剑门关口隧道工程地质勘探报告

剑门关口隧道工程地质勘探报告

一、序言

（一）工程概况

该隧道从既有公路G108线的K1937+554=GDK0+000处与原路相接，穿越中低山，至剑门关镇中心医院附近改线终点GDK1+350止，线路全长1.350公里，其中剑门关隧道全长1145米。

（二）勘察任务依据及目的

根据剑阁县交通局与铁二院签订的“该勘察阶段为初勘和详细勘察阶段，勘察范围自设计起点GDK0+000，终点至GDK1+350包括隧道和路基工程的可研委托书。

我院于2006年7月～9月，对该隧道区进行工程地质勘察工作，达到以下目的：

1、详细查明了该隧道范围内地形地貌、地层岩性、地质构造及不良地质现象与特殊岩土的分布、工程地质特征、水文地质条件等。

2、详细查明了隧道范围内覆盖层厚度和基岩的风化程度及风化层厚度、软弱夹层、构造破碎带和地下水情况，为隧道设计提供依据。

3、详细查明了隧道进出口围岩分级及洞身围岩分级。

4、测试岩土物理力学指标、岩体强度指标，为隧道围岩分级提供依据。

5、提供编制施工图设计文件所需的地质资料。

（三）本阶段工作的主要内容

1、准备工作

在充分研究初勘资料基础上，确切掌握初步设计审批的有关内容，了解

设计意图，明确勘察要点。查明该隧道与所涉及的工程地质情况。

2、调查与测绘

现场对初勘资料进行核实、补充和修正，进一步查明改线路线段的工程地质和水文地质条件。用多种方法预测隧道涌水量，为隧道防排水提供依据。

3、测试

测试工作，采用野外抽水试验与室内岩土物理力学试验。以满足各类工程构造物设计需要。

（四）本次工程地质勘察采用的主要技术规范、规程为

（1）《公路工程地质勘察规范》（JTJ064—98）；

（2）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024—85）；

（3）《公路土工试验规程》（JTJ051—93）；

（4）《公路工程水质分析操作规程》（JTJ056—84）；

（5）《工程地质手册》（第三版，工程地质手册编写委员会1992）（六）参考地质资料

（1）1/20万区域地质调查报告及图件（广元幅）

（2）1/20万区域水文地质调查报告及图件（广元幅）

二、自然地理概况

本隧道位于广元市剑阁县的剑门关风景区内，属中低山剥蚀地貌，地面高程600～1000m，相对高程100～400m，地形复杂，沟谷深切，呈“V”字型(见图1)。地表出露砾岩，风化微弱，节理裂隙发育，形成悬岩陡壁和危岩落石，构成剑门关陡峭风景区。悬岩陡壁附近多见错落体、落石滚落在河沟两侧斜坡中堆积，形成大面积的岩堆。

该隧道距108国道较近，走向与108国道平行，进出口与108国道相接，

交通方便。

三、地层岩性

路线区出露地层为第四系填土、第四系冲洪积、坡残积、下白垩系剑门关组和上侏罗系莲花口组地层，其岩性由新至老分述如下：

1、人工填筑层（Q4me）:

素填土：暗红色、灰褐色，为亚粘土夹少量碎块石等堆填，分布在公路、便道等处。

2、第四系全新统崩积层（Q4c）

块（碎）石土，稍湿，松散，局部呈架空结构，一般块石含量50～75%，为砂岩、砾岩质，呈棱角状，最大块径可达18余米，一般1～5m，其余为粘性土充填，结构极不均匀。一般厚度3～25m，主要分布于陡崖下部的斜坡和沟谷中（见图2）。

3、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）

亚粘土、亚砂土：黄褐色和杂色、可塑，其中约含10%～30%的角砾和卵石，测区小溪和冲沟中局部夹透镜体的卵石层。

4、第四系全新统坡残积层（Q4dl+el）

黄褐色、紫色或暗黄色亚粘土，局部为亚砂土，以硬塑状为主，含粉砂质，夹块石、碎石、角砾，成分多为砂岩、砾岩质，一般厚度0～2m，广泛分布于斜坡中。

5、下白垩系剑门关组下段（K1j1）

主要为巨厚层状石英质砾岩、含砾砂岩夹中-厚层状中—细粒砂岩、砖红

色泥岩。底部为巨厚层砾岩。砾岩砾石成分主要为石英岩、灰岩、砂岩等，砾径一般3～8cm，最大45cm，分选差，磨圆好，以钙质胶结为主。本组与下伏莲花口组呈假整合接触。

