老顶山隧道工程地质说明一、自然地理特征：（一）地理位置及交通： 老顶山隧道位于山西省长治市郊区山门村至小罗村隧道进口位于长治市郊区老顶山镇山门村，地势平坦，进口里称为DK214+030;隧道出口位于长治市郊区小罗村，地势平坦， 出口里程为DK217+471,缺口里成为DK217+471.54；隧道全长3441m,最大埋深约85米，位 于DK215+450-DK215+620处，地面高程约1060米隧道进出口里程附近交通便利，隧道穿 越山门村、二龙山村、冀家庄村、小罗村二）气象特征： 本区属温带大陆性气候，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，秋季凉爽，春秋多风，时有沙尘，昼夜温差大，为典型的大陆山区气候据长治市气象台（1985-2014）统计资料：年平均气温10.1°C, —月份气温-5.3°C, 7月份平均气温22.4°C2005-2014年多年平均 降水量为459.7mm降水特征为：降水量多集中在5-9月，占全年降水量的82.9%,春、冬、 秋季的降水量仅占17.1%本区多西北风，最大风速为15.1m/s （2010年4月26日）霜冻期为10月中旬至次年 4月中旬，无霜期180天隧道位于长治市境内，主要气象要素见表 1。
表 1 气象要素表气象要素长治市累年极端最高气温（C）38.1累年极端最低气温（C）-21.3历年各月平均气温（C）10.05最冷月平均气温（C）-10.5历年年平均降水量（mm）551.7历年年平均烝发量（mm）1355.7极大风速（m/s）15.2/312土壤最大冻结深度（cm）59三） 土壤最大冻结深度： 土壤最大冻结深度为 0.59m四） 地震动参数根据（GB18306-2015）《中国地震动参数区划图》及《太原至焦作铁路客运专线项目地 震安全性评价报告》，II类场地条件，地震动峰值加速度为0.10g （地震基本烈度VII度）， 地震动反应谱特征周期分区为二区二、工程地质特征：（一）地形地貌 测区地处长治盆地东侧，区内地形东高西低，由西向东地貌分区明显，为山前冲洪积平 原-低中山区隧址区位于长治市郊区老顶山镇南部，区内地貌形态为一近北北东走向的低 中山脉，东西向均为平原区，隧道中部为低中山区，进口为山前冲洪积平原，出口段为山前 坡洪积平原区，隧址区整体地形起伏较大，海拔一般在952.00m-1070m隧道进口处地面标 高约为962.71m，出口处地面高程约为972.97m，最高点位于DK215+520处，地面高程1060 米，最低点位于进口山门村，海拔约为962.68m，相对高差约为97m。
沿线小里程及大里程 地表多被黄土覆盖，基本无基岩出露，中部多为基岩出露地表植被不太发育，主要以灌木 为主二）地层岩性隧道区范围内主要分布地层为：上覆第四系上更新统冲洪积层（Qj+Pl ）新黄土、粗圆 砾土，坡洪积层（Q3dl+PL）新黄土、粗圆砾土、粗角砾土；中更新统洪基层（Q2pl ）老黄土、 卵石土、碎石土、粗圆砾土、粗角砾土、钙质胶结层；下更新统冲洪积层（Qfi+Pi）粉质粘 土、粗圆砾土；下伏奥陶系中统上马家沟组（O2S2）石灰岩、泥灰岩现将测区地层岩性由 新到老分述如下：1. 第四系（Q）（1） 上更新统冲洪积层（Q3a|+P|） 新黄土：黄褐色，稍密，稍湿，具有直立性及大孔隙，偶见姜石，具有湿陷性，顶部含植物 根系主要分布于隧址区进口段地表粗圆砾土:灰白色，稍密，稍湿，主要成分为石灰岩，砾石含量约为65%, —般砾径为20-50mm, 充填新黄土主要分布于隧址区进口段地表2） 上更新统坡洪积层（Q3a|+P|） 新黄土：黄褐色，稍密，稍湿，具有直立性及大孔隙，偶见姜石，具有湿陷性，顶部含植物 根系主要分布于隧址区出口段地表粗圆砾土：黄褐色，稍密，稍湿，主要成份为石灰岩，砾石含量约为55%-75%，一般砾径为 20-70m m,充填新黄土。
