定，尽量恢复洞口自然境观，洞口均设置一段明洞。洞内设计灯光照明，自然通风。
隧道工程按两车道二级公路标准设计，主要设计标准： ⑴ 设计行车速度 设计行车速度40km/h ⑵ 隧道建筑限界
主洞建筑限界（m）
项目 净宽 净高 车道宽度 左侧向宽度 右侧向宽度 人行道 主洞 9.0 5.0 2×3.5 0.25 0.25 0.75 1.2 勘察工作依据及技术要求 本次工程地质勘察主要依据《公路工程地质勘察规范》(JTG C20-2011)、《公路隧道设计规范》(JTG D70-2004)、《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009)等技术规范、规定进行，主要满足以下技术要求：
⑴初步查明隧址区地形地貌、地层岩性、水文地质条件、地震动参数；
⑵初步查明隧址区地质构造的类型、规模、形态特征，评价其对隧道工程的影响； ⑶初步查明隧道围岩岩体的完整性、风化程度及围岩等级；
⑷初步查明隧道进出口斜坡地带的地质结构、自然稳定状况、隧道施工诱发滑坡等地质灾害的可能性；
⑸初步查明隧道浅埋段覆盖层厚度、岩体的风化程度、含水状态及稳定性；
⑹初步查明地震情况，明确隧道区的基本烈度，并结合地形地貌、地层岩性、地质构造特征等因素，提出抗震设计烈度及处理意见；
⑺初步查明隧道区不良地质和特殊性岩土的类型、分布、性质，评价其对隧道工程的影响；
⑻初步提供岩土物理力学性质试验指标、围岩级别等设计必需的岩土工程参数； ⑼初步查明岩溶、断裂、地表水体发育地段产生突水、突泥及塌方冒顶的可能性； ⑽初步查明洞门基底的地质条件、地基岩土的物理力学性质和承载力； ⑾初步查明地下水的类型、分布、水质、涌水量。 1.3 勘察工作方法及完成的主要工作量 本次初勘采用工程地质调绘、钻探、物探、原位测试及室内岩土试验等综合勘察方法。于2013年10月20日至2013年10月25日对隧道工程场址进行了初勘。本次初勘完成的工作量见表1-1。
完成主要工作量表 表1-1
项 目 单 位 数 量 附 注 测 量 勘探点坐标测量 次/点 4/2 钻孔收、放点各2次 工程地质调绘 比例尺1:2000 km2 0.132 半仪器法，路中线两侧各250m范围 钻 孔 m/孔 61.10/2 机械钻探，全孔取芯 钻 探 取 样 土 样 件 / 岩 样 组 6 土的物理试验 组 / 岩石重度试验 组 / 饱和 岩石吸水率试验 组 / 饱和 试验分析 岩石单轴抗压试验 组 6 饱和 岩石抗剪强度试验 组 / 饱和直剪 岩石弹性模量试验 组 / 饱和 岩石泊松比试验 组 / 饱和 钻孔地下水位观测 次/孔 4/2 初见水位2次、静止水位2次 水文试验 简易压水试验 段/孔 / 浅层地震测试 m/条 624.00/3 纵向264/1；横向360/2 工程物探 声波测试 m/孔 / 1.4工程地质勘察质量控制 从外业施工到内业资料整理，均以现行公路行业相关规范、规程及《工程地质初勘勘察大纲》和设计要求为依据，按照相关要求进行质量管理；管理程序上贯彻执行ISO9001质量保证体系的各项规定；钻孔质量经监理检查和签署，确认合格，满足设计要求。 2、工程地质条件 2.1 地理位置及交通条件 隧址所在地位于宜昌市秭归县周坪界垭村。隧道进、出口端附近有乡村公路到达，交通较为
1
界垭隧道工程地质初步设计阶段勘察报告
便利。 2.2 气象、水文 秭归县地处亚热带季风气候区，气候温和湿润、雨量充沛、四季分明，多年平均气温17－19℃，多年平均降雨量1493.2mm。降雨具连续集中的特点，雨季多暴雨，一日最大降雨量达358mm。
