台爾隧道初步工程地質勘察說明
一、工程概況
擬建台爾隧道位於銅川市關莊鎮台爾村，為左、右線，分別於公路測設里程zk189+790～zk190+330、yk189+805～yk190+305段穿越山體，為曲線型長隧道，洞口型式為削竹式，左右洞間距約為40～45公尺，軸線總體走向約355°。隧道洞室左線長540公尺，右線長500公尺，左線最大埋深約84.8公尺，右線最大埋深約93.
1公尺。本次勘察工作以調繪及鑽探為主，輔以物探勘察方法，初步查明了隧址區的工程地質及水文地質條件，為隧道初步設計提供了必要的地質資料及設計引數。
隧道勘察工作量見「台爾隧道勘察工作量表」表1。
台爾隧道勘察工作量表表1
二、工程地質條件
1、地形地貌
隧道穿越區為屬於黃土殘塬溝壑區地貌，隧道穿越山體近東西走向，地勢總體西高東低，地面標高介於1172～1278m，相對高差約106m，隧道進口段地形陡峭，地勢陡峻，進口段坡角約31～35°，出口段地形稍緩，自然坡角約11～16°，分布一大型土質滑坡h22。
隧道進口隧道出口
2、地層岩性
據工程鑽探揭露、地質調繪及物探測試，隧址區分布的主要地層有第四系中更新統風積黃土層（q2eol）、二疊系（t2y）泥岩和砂岩，其主要岩性特徵分述如下：
（1）第四系上更新統風積黃土層（q2、3eol）：分布在隧道洞身表部，一般高出隧道設計標高，區域性段發育在洞身部位。呈淺黃色，大孔隙發育，含少量蝸牛殼，結構疏鬆，硬塑，vp=500～1000m/s。
（2）二疊系（t2y）泥岩和砂岩：隧道區洞身段均有出露，本層由灰白色、灰黃色中厚層砂岩夾灰黑色泥岩組成。砂岩以細粒砂岩及粉細砂巖為主，砂岩呈中厚層結構，層狀構造，泥岩呈薄層狀，鈣質膠結。
呈強、中風化及微風化狀，是隧道洞身構成的主體岩性。強風化層vp=1000～2000m/s，中風化層vp=2000～3000m/s。
3、地質構造
本區域位於鄂爾多斯盆地南部邊緣，在構造單元上屬陝甘寧台拗南緣，在其南側為渭河地塹，北側為鄂爾多斯盆地。是渭北山區和黃土塬區的分界帶，發育著各級褶皺構造和斷裂構造。根據地質特徵的不同可進一步分為銅川-韓城斷褶帶和陝北臺凹帶，銅川-韓城斷褶帶總體為一北傾的復單斜，次級褶皺一般較為寬緩對稱，但常被斷裂破環而不連續，主要有東西走向的杜康斷層，其次還有一系列北東向斷層；陝北臺凹構造簡單，主要發育寬緩褶皺，斷層稀少。
4、新構造運動與**
⑴、新構造運動
專案區處於我國大陸地殼穩定的板內地帶，第四紀以來，以地塊整體隆起～沉降為特徵，地殼活動相對微弱。據國家地質局蘭州**大隊2023年資料，2023年華縣大**對此區影響達七度，2023年在耀縣，淳化境內先後發生過4.2度和4.
4度**兩次。
⑵、**
依據g8306—2001《中國**動引數區劃圖》及其國家標準第1號修改單、陝西省人民**辦公廳印發《陝西災區**動引數區劃圖》的通知(陝政辦函(2008)131號)，隧址區**動峰值加速度0.10g，對應**基本烈度為ⅶ度。
5、不良地質現象與特殊性岩土
根據工程地質調繪及鑽探、室內試驗揭露，橋址區分布的特殊性岩土為溼陷性新黃土，其位於隧道頂部，厚度不一，對隧道無影響。
出口段分布一處滑坡，即：h22滑坡。現敘述如下：
該滑坡分布於k190+400處黃土斜坡下部，為中型土質滑坡。長約180公尺，寬約170公尺。根據勘察，滑體厚度在中部15～18公尺，前部厚度3-6公尺。
通過地質調繪發現，滑坡後緣圈椅狀較明顯，後壁錯台高度2-4公尺，前緣剪出口土體滑動變形跡象明顯，區域性基岩裸露。現坡面及後緣無任何變形跡象，判斷滑坡現狀處於穩定狀態。滑坡位於隧道出口，建議直接清除，並對後壁也即洞口仰坡進行防護。
三、水文地質條件
1．地表水
隧址區地表水主要為進出口附近山區河流，水流較緩，平時流量不大，主要受大氣降水、泉水、基岩裂隙水及第四系鬆散堆積層孔隙水補給，遇大氣降雨量較大時河水暴漲，水流湍急，沖刷破壞嚴重。隧址區從山頂到山腳形成乙個小而獨立的補、徑、排系統，隧道山體地勢較高，地勢陡峭，有利於地表水體的排洩，基本無地表水體貯存條件，地表水不發育，僅為降暴雨時的暫時性地表水匯聚沿小沖溝滲流。隧道開挖後，在降雨期，特別是強雨久雨，地表水可沿裂隙下滲，在洞壁和洞頂形成線狀水流，從而影響洞室安全。
2．地下水
隧址區地下水以松以基岩裂隙潛水為主。地下水主要由大氣降水直接補給，以泉水或滲流方式排向溝谷。據水樣的分析結果表明：
地下水水化學型別為hco3—ca—mg—na型，地下水對混凝土不具腐蝕性。
參照當地岩性的滲透係數k，並結合岩體的破碎性、岩性的礦物組成及充填膠結情況，給定乙個建議的滲透係數k值，本次勘察滲透係數建議取值：泥岩、砂岩k=0.02。
隧道洞室湧水量**：採用大氣降水入滲估算法、達西定律計算法、水平廊道集水計算法三種方法計算。
⑴、大氣降水入滲法：
q=a·f·p /365
式中： a－大氣降水入滲係數（取10%）；
f－隧道影響帶匯水面積（按隧道兩側各400m計）；
p－大氣降水量（當地年平均降水量上限，查閱資料，計p=610mm）。
⑵、達西定律計算法：
q=k·i·l·b
式中： k－滲透係數；
i－水力坡降（根據經驗，取i=1）；
b－計算斷面寬度，取洞底以上部分滲水段周長（單洞三車道，計b=35m）。
l－計算斷面長度。
表中：達西定律b為洞底以上部分滲水段周長。
按以上兩種方法對隧道湧水量進行估算,進、出口段隧道洞室位於地下水位以上，在一般情況下可按無水考慮，但在雨季，特別是連續降水時段，地表水入滲導致洞室形成滲水，按大氣降水入滲估算該段湧水量；洞身段位於地下水以下，分別按達西定律和水平廊道集水法計算該段湧水量，計算成果如表2。
計算結果：隧道**湧水量左線為500.5m3/d，右線為458.
