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1、莲花山隧道 永宁高速项目隧道地质超前预报与施工监控量测莲花山隧道实施方案浙江大学建筑设计研究院二九年十月 编制单位：浙江大学建筑设计研究院永宁高速公路隧道监控项目部编 制：校 对：审 核：日 期：2009年10月8日目 录第一章 工程概况.4第二章 地质超前预报和量测的依据.7第三章 地质超前预报和量测的目的 .8第四章 地质超前预报和监控量测方法.10第五章 测点布置原则、各隧道量测测点及断面布置 .32第六章 信息反馈与预测预报 .36第七章 质量保证方案及措施 .38第八章 量测过程中的应急处理措施.41第九章 人员与组织机构.43第一章 工程概况1.1 概 述福建省永安至宁化高速公路（
2、以下简称永宁高速公路）是国家规划的重点干线公路“泉州至南宁”的重要组成部分。永宁高速公路是东部沿海地区通往中部地区重要的省际通道，同时也是一条重要的国防交通干线和快速入闽通道。本项目路线位于戴云山以西，穿越的地貌单元较复杂，地貌上属闽西中低山重丘丘陵地貌，地形起伏大，山体较多陡峻。其中中低山地貌，海拔标高一般在5001300米，相对高差150420米，山间河谷深切，“V”型谷发育，水流湍急；丘陵地貌区一般丘顶浑圆，相对高差50250米，河谷低平，河曲发育。山间盆地地形较为平缓，多为村镇或垦为农田。本次实施J2,J3合同段包括梧地隧道、星东隧道、石壁前隧道、莒林隧道、高宝隧道、莲花山隧道、曾家顶
3、隧道、七里坑隧道、雷公铺隧道共9座隧道，如表1-1所示。隧道地质超前预报与施工监控计划监测工期约为20个月。表1-1 合同段监控隧道一览表合同号土建合同段隧道名称类 型左（右）设计长度(m)标准长度(m)SJ2A5梧地隧道分离式、小净距左洞1405.51685右洞1783星东隧道分离式左洞307283右洞390A6石壁前隧道分离式左洞2040.52055右洞2217莒林隧道分离式左洞801.5863右洞819高宝隧道分离式左洞256.5254右洞330SJ3A8莲花山隧道分离式左洞3564.54018右洞3920曾家顶隧道小净距左洞186.5602右洞577A9七里坑隧道小净距左洞555729
4、右洞1097雷公铺隧道小净距左洞398685右洞696本隧道位于永宁高速公A8合同段。隧道按规定的远期交通量设计，采用双孔四车道单向交通。隧道设计技术标准：左洞：ZK48+543ZK48+766，全长223m（明洞明挖施工，暗洞按新奥法施工）。右洞：YK48+534YK48+817，全长283m（明洞明挖施工，暗洞按新奥法施工）。（1）公路等级：高速公路。（2）隧道设计速度：100km/h。（3）隧道照明计算行车速度：80公里/小时。（4）隧道建筑限界表1 隧道建筑限界项 目净宽(m)净高(m)行车道(m)侧向宽度(m)检修道(m)主洞10.755.03.7520.5+1.00.75+1.0紧
5、急停车带13.255.0/车行横通道4.55.0/人行横通道2.02.5/（6）隧道路面横坡：单向坡。（7）隧道内最大纵坡：3%；最小纵坡：0.5%。（8）设计荷载：公路I级。（9）洞内中间段照明亮度：4.5cd/m2（10）洞内卫生标准纵向通风时，CO允许浓度：隧道长度L1000m =300PPm，隧道长度L3000m =250PPm(其余内插取值)，烟雾允许浓度：0.0065m-1。（11）路面设计标准轴载 BZZ-100。1.2 自然地理环境条件1. 地形、地貌本隧道场址区属低山地貌，山体海拔约310780m，相对高差约470m，洞身最高点海拔782.9m，地形起伏大。进洞口自然山坡坡度
