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1、新 建 铁 路兰渝线兰州至广元段初步设计纸坊隧道工程地质勘察报告中铁第一勘察设计院集团有限公司2 年 05 月.西安新 建 铁 路兰渝线兰州至广元段初步设计纸坊隧道工程地质勘察报告编 写 者： 复 核 者： 审 核 者： 审 定 者： 中铁第一勘察设计院集团有限公司年 05 月 .西安新建兰渝铁路杨家川哈达铺段初步设计 - 1 -一、工程概况该工程位于甘肃省岷县县城东边。隧道于洮河右岸岷县奈子沟村东侧山坡（DK201+820）进洞，在岷县正龙骨料饲料厂后山坡（DK206+955）出洞。隧道全长5135m。该隧道为双线隧道。二、勘察概况及工作方法本次勘察为定测阶段。由于该隧道工程地质条件十分复杂
2、，线路方案平面位置在初测基础上做了大量优化工作。因此，本次地质地质调查是在详细分析利用初测资料的基础上 12 月 31 日做了详细的地质调查工作。为了加深认识，在外业地质调查基础上，通过使用钻探及物探等勘探手段，进一步揭示了该地区地层岩性、地质构造及水文地质特征，勘探工作于 4 月底全部结束。本次主要完成的勘查工作量见下表。三、自然地理概况（一）交通概况隧道进、出口位于国道 G212 路边，交通方便。洞身段落山大沟深，地形起伏很大，距离国道较远，交通不便。物 探 工 作 钻 探1:1万图幅地质测绘1:2000图幅地质测绘震法电法浅孔钻探深孔钻探综合测井工作阶段及工作日期km2 km2 km k
3、m 孔 -m 孔 -m 孔 -m观测点 备注利用初测06.0206.06 6 2定测 07.1108.05 4.8 4.97 2.9 5-243.2 26新建兰渝铁路杨家川哈达铺段初步设计 - 2 -（二）地形地貌该工程地貌上位于西秦岭中山区。山高沟深，山坡、谷坡较陡，隧道洞身最大埋深 248m，梁顶植被覆盖较好。（三）气象特征隧道工程区为高原大陆性气候。据岷县气象局资料，多年平均气温 5.8，最低零下24.3（1972 年 2 月 9 日） ，最热 33.3（2000 年 7 月 25 日） ，无霜期90120 天，相对湿度在 69%；多年平均降水量 560.8mm，年最大降水量为709.3
4、mm，日最大降水量为 61.5mm，1 小时最大降水量 54.0mm，10 分钟最大降水量为 30.4mm，测区年内降水量主要集中于 59 月，期间的降水量占全年降水总量的78%以上。大雨（大于 25mm/d）多年平均爆发次数为 2.1 次/年。多年平均蒸发量为1199.6mm，为降水量的 2 倍，最大冻土深度 0.90m。详细气候特征见附表。（四）地震动参数根据建筑抗震设计规范GB501112006、 中国地震动参数区划图GB183062001，该工程所属区地震动峰值加速度为 0.15g（相当于地震基本烈度七度） ，地震动反应谱特征周期为 0.45s。四、工程地质特征（一）地层岩性该隧道洞身
5、经过的地层有第四系全新统坡积砂质黄土、碎石土；二叠系下统炭质板岩、板岩、砂岩，三叠系中统板岩、砂岩等。山坡表层覆盖有第四系全新统坡积黏质黄土，坡积、滑坡堆积粗角砾土、碎石土等。详述如下：1、砂质黄土（Q 4dl3）：分布于隧道进口，厚度 38m，淡黄褐黄色，土质不均，含角砾，硬塑。 级普通土， 0120kPa。2、粗角砾土（Q 4pl6、Q 4dl6、Q 4sl6）:分布于山坡坡面上及沟谷内，厚 28m，灰、青灰色，土质不均，稍湿潮湿，中密， 级硬土， 0500kPa。隧道洞身不穿新建兰渝铁路杨家川哈达铺段初步设计 - 3 -过该土层。3、碎石土（Q 4dl7）:分布于山坡坡面，厚度 110m
