隧道工程地质构造
铁路隧道围岩分级参考标准
-1-铁路隧道围岩分级围
岩
级
别围岩主要工程地质条件
围岩开挖后的稳定
状态（单线）围岩弹性
纵波速度
υp(km/s)主要工程地质特征结构特征和完整
状态
Ⅰ极硬岩（单轴饱和抗压强度RC＞60MPa）：受地质构造影
响轻微，节理不发育，无软弱面（或夹层）；层状岩层为
巨厚层或厚层，层间结合良好，岩体完整呈巨块状整体结
构围岩稳定，无坍塌，
可能产生岩爆＞4.5
Ⅱ硬质岩（RC＞30MPa）：受地质构造影响较重，节理较发
育，有少量软弱面（或夹层）和贯通微张节理但其产状及
组合关系不致产生滑动；层状岩层为中厚层或厚层，层间
结合一般，很少有分离现象，或为硬质岩石偶夹软质岩石呈巨块或大块状
结构暴露时间长，可能会
出现局部小坍塌；侧
壁稳定，层间结合差
的平缓岩层，顶板易
塌落4.5～3.5
Ⅲ硬质岩（RC＞30MPa）：受地质构造影响严重，节理发育，
有层状软弱面（或夹层）但其产状及组合关系不致产生滑
动；层状岩层为薄层或中厚层，层间结合差，多有分离现
象，硬质、软质岩石互层呈块（石）碎（石）
状镶嵌结构拱部无支护时可能
产生小坍塌；侧壁基
本稳定，爆破震动过
大易塌2.5～4.0
较软岩（RC=15～30MPa）：受地质构造影响较重，节理较
发育，层状岩层为薄层、中厚层、厚层，层间结合一般呈大块状结构
Ⅳ硬质岩（RC＞30MPa）：受地质构造影响极严重，节理很
发育，层状软弱面（或夹层）已基本破坏呈碎石状压碎结
构
拱部无支护时可能
产生较大坍塌；侧壁
有时失去稳定1.5～3.0软质岩（RC≈5～30MPa）：受地质构造影响严重，节理发
育呈块（石）碎（石）
状镶嵌结构
土体：
1.具压密或成岩作用的黏性土、粉土及砂类土；
2.黄土（Q1、Q2）;
3.一般钙质、铁质胶结的碎石土、卵石土、大块石土1和2呈大块状
压密结构，3呈巨
块状整体结构
Ⅴ岩体：软岩，岩体破碎至极破碎；全部极软岩及全部极破
碎岩（包括受构造影响严重的破碎带）呈角砾碎石状松
散结构围岩易坍塌，处理不
当会出现大坍塌，侧
山岭隧道工程地质勘察重点与分析评价研究
山岭隧道工程地质勘察重点与分析评价研究
【摘要】
山岭隧道工程地质勘察是一个重要的工作环节，对隧道工程的安全和稳定起着至关重要的作用。本文从研究背景和研究意义入手，探讨了山岭隧道工程地质勘察的重点、地质勘察方法与技术、地质灾害风险评价、地质勘察数据分析以及地质勘察成果应用等内容。通过对这些关键问题的深入研究和分析，可以为山岭隧道工程地质勘察提供一定的指导和借鉴。在提出了对山岭隧道工程地质勘察的建议，探讨了未来研究方向，并对全文进行了总结。本文旨在为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴，为山岭隧道工程地质勘察工作的进一步完善和发展提供支持。
【关键词】
山岭隧道工程、地质勘察、地质灾害、风险评价、数据分析、应用、建议、未来研究、总结
1. 引言
1.1 研究背景
山岭隧道工程地质勘察的重点包括研究背景、研究意义等方面。随着交通运输的快速发展，山地隧道工程在交通建设中起着至关重要的作用。山地隧道工程地质勘察工作具有一定的复杂性和难度，需要针对性的研究和分析。对于山岭隧道工程地质勘察的重点，需要深入探讨山地隧道地质特征、构造构造、地质构造等方面的问题，以保障隧道工程的安全和稳定性。
1.2 研究意义