年降雨量由南向北、从低到高，逐渐增多，一般年降雨量950——1590mm，长江河谷地带为1000mm左右，个别地区如高程1500m以上地区降雨量达1865.2——1904.3mm。降雨日数与降雨量分布基本一致，大部分地区为120——159天，个别高山地区达200天以上。
降雨主要集中在4——10月，月平均降雨量150——457.6mm，多暴雨，日降雨量达50——100mm的暴雨4——10月均有发生，100mm以上的暴雨主要发生在6、7月，年平均频次3——4次，150mm以上的特大暴雨频次较少，历史上曾发生过2次，即1975年8月9日最大日降雨量358.0mm；1996年7月4日最大日降雨量260.0mm。
县内河流水系发育，地表水资源比较丰富。长江自西向东横贯全境，境内流长64km，流域面积724.4km2，流量丰沛，多年平均流量14300m3/S，水位变幅巨大，达40m。 2.3 地形地貌 秭归县位于鄂西褶皱山地，地势西南高东北低，平均海拔高程千米以上，山峰耸立，河谷深切，相对高差一般在500～1300m之间。
隧址区属构造剥蚀、侵蚀低山地貌区，穿越山体地面标高550.6～574.77m，相对高差不大，一般为50.0～80.0m。地表以碎屑岩(粉砂岩)为主，大部分岩石裸露，山坡局部陡峭，地形较简单。地表水系不发育，水量贫乏，植被发育。
隧道进口坡度较陡，坡度约30°～54°，坡向约69°，出口侧地形较缓，坡度约25°～33°，坡向约240°，进、出口山坡坡面植被较发育，多生长灌木、桔树。隧道进、出口老公路斜坡下部分布有民房。 2.4 地层岩性 根据工程地质调绘、钻探揭露及室内岩土试验结果，本次勘探深度范围内地层主要由第四系地层和志留系下统罗惹坪组下段（S11lr）粉砂岩构成，依据各岩土层的成因类型、地质时代、风化程度及强度差异可分为二层，地层岩性特征分述如下：
①碎石土（Qdl+el4）：揭露层厚1.20～2.60m，分布于隧道区表层及进、出口，黄褐色，稍密，稍湿，主要粘性土、碎石等组成，碎块石成份主要以粉砂岩为主，碎石含量50-60%，粒径2-8cm，残坡积成因。
②-1强风化粉砂岩（S1lr1）：揭露层厚3.80～4.30m，分布于隧道进、出口及隧道浅表，灰白色，粉砂质结构，薄层状构造，岩心破碎，呈碎屑碎块状，属软岩，锤击声哑，风化裂隙发育，裂隙间粘性土充填，岩质不新鲜，岩体基本质量等级为Ⅴ类。
②-2中风化粉砂岩（S1lr1）：揭露层厚21.5～27.7m，分布于隧道整体洞身，灰白色，粉砂质结构，中厚层状构造，主要矿物成份为长石、石英，含少量粘土矿物 岩体较破碎，风化裂隙发育，岩芯呈短柱状，岩体基本质量等级为Ⅳ类。
以上各岩土层在隧址区的分布、埋藏及岩性特征详见隧道工程地质平面、纵断面图和钻孔柱状图，岩土物理力学性质详见附后岩土试验成果汇总表。 2.5 不良地质及特殊性岩土 根据本次勘察结果，在隧址区未见特殊性岩土分布，区内未发现大的不良地质。 2.6 地质构造 2.6.1区域地质构造
县区处于新华夏构造体系鄂西隆起带北端和淮阳山字型构造体系的复合部位，构造格局较为复杂（见图1-9）。区内北西向构造主要发育于前震旦纪变质岩系中，由一系列的褶皱和断裂所组成，并伴随由岩浆活动；东西向构造分布于南部，以沉积盖层组成的褶皱为主，断裂不甚发育，主要构造形迹为香龙山背斜及其东侧的五龙褶皱带；新华夏系为区内重要的构造体系，主要表现为新华夏系联合弧形构造和新华夏系复合式构造两种形式，前者在区内的构造形迹有百福坪至流来观背斜、茶店子复向斜，后者主要为北北东向构造，由北北东向压性或压扭性断裂组成，主要构造形迹为黄陵背斜、秭归向斜；近南北向构造主要为仙女山断裂和九畹溪断裂组成，近平行向展布。区内主要构造形迹及特征见表2-1。