6、约2025，自然山坡稳定，出洞口自然山坡坡度约2530，自然山坡稳定。洞身处沟堑较发育，主要分布在隧道近进口段的近北西向的有3条，近出口段的近南北向的有1条，沟内常年有水，但水量较小，受季节影响变化大。沿线地表植被发育，主要为林地。2水文地质条件本隧道区地表水主要分布在隧道洞身上部的3条小溪中（分别分布在里程桩号约YK63+865，水深约0.2-0.3m，水面宽约0.5-0.8m、YK64+210，水深约0.1-0.3m，水面宽约0.3-0.5m、YK66+119，水深约0.3-0.5m，水面宽约0.8-1.0m），水量受季节影响大，一般水量较小，雨季水量较大。地下水主要为风化带网状孔隙裂隙水
7、和构造带裂隙水，前两者赋存于第四系残坡积层底部及基岩强风化裂隙带中，水位受地形、地貌及降雨影响变化大，其富水性及导水性一般较弱；构造带裂隙水赋存于3条节理裂隙密集带中，其富水性及导水性好，对隧道施工影响较大。地下水主要接受大气降水及地下水侧向补给，向沟谷排泄，流量随季节变化较大。勘察期间隧道进、出口段地下水稳定水位一般略高于洞底，洞身地下水主要分布于风化层孔隙裂隙带、节理裂隙密集带。勘察期间地下水稳定水位高于隧道顶板，雨季施工应先搞好洞口段地表截排水后再开挖。依据本次勘察期间简易注水试验及水位恢复试验的资料，进、出洞口地下水稳定水位一般分布于强风化层中；洞身地下水主要聚集在上部较破碎基岩的节理
8、裂隙中、节理裂隙密集带中，本隧道区下部基岩裂隙大多微张，间隙小或被钙质充填物胶结，富水性及导水性弱，因此，地下水量总体不大。预计施工时左右洞最大涌水量为3183m3/d。根据初勘阶段对地下水采样分析成果判定：判断该区域地表水、地下水在弱透水层中对混凝土不具腐蚀性。1.3 沿线工程地质条件地层、岩性隧道场区表层为第四系坡积层，其下伏基岩为侏罗系漳平组（J2Z）粉砂岩、细砂岩，岩层产状主要为13065、16042。根据钻探揭露及地面调查，隧道区内地层自上而下为：坡积粉质粘土：灰黄色，硬塑，湿。成份以粘粉粒为主，粘性较大，手搓有少许砂感。局部夹有5-10%碎石或角砾。残积砂质粘性土：灰黄色，硬塑，湿
9、。母岩为细砂岩或粉砂岩，组织结构已完全破坏，原生矿物均已风化成土状。砂土状强风化粉砂岩：灰黄、黄褐色，岩芯呈砂土状，手捏即散，组织结构基本破坏，矿物成份已风化成土状，岩芯遇水易软化、崩解。属极软岩，岩体完整程度为极破碎。碎块状强风化粉砂岩：灰黄、黄褐色，岩芯呈3-8cm碎块状，矿物成份风化剧烈，块体已通体风化，节理裂隙发育，锤击易碎。属极软岩，岩体完整程度为极破碎。弱风化粉砂岩：紫红色，岩芯一般呈5-8cm碎块或10-25cm中短柱状，岩质较新鲜，砂质结构，中薄层状，节理裂隙较发育，倾角以50-75度为主。属软岩，岩体完整程度为较破碎。微风化粉砂岩：紫红色，岩芯一般呈12-45cm中长柱状，岩
10、质新鲜，砂质结构，中薄层状，节理裂隙不发育。属较软岩，岩体完整程度为较完整。砂土状强风化细砂岩：灰黄、黄褐色，岩芯呈砂土状，手捏即散，组织结构基本破坏，矿物成份已风化成土状，岩芯遇水易软化、崩解。属极软岩，岩体完整程度为极破碎。块状强风化细砂岩：灰黄、黄褐色，岩芯呈3-8cm碎块状，矿物成份风化剧烈，块体已通体风化，节理裂隙发育，锤击易碎。属软岩，岩体完整程度为极破碎。弱风化细砂岩：浅灰色，岩芯一般呈5-8cm碎块或10-28cm中短柱状，岩质较新鲜，砂质结构，中厚层状，节理裂隙较发育，倾角以50-75度为主。属较硬岩，岩体完整程度为较破碎。微风化细砂岩：浅灰色，岩芯一般呈12-48cm中长柱