主要分布于隧址区出口段地标粗角砾土:黄褐色，稍密，稍湿，主要成份为石灰岩，砾石含量约为65%，一般砾径为40-60mm， 充填新黄土主要分布于隧址区出口段地表3） 中更新统洪基层（Q2pi） 中更新统地层岩性主要为老黄土 老黄土：褐黄色，硬塑-坚硬，含姜石、碎石、圆砾、角砾主要分布于测区进出口及出口 段上部具有湿陷性卵石土：灰褐色，稍密，稍湿，成分主要为石灰岩，一般砾径60-85mm，呈圆棱状，充填 砂、黏性土碎石土：黄褐色，密实，稍湿，成分主要为石灰岩，砾石含量约为70%, —般砾径20-60m m,最大砾径为90m m,有漂石出现呈尖棱状，充 填老黄土粗圆砾土：黄褐色，密实，稍湿，含姜石，成分主要为石灰岩，砾石含量约为55%-65%，一 般砾径为15-50m m,呈圆棱状，充填老黄土粗角砾土：黄褐色，密实，稍湿，成分主要为石灰岩，一般砾径为20-30m m,最大粒径为 50m m,呈尖棱状，充填老黄土钙质胶结层：灰白色，密实，稍湿，一般砾径为30-60m m,充填老黄土4） 下更新统冲洪积层（Q1a|+P|） 粉质粘土：棕红色，软塑-坚硬，含姜石，砾石含铁锰锈斑粗圆砾土：黄褐色，密实，稍湿，含姜石，成分主要为石灰岩，一般砾径为15-60mm，呈 圆棱状，充填老黄土。
2. 奥陶系奥陶系中统上马家沟组（O2S2）该组岩性主要由石灰岩、泥灰岩组成 石灰岩：灰黑色，弱风化，隐晶质结构，中厚层状构造，岩芯一般呈柱状，局部呈块状，裂 隙发育，裂隙面见方解石脉充填，锤击声脆，致密坚硬，有溶蚀现象 泥灰岩：浅黄色，灰黄色，强风化-弱风化，泥质结构，层状构造，强风化岩芯呈块状、土 柱状，弱风化岩芯呈短柱状，局部呈块状，节理裂隙发育溶洞：充填角砾土，老黄土三）地质构造 隧道区位于沁水块坳东南部，受晋获褶断代的控制沁水块坳其东侧以太行山大断 裂与太行块隆相邻，西南部分以横河断裂与豫皖断块为界，西侧以霍山、浮山（东）断裂分 别于吕梁块隆、临汾-运城新裂陷相接，西北部以洪山-范村断裂与晋中新裂陷衔接，总体呈 北东向展布，区域构造线方向与地层总体走向一致，均为北北东向，地层倾向东南，倾角平 缓，一般在4°左右作为沁水块坳与太行山块隆分界的晋获断裂带对区域构造格局的形成 和发展具有重要的控制作用1.断裂带 根据区域地质资料老顶山隧道东侧存在长治东断层（隐伏），走向为23°. 根据地质调绘和地球物理勘探结果表面，老顶山隧道洞身经过安山断层安山断层：位于DK215+742，正断层，断层上盘为马家沟组石灰岩、泥灰岩，产状 为 330°<2°,下盘为奥陶系中统上马家沟组石灰岩、泥灰岩，产状为75°<19°。
物探显示 该处附近电阻率极低，等值线陡直2. 节理裂隙 区域内发育的优势节理面主要有两组，产状分别为320°-10°<80°-90°和 80°-100°<85°-90°.受后期区域隆升作用影响，东西走向节理普遍为呈张开状，且延伸性较好节理间距0.2-0.5m,是本区控制围岩稳定性的优势结构面另一组南北走向节理则普遍呈闭合 状态，节理间距0.2-1m，属次级节理，延展性一般四）特殊岩土1. 湿陷性黄土 新黄土：隧址区表层分布，竖向节理发育，大孔隙结构，含植物根系，具有湿陷性综合判 定 DK214+050-DK215+000 段，湿陷深度 2.1-17.6m, & =0.016-0.109,为 IV 级（很严重）自 s重湿陷性场地；DK215+840-DK217+440 段，湿陷深度 2.2-12.6m, 6 =0.017-0.091.为 III 级（严 s重）自重湿陷性场地2. 膨胀性岩土依据本工点15-ZD-4566-1（DK214+780）左10m孔膨胀土试验报告FS（%）=6-31M=12.44-14.42,CEC（NH4+）（mmol/Kg）=177.27-219.86依据《铁路工程特殊岩土勘察规程》（TB10038-2012）综合判定，地下水位以上老黄土（Q2p|）具弱膨胀性。