6、，灰青灰色，碎石成分为砂岩、板岩，尖棱状，粒径以 6020cm 为主，泥质填充。稍湿潮湿，中密， 级硬土，级围岩， 0550kPa。4、板岩夹砂岩（T 2Sl+Ss）：为洞身主要地层，在火烧沟及隧道出口段出露。以板岩为主，局部夹砂岩，薄层中厚层状，岩质较软，节理发育。强风化层，厚511m， 级软石，级围岩， 0400kPa；弱风化层， 级软石，级围 岩， 0600kPa。 5、炭质板岩（P 1cSl）：夹于二叠系下统板岩、砂岩层中。灰黑色，板理极发育，薄片薄层状，岩质极软，节理极发育。强风化层，厚 520m， 级硬土，级围岩， 0300kPa；弱风化层，级围岩， 级软石， 0400kPa。6、
7、板岩（P 1Sl）：为洞身主要地层。薄层中厚层状，岩质较软，节理发育。强风化层，厚 57m， 级软石，级围岩， 0400kPa；弱风化层， 级软石， 级围岩， 0600kPa。7、砂岩（P 1Ss）：为洞身主要地层。黄灰色，成分以石英、长石为主，中细粒结构，中厚层厚层状，岩质坚硬，受构造作用强烈，岩体节理发育。强风化层，厚 57m， 级软石，级围岩， 0500kPa；弱风化层， 级次坚石，级围 岩， 0800kPa。8、压碎岩（Cru）：分布于 F3 断层及其次生断层 f22、f 23、f 24 断层破碎带内。岩性为压碎砂岩、板岩，压碎砂岩岩质硬，具厚层状构造，锤击即碎，呈碎块状，碎块粒径以
8、4060mm 为主；压碎板岩岩质软，易发生褶曲，具薄片状构造，节理裂隙极发育。 级软石，级围岩， 0500kPa。（二）地质构造隧道工程位于礼县柞水冒地槽褶皱带及南秦岭冒地槽褶皱带分界处，两构造单元以合作岷县断裂构造带 F3为界。区域断裂 F3长 160km，宽 2040km，其西段为一系列走向北 7080东向北陡倾的叠瓦式构造，东段由数条长 2060km 的新建兰渝铁路杨家川哈达铺段初步设计 - 4 -断裂构成，断层面以北倾为主，倾角 5070，总体呈南西凸出的弧形。从断层面大量擦痕及派生褶皱组成的入字型构造表明北盘向南东斜冲，致使中石炭统推覆在下二叠统之上、下二叠统逆冲于下三叠统之上，破碎
9、带宽达 600m 以上。 受合作岷县断裂构造带 F3影响，隧道工程范围内二叠系及三叠系砂岩、板岩地层褶曲构造及断层构造极其发育。F 3 断层及其次生断层 f22、f 23、f 24 通过隧道洞身，隧道工程地质条件差。1、褶皱构造隧道 DK202390DK202540 段通过一背斜及向斜构造。岩性为二叠系下统板岩夹砂岩为主夹灰黑色炭质板岩。背斜轴部位于 DK202440（中线位置）附近，北翼产状 N52W/45N, 南翼产状 N65W/62S；向斜轴部位于 DK202492（中线位置）附近，南翼产状 N55W/53N。背斜及向斜轴面向北陡倾，走向与两侧断层走向一致。岩体节理裂隙发育，砂岩岩质较硬
10、，受构造应力作用具压碎结构，板岩岩质软，易发生扰曲变形。2、断裂受合作岷县断裂构造带 F3影响，隧道工程范围内发育多条次级断层及构造破碎带，主要有 f22、f 23、f 24。这些断裂大多数被第四系坡积地层覆盖，但地貌上断层崖或断层垭口较为明显，结合地质野外调绘及物探成果，对各断层形态及特征做如下分述：1）F 3断层：为区域性断层，压扭性逆断层，产状 N29W/60N，发育于二叠系地层内。破碎带宽度约 180m，由断层角砾、断层泥和压碎岩组成。隧道在DK202+960DK203+180 段穿越该断层，地貌上表现为大沟谷。2）f 22断层：逆断层，产状 N30W/76S，发育于二叠系地层内。由断