隧道工程是现代交通建设的重要组成部分，隧道建设需面临复杂多变的地质条件。山岭隧道地质条件复杂多样，地质勘察的准确性和全面性对隧道的设计、施工和运营具有重要意义。
研究山岭隧道工程地质勘察的重点与分析评价，可以为工程建设提供准确的地质信息和风险评估，有效降低工程地质灾害风险，保障隧道工程的安全性和持续性运行。
通过对山岭隧道工程地质勘察方法与技术的研究，可以提高勘察工作的效率和准确性，为工程设计和施工提供科学依据和指导。
地质勘察数据分析和成果应用，对于科学评估工程地质条件和风险，为隧道工程的设计和施工提供可靠依据和保障。
地质构造的基本类型
地质构造的基本类型
由于地壳中存在有很大的应力，组成地壳的上部岩层，在地应力的长期作用下就会发生变形，形成构造变动的形迹，我们把构造变动在岩层和岩体中遗留下来的各种构造形迹，称为地质构造。
地质构造的规模，有大有小。大的如构造带，可以纵横数千公里，小的则如前边讲过的岩石的片理等。尽管规模大小不同，但它们都是地壳运动造成的永久变形和岩石发生相对位移的踪迹，因而它们在形成、发展和空间分布上，都存在有密切的内部联系。
本节着重就一些简单的和典型的基本构造形态进行讨论。
一、水平构造和单斜构造
水平构造 未经构造变动的沉积岩层，其形成时的原始产状是水平的，先沉积的老岩层在下，后沉积的新岩层在上，称为水平构造。
分布：只是局限于受地壳运动影响轻微的地区。
单斜构造 原来水平的岩层，在受到地壳运动的影响后，产状发生变动，当岩层向同一个方向倾斜，形成单斜构造（图 1-11）。
分布：单斜构造往往是褶曲的一翼、断层的一盘或者是局部地层不均匀的上升或下降所引起。
（一）岩层产状
产状定义： 岩层在空间的位置，称为岩层产状。
产状三要素：岩层层面的走向、倾向和倾角（图1-12）。
走向： 岩层层面与水平面交线的方位角，称为岩层的走向。岩层的走向表示岩层在空间延伸的方向。
倾向：垂直走向顺倾斜面向下引出一条直线，此直线在水平面的投影的方位角，称为岩层的倾向。岩层的倾向，表示岩层在空间的倾斜方向。
倾角：岩层层面与水平面所夹的锐角，称为岩层的倾角。岩层的倾角表示岩层在空间倾斜角度的大小。 用岩层产状的三个要素，能表达经过构造变动后的构造形态在空间的位置。
（二）岩层产状的测定及表示方法
测定方法：岩层产状测量，是地质调查中的一项重要工作，在野外是用地质罗盘直接在岩层的层面上测量的。
测量走向时，使罗盘的长边紧贴层面，将罗盘放平，水准泡居中，读指北针所示的方位角，就是岩层的走向。
测量倾向时，将罗盘的短边紧贴层面，水准泡居中，读指北针所示的方位角，就是岩层的倾向。
简述重庆梁平至忠县高速公路明月山隧道岩溶发育规律
简述重庆梁平至忠县高速公路明月山隧道岩溶发育规律
【摘 要】通过区域地质调查隧址区地形地貌特征、地层岩性、构造结合钻探施工等分析岩溶发育规律：顺层发育、不均匀性、垂直发育。
【关键词】岩溶；岩溶形态；发育规律；岩溶强度
1.工程概况
K、AK线明月山隧道为单向行驶的双洞公路特长隧道，左右洞轴线间距为18.27～22.0m，为分离式独立双洞，为“人”字坡隧道。
2.工程地质条件
2.1地形地貌
K、AK线明月山隧道隧址区为构造形成的背斜山，地貌具川东较为典型的一山两脊一槽的地貌形态特点，两侧由三叠系上统须家河组的砂岩形成两侧的脊峰，中部为溶蚀形成的槽谷。隧址区属构造剥蚀中山、溶蚀槽谷地貌单元区。隧址区地形地貌特点见卫星影像图2.1。