6、上侏罗系莲花口组上段（J3l2）

由巨厚的透镜体砾岩、中-厚层含砾砂岩、砂岩和砖红色泥岩不等厚韵律互层组成，以泥岩为主。

四、地质构造及地震基本烈度

本隧道地处川中坳陷燕山褶皱带的川北边缘，位于摩天岭加里东褶皱带之东南，区域构造轴线以北东向为主。路线通过区为单斜缓倾岩层，岩层产状大致为：N54°～80°E/11°～21°SE。构造节理较发育。经现场调查路线区未发现断裂构造迹象。

据国家质量技术监督局2001年《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本桥址区地震动峰值加速为0.05g（对应的地震基本烈度为Ⅵ度），地震动反应谱特征周期为0.45s。

五、水文地质条件

（一）地表水

地表水主要为与隧道平行的剑门河水，洪水期的流量为250m3/s，流速为3.19m/s，其次是与隧道垂直的金牛峡的季节性的沟内流水，洪水期的流量为31.7 m3/s，流速为2.54m/s，受大气降水补给。

地下水主要为基岩裂隙水，储存于砂、砾岩裂隙中。隧道区北边为陡崖，南有深切冲沟，地势有利于地下水向更低处排泄，地下水一般不发育。主要受大气降水补给。

（二）地下水

根据地层的富水程度及储水介质，本区段地下水有第四系孔隙水及基岩裂隙水两种类型。

1、第四系孔隙水

第四系孔隙水主要埋藏于第四系砂、砾层中，水量较大。

2、基岩裂隙水

基岩裂隙水受含水层岩层、岩石性质、地质构造、地貌条件所影响。段内处于低山中下部，地势较高，地表、地下水排泄条件良好，地下水贫乏。地下水埋藏也较深，水量较小。区内地下水位距地表3～5m。

（三）水力联系

区内地表水、第四系孔隙水、基岩裂隙水相互间的变化关系极为密切，相互补给，它们同时受大气降雨和蒸发的影响。通常降雨丰沛的丰水期，一般是地表水补给地下水，相反在降雨稀少的枯水期则是地下水补给地表水。同时本区地表水高于隧道洞顶标高，地表水是隧道地下主要的补给源。

地下水径流模数为0.2～0.4升/秒·km2。渗透系数K1=0.05m/d，K2=0.099m/d。

（四）水质

本次勘察共取水样二组作水质分析，地下水、地表水对混凝土腐蚀性按《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）评价，对混凝土中的钢筋按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）判定。根据水质分析报告，本段地下水水质类型属C-Ca型，地表水水质类型属S-C-Ca型。均对混凝土无腐蚀，对钢

筋混凝土中的钢筋无腐蚀。

（五）隧道涌水量预测

本区覆盖层中的块石土、亚粘土呈透镜体分布，亚砂土的渗透系数较小，可视为不透水层；测区巨厚层状石英质砾岩，裂隙发育为主要含水层。隧道洞身所穿越地层中，透水含水的砾岩与相对不透水的泥岩夹砂岩各占一半，分别按降水入渗法和径流模数法估算，该隧道预测涌水量为600m3/昼夜；根据水文钻孔抽水试验计算的渗透系数K，计算隧道涌水量为668m3/d，隧道进口至金牛峡段的渗透系数采用K=0.05m/d，金牛峡至隧道出口段的透系数采用K=0.099m/d。

六、不良地质与特殊地质

1、危岩落石

隧道区不良地质主要为危岩落石和岩堆分布。在隧道进出口斜坡为巨厚层砂砾岩形成的陡崖，在靠近其边缘部位，岩体卸荷裂隙发育，延伸较远，在风化作用下，岩体易形成危岩落石，对隧道洞口稳定和行车安全影响较大。

2、岩堆

隧道进口端为一范围较大的古岩堆，沿白垩系下统剑门关组下段巨厚层砾岩所形成的陡崖下呈带状分布，厚约3～30m。为块（碎）石土夹亚粘土，呈中密状，局部呈架空结构，一般块石含量50～75%，为砂岩、砾岩质，最大块径可达18余米。下伏基岩为侏罗系上统莲花口组上段泥岩夹砂岩。

该岩堆地表植被较发育，大部为灌木树林，局部被辟为旱地。地表可见巨大砾岩质块石散布，目前均处于稳定状态。

据本次钻探揭示，该岩堆组成成分主要为崩积的砾岩块石堆积。ZJG-01