11、层角砾、断层泥和压碎岩组成。下盘产状 N52W /45N,上盘产状 N35W /55N。隧道在DK202+050DK202+175 处穿越该断层，破碎带宽度约 101m，地貌上表现为断层崖。3）f 23断层：逆断层，产状 N60W/77N。发育于二叠系砂岩夹板岩、炭质板岩地层内。破碎带宽度约 140m，由压碎岩及断层泥组成。下盘产状 N37W /64N,上盘产状 N30W /80N。断层向南东方向延伸在火烧沟冬麦滩附近与 F3 主断裂交汇。线路在 DK203+590DK203+800 通过该断层。地貌上表现为山梁。4）f 24断层:逆断层，产状 N45W/75N,发育于二叠系和三叠系分界处，上
12、盘新建兰渝铁路杨家川哈达铺段初步设计 - 5 -为二叠系下统砂岩夹板岩、炭质板岩、下盘为三叠系中统板岩夹砂岩。 断层带宽200 米,断裂带岩性为压碎岩、角砾岩和断层泥组成，成份为压碎板岩、砂岩、粉砂质板岩等，较富水。隧道 DK205+855DK206+120 通过该断层。五、水文地质特征（一）地表水特征该隧道区域内山体冲沟发育，沟床纵坡比降较大，但汇水面积较小，常年流水仅有 4 条沟，沟水流量随季节变化大。本次定测对常年流水沟进行了测流。（二）地下水的类型、埋藏情况及其变化特征本区地下水类型为第四系松散层孔隙潜水和基岩裂隙水。1.第四系松散堆积层内孔隙水第四系松散堆积层孔隙水主要分布在隧道通过
13、区的沟谷中，含水层主要为洪积层，其透水性较好。孔隙潜水主要接受大气降水补给，自上而下径流，在低洼处以泉水的形式向沟谷排泄，但受季节影响较大。2.基岩裂隙水隧道穿过区基岩的风化、构造裂隙、节理、层理等较发育发育，连通性较好，为地下水的储存和运移提供了条件，地下水补给来源主要为大气降水及冰雪融水，局部地段为地表水入渗补给为主，涌水量随补给条件和储存条件的不同而差异较大。本次调查发现泉水出露在三叠系板岩（T 2Sl）中，位于隧道右侧约 800m，有34 个泉水，均为下降泉，该泉水冬季不冻结，流量 15m 3/d，有两个泉水为十多户村民的生活饮用水水源。（三）隧道涌水量的预测与评价本次隧道涌水量的计算
14、采用地下水径流模数法和大气降水入渗法，预测隧道涌水量的计算方法、公式和成果。1、地下径流模数法： AMQ新建兰渝铁路杨家川哈达铺段初步设计 - 6 -FQMBLA2、降水入渗法： Wa74.2式中： -隧道通过含水体地段的正常涌水量（m 3/d）-地下径流模数（m 3/d.km2）M-隧道通过含水体地段的集水面积（km 2）A-地下水补给河水的流量（m 3/d）Q-与 的地表水或下降泉流量相当的地表流域面积F（km 2）-隧道通过含水体的长度（km）L-隧道涌水地段长度内对两侧的影响宽度（km）B-降水入渗系数a-年降水量（mm）W年降水量 W 采用岷县气象站资料 560.8mm；降水入渗系数
15、 a 值综合考虑地表地层岩性（产状） 、地质构造、隧道埋深等因素采用 0.180.25，隧道涌水地段两侧影响宽度 B 值本隧道采用 1.0km、1.5km。隧道地下水径流模数计算表 表五-1河沟名称 流域内地层岩性 河沟流量 Q（m 3/d） 流域面积 F（km 2） 地下径流模数 M(m3/d.km2)奈子沟 P1Sl+cSl、f 22、P 1Ss+Sl 1441.32 2.55 565.22无名沟 P1Ss+cSl、F 3 125.37 0.79 158.70龙王台沟 f23、P 1Sl+cSl+Ss 825.03 2.40 343.76火烧沟 P1Sl+Ss、f 24、T 2Sl 485.40 5.26 92.28地下径流模数及分段涌水量表 表五-2新建兰渝铁路杨家川哈达铺段