2.2地质构造
明月山隧道穿越的主要地质构造为明月峡背斜，构造形迹呈北北东～北东向，无大的区域性断裂隙构造分布。隧道穿越的地质构造形迹见构造纲要图2.2。
2.3地质岩性
据工程地质测绘及钻探揭露，隧址区出露地层为三叠系下统嘉陵江组、（T1j）、中统雷口坡组（T2l）、上统须家河组（T3xj）、侏罗系下统珍珠冲组（J1z）、中下统自流井组（J1-1z）、中统新田沟组（J2x ）、第四系（Q）。其中三叠系下统嘉陵江组地层分布于背斜轴部洞身段；侏罗系自流井组～三叠中统雷口坡组地层分布于背斜两翼的洞身及隧道出口段；侏罗系中统新田沟组地层分布于隧道进口段；第四系（Q）分布于背斜两翼斜坡及背斜轴部槽谷地形平缓地段。
3.岩溶
岩溶是可溶岩与具侵蚀性的地下水相互作用的产物，岩溶发育强度及岩溶裂隙管道地下水具典型的不均一性，在近年的工程实践中也遇到很多诸如此类的问题。实践证明，对岩溶及岩溶地下水的研究，不能只针对工程布设段的局部区域，而必须从岩溶发育的区域地质、水文地质条件上着手，方能对岩溶及岩溶地下水作出较为科学的评价。本次勘察对明月山隧道穿越岩溶区的实际条件，从明月峡背斜岩溶发育的宏观整体入手，由远而近、由面到点，逐步深入地分析隧道区岩
(整理)暗挖马蹄形断面隧道结构计算书
精品文档
精品文档 暗挖隧道 断面A结构计算书
一、 工程概况
暗挖隧道断面A适用于里程：右CRK0+385.715～K0+876.000，左CRK0+385.715～K0+906.500。施工采用暗挖台阶法，覆土高度从3.7m到10.8m。选取覆土最深的右线CRK0+488.000处断面进行结构内力计算。
计算程序采用Midas有限元软件(6.1.1版)，荷载组合按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)执行，断面尺寸配筋计算及相关验算按《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）相关规定执行。
二、 工程地质与水文地质情况
结构所处地质属于第四系地质，土层基本上以填土、粉土、粉质粘土、砂土和圆砾卵石为主，含有一定的粘土；结构所处土层为卵石圆砾（5），中粗砂（5--1），粉土（6--2），中粗砂（7--1），结构上主要覆土为填土、粉土、粉质粘土、粉细砂、中粗砂。根据提供的地质资料，计算采用地质资料提供的地层参数，其地质情况及参数选取见表1。计算水位采用地质报告提供的抗浮水位（标高30m）。
表1：土层参数表
编号 土层名称
厚度(m) 容重(kN/m3) C(kPa) φ(°) 静侧压系数
1--1 杂填土 1.8 16.5 － － －
2 粉土 1.1 19.2 29 29 －
2--1 粉质粘土 0.5 19.5 36 19 0.48
2 粉土 1.7 19.2 29 29 －
2--3 粉细砂 1.0 19.5 0 25 0.40
2--4 中粗砂 2.5 19.8 0 32 0.40
5 卵石圆砾 2.7 21.0 0 50 0.25
5--1 中粗砂 1.2 20.5 0 40 0.33
6--2 粉土 3.0 19.1 18 28 0.41
7--1 中粗砂 2.2 20.8 0 32 0.2
覆土加权容重iiihh0=19.4kN/m3；
断面所在土层加权容重iiihh1＝20.3kN/m3，
隧道围岩级别描超详细