5m3/d。根據水文地質條件分析和湧水量的**，地下水對隧道洞室的穩定不會產生很大的影響，施工時有滴水或滲水現象，建議宜採取排水防護措施。
四、隧道工程地質評價
1、場地穩定性評價
據區域地質資料和本次初勘勘察成果，橋址區屬鄂爾多斯盆地南部邊緣，在構造單元上屬陝甘寧台拗南緣，斷裂構造和褶皺運動不發育，隧址基本不受構造運動影響；隧址區分布h22滑坡，受滑坡影響較大，因此，隧址區工程條件較複雜，場地有失穩可能。
2、圍岩分級
根據《公路隧道設計規範》（jtgd70-2004），採用多指標、定性、定量相結合的原則，確定圍岩級別。
圍岩分級定量分析所採用彈性波值、飽和單軸抗壓強度值等按各鑽孔中隧道頂板以上0～55公尺範圍（認為該範圍岩土特性主要決定圍岩級別）統計；泥岩、砂岩互層或夾層按主要岩性統計。
岩體完整程度劃分表表3
⑴、圍岩分級依據
根據圍岩的完整性和堅硬性綜合判斷圍岩特徵及岩體基本質量指標，現根據實測及試驗資料綜合分析如下：
①圍岩的完整程度
根據野外工程地質調繪測量的節理裂隙資料（見節理走向玫瑰圖），對隧道區岩體完整程度進行初步定性劃分，結果如表3。
聲波測井資料基本上反映了岩體的完整程度，可以作為定性分析完整程度的重要依據之一。
②圍岩的堅硬程度
依據鑽孔岩石試驗資料，該隧道圍岩岩石單軸飽和抗壓強度統計結果見「鑽孔bq計算引數及成果表」。
⑵、圍岩基本質量指標bq 值估算
依據岩石飽和抗壓強度及岩體完整性係數，計算圍岩基本質量指標bq 值，定性引數按公式：
bq＝90+3rc+250kv
進行計算。
依據鑽孔岩石試驗及聲波測試資料，並結合經驗資料，對隧道洞身範圍內鑽孔bq值進行計算，初步判斷了圍岩級別，詳見「鑽孔bq計算引數及成果表」。
⑶、圍岩基本質量指標修正值的確定
①地下水影響修正係數k1
依據調繪和鑽孔資料，並結合區域水文地質資料，隧址區地下水量較小，埋深較深，隧道進出口段不受其影響；洞室開挖中有滲水、滴水現象，地下水影響修正係數k1取0.3。
②結構面產狀影響修正係數k2
隧址區地層岩性主要為泥岩和砂岩，主要為泥岩夾砂岩，區域性為互層關係。隧道進出口段岩石較破碎，受結構面影響較大，取k2=0.3；洞身段取k2=0.2。
③初始地應力狀態影響修正係數k3
由於隧道位於低山區，地形高差不大，隧道埋深不深，兩側深溝切割，初始地應力有所釋放，地應力較低，岩體不會造成應變而穩定性降低，因而不考慮其對圍岩基本質量指標的影響。
④修正後圍岩質量指標[bq]的確定
結合隧址區工程地質特徵，確定了修正係數，[bq]採用公式：
[bq]=bq－100（k1+k2+k3）
進行修正。
根據圍岩的完整性和堅硬性綜合判別圍岩特徵及圍岩基本質量指標，同時結合隧址區地形地貌、地層岩性、風化程度、洞室埋藏深度、施工方法等，依據圍岩分級原則，將本隧道圍岩劃分為ⅳ級和ⅴ級兩個級別。zk189+710～zk189+950、zk190+245～zk190+425、 yk189+725～yk189+960、yk190+225～yk190+380為ⅴ級圍岩；zk189+950～zk190+245、yk189+960～yk190+225為ⅳ級圍岩。
綜上，左線隧道ⅳ級圍岩長285m，佔39.86%，ⅴ級圍岩長430m，佔60.14%。
右線隧道圍岩ⅳ級圍岩長275m，佔41.98%，ⅴ級圍岩長380m，佔58.02%。
工程地質評價詳見「隧道圍岩分級及穩定性評價表」。
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