11、状，岩质新鲜，砂质结构，中厚层状，节理裂隙较发育，倾角以50-75度为主。属较硬岩，岩体完整程度为较完整。1.4地质构造及不良地质作用根据本次工程地质测绘、物探资料及区域性地质资料，隧道区共发育有3条节理裂隙密集带，详见隧道区构造特征一览表。据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)福建省区划一览表及永安至宁化高速公路线路工程地震安全性评价报告（福建地震地质工程勘察院，2006.11），本场址区地震基本烈度为度区，地震动峰值加速度为0.05g。中硬场地地震动反应谱特征周期为0.35s，近期未发生过较大地震，为地震相对稳定区。通过本次勘察的野外地质调绘，隧道区除在出口附近发现一小规模的崩
12、塌(崩塌体体积约360m3，岩性主要为坡积土及碎块状强风化细砂岩，主要是因为建设县道对坡角进行开挖形成临空面引起的，目前崩塌体已清除，山坡处于基本稳定状态，对隧道出口的稳定性影响小)外，未见其它明显的滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象。洞身部位未发现防空洞、采空区等。隧道进出口山坡自然坡度较陡，隧道开挖时若支护不当，易产生滑坡或崩塌现象，洞身易发生崩塌。据当地区域地质资料，本区为低地应力区，发生岩爆可能性较小。本隧道围岩主要为粉砂岩、细砂岩，未见煤系地层及其它有可能产生有害气体或放射性的地层分布，可不考虑有害气体的影响。隧道区构造特征一览表 表3编号位置产状宽（m）构造特征对隧道影响评价走向倾向
13、F212C(节理裂隙密集带)YK65+660ZK65+65545ES18根据高密度电法、大地电磁法等物探方法及钻孔揭露：岩芯破碎，节理裂隙发育，岩质风化剧烈，略具蚀变现象与隧道轴线斜交，降低围岩级别，且为地下水的主要通道及富水带，影响隧道涌水量F212D(节理裂隙密集带)YK66+140ZK66+13845ES8根据高密度电法、大地电磁法等物探方法及钻孔揭露：岩芯破碎，节理裂隙发育，岩质风化剧烈，略具蚀变现象与隧道轴线斜交，降低围岩级别，且为地下水的主要通道及富水带，影响隧道涌水量F212E(节理裂隙密集带)YK66+755ZK64+76020ES22m主要是根据钻探发现。与隧道轴线近垂直相交
14、，降低围岩级别，且为地下水的主要通道及富水带，影响隧道涌水量1.5 莲花山隧道工程地质条件评价（1）进出洞口稳定性评价雷公蒲隧道进口位于斜坡下部，进口段山体坡度约2535，覆盖层不厚，围岩级别为级，侧壁稳定性稍好，洞顶岩土体厚度小，易坍塌，应加强支护措施。出口位于斜坡下部，出口段山体坡度约1525，主要由崩积含砾粉质黏土和强风化石英砂岩组成，岩体破碎-较破碎，为软岩，洞顶厚度小，围岩稳定性极差，易坍塌，应加强支护。另外，右线进口偏压不严重，左线出口洞口偏压较严重。（1）洞身稳定性评价雷公蒲隧道洞身处于中风化砂岩和石英砂岩中，K70+337K70+369段一挤压构造破碎带发育,为较软岩，侧壁较稳定，拱部无支护可产生小坍塌。地下水贫乏，主要为基岩裂隙水，开挖时主要呈潮湿状或点滴状出水。洞身通过破碎带时，应加强支护，以免产生较大规模的坍塌。其余地段总体岩体