Ⅵ级 (物探波速 V<1000m/s)
描述：
软塑状粘性土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等。粘性土呈易蠕动的松软构造，砂性土呈潮湿松散构造。围岩极易坍塌变形，有水时土砂常与水一齐涌出，浅埋时易坍至地表。
Ⅴ级 [BQ]≤250 (物探波速 V=1000~m/s)
描述：隧道进口，天然坡角稳定。围岩为可塑至硬塑状残坡积土、全风化至砂土状强风化凝灰熔岩， 呈松散构造， 易坍塌， 解决不当会出现大坍塌， 侧壁经常小坍塌。浅埋段
ZK37+110~ZK37+135 附近易出现地表下沉（陷）或坍至地表。勘察期间地下水稳定水位高于洞顶，呈淋雨状或涌流状出水，单位出水量＜10L/min•m。
隧道出口，天然坡角稳定。围岩为可塑至硬塑状残坡积土、全风化凝灰熔岩，呈松散构造，易坍塌，解决不当会出现大坍塌，侧壁经常小坍塌。浅埋段 ZK39+280~ZK39+300 附近易出现地表下沉（陷）或坍至地表。勘察期间地下水稳定水位高于洞底，呈淋雨状或涌流状出水，单位出水量＜10L/min•m。
较软岩(Rc=30~15MPa)，岩体破碎(Kv=0.35~0.15)
软岩(Rc=15~5MPa)，岩体较破碎(Kv=0.55~0.35)~破碎(Kv=0.35~0.15)
极破碎(Kv<0.15)各类岩体，碎、裂状松散构造；岩石质量极差（RQD<25%）
普通第四系的半干硬至硬塑的粘性土及稍湿至潮湿的碎石土，卵石土，圆砾，角砾土及黄土
（Q3、Q4）。非粘性土呈松散构造，粘性土及黄土呈松软构造
石质围岩：位于挤压强烈的断裂带内，裂隙杂乱，呈石夹土或土夹石状。呈角（砾）碎（石）状松散构造，围岩易坍塌，解决不当会出现大坍塌，侧壁经常小坍塌，浅埋时易出现地表下沉（陷）或坍至地表。
普通第四系：半干硬至硬塑的粘性土及稍湿至潮湿的碎石土，卵石土，圆砾，角砾土及黄土
（Q3、Q4）。非粘性土呈松散构造，粘性土及黄土呈松软构造。围岩易坍塌，解决不当会出现大坍塌，侧壁经常小坍塌，浅埋时易出现地表下沉（陷）或坍至地表。
隧道工程复习重点
隧道工程复习重点
名词解释
1、隧道：以任何方式修建,最终使用于地表以下的条形建筑物,其内部净空断面在2㎡以上的洞室称为隧道;
2、地质超前预报：在隧道勘察阶段,通过综合勘察手段,可查明重要的地质问题,确定影响较大的地质构造和主要的不良地质,对隧道的施工起宏观指导作用;3、岩体：与工程结构有关的那一部分岩石;
4、初始应力：对于地壳岩体来说,再未被认为扰动的天然状态下,由岩体的自重和地质构造作用和地质地温作用引起的应力称为初始应力;
5、围岩：是指隧道开挖后其周围产生应力重分布范围内的岩体;
6、围岩分级：根据长期的工程实际,工程师们认识到各种围岩的物理性质之间存在着一定的内在联系和规律,依照这些联系和规律,可将围岩分为若干个等级,这既是围岩分级;
7、隧道洞门：是隧道两端的外露部分,也是联系洞内衬砌与洞口外路堑的支护结构;
8、机车车辆限界：是指机车车辆最外轮廓的限界尺寸;要求所有在线路上行驶的机车车辆停在平坡直线上时,沿车体所有部分都必须容纳在此界限范围内;
9、基本建筑限界：指线路上各种建筑物和设备均不可侵入的轮廓线;用途是保证机车车辆的安全运行和建筑物和设备不受损害;
10、隧道建筑限界：是指包围“基本建筑限界”的外部轮廓线,即要比“基本建筑限界”大一些,留出少许空间,用于安装通讯信号、照明、电力设备;