3. 环境土土壤侵蚀性：根据钻孔15-ZD-4565（DK214+140左15m）孔的土壤含盐量分析报告，依 据《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）判定：地下水位以上土在盐类结晶 条件下对铁路混凝土结构具盐类结晶侵蚀，其环境的作用等级为Y1.三、水文地质条件1.地表水 勘探期间，隧道出口冲沟内见地表水，水量小，为第四系上层滞水其余段落未见地表水 隧道区主要穿山门村、冀家庄、小罗村井泉调查结果见表2，根据调查隧道区位于长治市郊， 居民已用自来水，除老顶山风景区有一水井在用外其余村庄中原有蓄水井都已被废弃封井隧道设计标高为962.71-972.97m，井水位标高为490.20m，即隧道穿越部位在调查的井水位 以上表 2 隧道施工对地表井泉影响情况井泉编 号位置里程X坐标Y坐标井口高 程（m）m 井深< >水位埋深（m）备注隧道开 挖涌水 量影响 半径R（m）隧道施工 对泉井影 响情况廿 JQ01山门村DK215 +056. 6左 27.6m4240044007097990.2600500滑雪场用水 自打井，位于 旅游区管理 员内目前在 用中600几乎无影 响廿 JQ02山门村DK214 +471.6左96.9m4239094007672965.86无水山门村集体 蓄水池，位于 房屋中间。
目 前已封井200可能造成 蓄水井井 水流失#JQ03冀家 庄DK216 +073.1左616m424848400619710863无水冀家庄集体 蓄水井位于 山半腰，有4-5个目前 已经废弃800可能造成 蓄水井井 水流失#JQ04小罗村DK217 +178. 2右 292.9 m423936400505710018无水小罗村集体 蓄水井，位于 村头，目前已 废弃400可能造成 蓄水井井 水流失2.地下水根据地下水赋存条件，含水介质及水力特征可分为：第四系潜水、基岩裂隙水、构造裂 隙水以及岩溶裂隙水1）第四系潜水 第四系孔隙潜水分布于坡洪积新黄土层及洪积老黄土层中，土石分界处含水量相对稍 大，受大气降水及地表水入渗补给，以蒸发及地下水下渗为主要排泄方式2）构造裂隙水 隧道区发育有断裂，断裂平面上延伸较长，切割错动地层，灰岩地层为良好的地下水导水带和富水带，泥灰岩地段阻水局部具承压性，接受大气降水下渗和地下水径流补给，含水 量较丰富3）岩溶裂隙水隧址区（O2S2）石灰岩、泥灰岩存在岩溶裂隙水：赋存于岩溶，裂隙较为发育的碳酸盐 岩中，其动态与所处环境、地形 、岩溶形态相关性大，水循环特征较为复杂，主要以下降 泉的形式在地势低洼处排泄，本次勘察中未见该类型的泉水。
以接受大气降水为主，与其上 地表水体，构造裂隙水关系密切，对隧道涌水影响较大，有产生局部突泥，突水的可能水 位受大气降水影响，随季节变化幅度约 1.0-4.0m3. 环境水的侵蚀性参考石子河中桥地表水水质分析报告，依据《铁路混凝土耐久性设计规范》（TB10005-2010）综合判定：地表水对铁路混凝土结构具硫酸盐侵蚀性，环境作用等级为 H1；具氯盐侵蚀性，环境作用等级为L1；具盐类结晶侵蚀，环境的作用等级为Y1参考石子河钻孔15-ZD-4579 （DK217+570.71）水质分析报告结果，依据《铁路混凝土结构耐 久性规范。