区内断裂主要有三组： 北北东向——近南北向断裂组
主要分布在西部香龙山背斜和东部秭归向斜地段，以西部最为发育、集中，且规模较大，最大可延伸40余公里，一般15—20km，常呈等距线性排列，主要倾向东，倾角陡，均在70度以上，其水平错动表现明显，沿断层线存在宽窄不等的破碎带，一般10—20m，局部宽达50m。
近东西向断裂
主要集中分布于香龙山背斜核部西段，一般平行或近平行褶皱轴向延伸，规模不等，最大延伸30km，多为逆断层，倾向北，倾角45-65度，沿断层线断续发育数十米的破碎带。
2
界垭隧道工程地质初步设计阶段勘察报告
北西向断裂
分布于五龙褶皱带的东段，一般规模较小，常沿次级褶皱轴线平行展布，局部形成破碎带，以逆断层为主，断面倾向北东或南西，倾角45-65度不等。
表2-1 构造形迹——断裂特征表
两盘地层 断裂名称 性质 主断面产状 长度（km） 主要特征描述 南（或东） 北（或西） 断面见多方向擦痕，见角砾岩及活动性断67 仙女山断裂 N15-200W/SW∠600 T2j-S K1s 少量断层泥、断层泉，方解石脉裂、顺扭 (区内30) 被错开，至今仍在活动 以挤压为主，挤压破碎带宽九畹溪断裂 张性 N100E/NW∠400 15 C1 O2+3 20-50m，具构造透镜体及片状构造
续表2-1 构 造 形 迹 ——褶 皱 特 征 表
褶皱名称 特征描述 轴向 两翼倾角（度） 核部地层 两翼地层 备注 S（E）翼 N（W）翼 黄陵背斜 短轴对称背斜区内为其呈穹窿构造 北东10度 东10-15 西30-35 元古界崆岭震旦系至三叠群 系中统 西翼，长约45km 向斜轴呈S型近南北向，侏罗系山统遂呈环形盆秭归向斜 的开阔对称向江南近东东30以上 西16-30 侏罗系上统斜 西向 蓬莱组 宁组至三叠系地，轴向长上统九里岗组 47km 沿翼部发育有由三香龙山背斜 短轴背斜呈穹寒武系中统、奥陶系中统至叠系中上窿构造 近东西向 南8-14 北40 奥陶系下统 三叠系中统 统地层构成的短轴状背向斜 轴向北西、北东转近东西志留系下统、志留系下统、其东南封五龙褶皱带 向，呈鼻状，由四个向斜和北西向 南22 北35 三叠系中下二叠系、泥盆闭，地层较三个背斜组成统嘉陵江组 系、三叠系下统大冶组 平缓 的弧形褶皱 百福坪—流东端倾伏，西区内仅见来观背斜 端开阔的弧形北东85度 南35-50 北38-54 北斜高点出褶皱 露志留系 三叠系 东端三叠系地层 茶店子复向斜 对称褶皱 北东60度 南20 北20-30 三叠系中统 三叠系中下统 2.6.2隧址区地质构造 拟建隧址区域构造位置处于新华夏系构造体系鄂西隆起带的西北端，其北东和东部与淮阳山字型西翼反射弧的砥柱——黄陵背斜和马蹄形盾地——秭归盆地相毗邻。Ⅱ级大地构造单元隶属扬子准地台。Ⅲ级单元隶属上扬子台褶皱束。区内主要为近东西向或北北东向构造，区内褶皱属典型隔挡式褶皱，即背斜紧闭，向斜平缓开阔，地壳变动事件是发生在岩石圈的表部，为表层滑脱，因而有利于地壳总体稳定。侏罗系开始的构造运动，是本区地壳形变的主要构造运动，且各构造体系互相干扰及制约，形成了现今的地质构造背景。区域地质构造图见图2。从区域地形看，区域内层状地形变化明显，分布有多期夷平面及河流阶地（长江），说明挽近期以来以整体大面积间歇性抬升为主，区域差异性活动不明显，没有区域性新断层形成，新构造时期以来上升逐渐减少。从对区域性断裂形变规律资料表明，变形量均在0.07mm/a以下，近代活动微弱。从区域构造资料，工程区附近区域性微活动性断裂主要有仙女山断裂、九湾溪断裂。
隧道区出露地层为志留系下统罗惹坪组下段（S11lr）粉砂岩，附近出露地层显示，隧道区地
3