△11、直线隧道净空：要比“隧道建筑限界大一点”,除了满足限界的要求外,考虑避让等安全空间、救援通道及技术作业控件,还考虑了在不同围压下,衬砌的合理受力变形形状以及施工方便等因素
△12、仰拱：是指为改善上部结构受力条件而设置在隧道底部的反向拱形结构;
13、整体式衬砌：采用整体式衬砌设备进行一次全断面衬砌的,以较大厚度和刚度的整体模筑混凝土作为隧道的结构;
14、装配式衬砌：将衬砌分为若干构件,这些构件在现场或工厂预制,然后运到坑道内用机械将它们拼装成一环接着一环的衬砌; 15、锚喷式衬砌：指锚喷结构既作为隧道的临时支护,又作为隧道永久结构的形式;
斜穿过砂卵石层地质构造隧道开挖的三维数值模拟分析
第３４卷 第４期 ２０１３年８月 大连交通大学学报 Ｊ０ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＡＬＩＡＮ ］ＩＡＯＴＯＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．４ Ａｕｇ．２０１３
文章编号：１６７３—９５９０（２０１３）０４—００８１—０５
斜穿过砂卵石层地质构造隧道开挖的
三维数值模拟分析
巨建民，任小惠
（大连交通大学土木与安全工程学院，辽宁大连１１６０２８）｛ｌ｝
摘要：以某地铁隧道浅埋暗挖法为研究对象，建立了斜穿过砂卵石地质构造隧道开挖的三维有限模
型．通过模拟隧道开挖，分析了隧道在不同支护工况下的围岩应力、位移、塑性区．分析结果表明，在第一 步开挖后围岩位移较小，第二步开挖后在砂卵石层最厚处的围岩位移急剧增大并在后续开挖过程中趋
于稳定；开挖过程中砂卵石结构本身的性质使其承载力小，因此在其地质层处出现了塑性区；锚杆的支 护作用提高了围岩的整体性能，减小了拱顶上部围岩的内应力；隧道开挖后的卸载作用使钢拱架承受上 部围岩荷载且主要承受压应力．为防止隧道产生塌方开挖后应及时施做初期支护和二期衬砌． 关键词：数值模拟；位移；应力；衬砌；钢拱架
文献标识码：Ａ
０ 引言 同时考虑隧道实际开挖工序下的支护结构情况
砂卵石地层一般由粘性土或砂卵石、粗砂、卵
石等组成，偶遇巨石块．大多数砂卵石地层结构松
散，分布不匀，具有强烈的离散特性，砂卵石层的这
种特性，在隧道开挖过程中，由于扰动破坏了原有
岩层的平衡状态，洞室附近的应力重新分配，当遇
到砂卵石层地质时，砂卵石的粘聚力比较小，在掌
子面一定高度范围内的砂卵石产生过度的松弛变
形，形成松动区，产生较大的位移，出现隧道塌方现
象．这里针对斜穿过砂卵石层地质构造隧道开挖的
工程实例来分析这种不利情况下的隧道整体性态， １ 工程概况
某地铁隧道设计路线为单线，断面近似椭圆形
隧道，计算选取隧道的埋深为１４．５５ ｍ，设计采用浅
埋暗挖全断面开挖施工方法开挖，跨度１０．９ ｍ，高
贵州仁怀至赤水高速公路洞湾隧道岩溶与地质构造的关系
龙源期刊网
贵州仁怀至赤水高速公路洞湾隧道岩溶与地质构造的关系
作者：齐锋
来源：《地球》2014年第01期
[摘要]岩溶一直是困扰可溶岩地区高速公路工程建设的主要工程地质问题之一。笔者以目前正在施工的贵州仁怀至赤水高速公路洞湾隧道为例，对其岩溶发育特征及其与地质构造的关系进行分析，证实了地质构造（断层F1）是该隧道岩溶发育的控制性因素，为下一步治理工程设计及施工提供了地质依据。
[关键词]高速公路 隧道 岩溶 地质构造
[中图分类号] U459.2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-1-6-1
1项目概况
1.1工程概况
在建的洞湾隧道位于贵州省习水县回龙镇洞湾村境内，隧道呈近东西向“S”形展布。其进口位于梨子坳南西侧400m处封岩沟西坡下部，洞身穿越南北向大营上山脉及深大沟谷发育区，出口位于下院子岩东侧，交通不便。隧道采用分离式，其中：左洞起讫桩号ZK66+164～ZK68+290，总长2126m；右洞起讫桩号YK66+205～YK68+290，总长2085m；隧道净空10.25×5.0m；隧道最大埋深约310m，属特长隧道。
1.2隧道施工现状
目前隧道分别从进、出口双向施工，进口段左线已施工至ZK66+710、右线已施工至YK66+515；出口段左线已施工至ZK67+944、右线已施工至YK67+930。
隧道进口段施工开挖过程中发现了大型溶洞RD1及其溶洞群，位于左线ZK66+460～ZK66+487下方，右线YK66+459～YK66+516段下方及右侧，对隧道的正常施工影响极大。出于安全考虑，右线进口段停工。
2隧道岩溶与地质构造的关系
隧址区地质构造复杂，断裂发育，以F1断层为主。该断层呈NE-SW走向，产状300°∠77°，与隧道左线相交于ZK66+475～ZK66+510段，与隧道右线相交于YK66+480～YK66+520段，宽度约40余米，延伸长度超过1km，地表有明显的构造痕迹，处于负地形低凹部位，可见地表岩层由近水平陡变为近垂直向下延伸，且构造角砾、硅化带清晰。 龙源期刊网
隧道水文地质
1 第一讲 隧道水文地质勘察
一、隧道集中涌水段、点
隧道等地下工程长10m区段内大于20 L/min的涌水称集中涌水。单位长度最大涌水量q。＝2880m3/d·km，富水程度为中等。
长大隧道，特别是反坡施工时若发生集中涌水往往对隧道造成危害，伴随涌水有时还涌砂涌泥，淤塞正洞，有时还造成洞顶塌方，涌水特大时甚至造成机毁人亡等事故。因此，预测或预报隧道施工中集中涌水段、点及其涌水量和对围岩的影响，是极其重要的。
集中涌水段、点的预测方法，目前国内外尚无固定模式，主要根据地质、水文地质条件综合分析确定。
工程实例
1. 成昆线涌水严重的13座隧道总长度为35483m，集中涌水段总长度6733m，涌水段的长度占隧道长度的4.03%～40.90%，平均占18.98%。
成昆铁路涌水严重隧道如下表：
表－1 成昆铁路涌水严重隧道
序
号 隧道名称 隧道长度
(m) 地 形 地 质 概 况 涌水地
段长度
(m) 最大涌水量
(m3/d)
1 塔足古 1788 地表冲沟切割严重，岩层节理发育，地下水丰富 474 4320
2 新基古 2533 洞身穿过当地主要排水渠道，因此地下水丰富 535 24000
3 白果2号 1575 洞身穿过炭质页岩受断层影响，层理错乱，地下水丰富 240 4800
4 白石岩1号 2319 洞身穿过白云质灰岩，岩层错动，节理发育，裂隙水丰富 341 13200
5 白石岩3号 2340 洞顶沟谷发育，洞身断层多，地下水丰富 325 成端 9600
昆端 7200～28800
6 越西1号 1678 洞身穿过砂页岩、白云质灰岩和玄武岩，地下水丰富 215 11880
7 越西2号 1980 洞身穿过炭质页岩、砂页岩、砂岩夹煤层，节理发育，地下水丰富 150 6000