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南充～大竹～梁平（川渝界）高速公路南充～大竹～梁平（川渝界）高速公路南充～大竹～梁平（川渝界）高速公路南充～大竹～梁平（川渝界）高速公路 铜锣山隧道进口（E17）涌水预报 工作汇报 中铁西南科学研究院有限公司 二〇一二年五月二十日 目目录录 1 1工程及水文地质概况工程及水文地质概况........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................1 1 2 2超前地质预报成果汇总超前地质预报成果汇总........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................1 1 2.1TRT 长预报成果.......................................................................................................................1 2.2瞬变电磁仪预报成果...............................................................................................................3 2.3地质雷达探测成果...................................................................................................................4 2.4超前水平钻探测成果...............................................................................................................6 4 4监控量测报告监控量测报告........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................8 8 5 5掌子面前方涌水综合分析掌子面前方涌水综合分析........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................9 9 5.1物探及钻探分析.......................................................................................................................9 5.2工程地质成因分析.................................................................................................................10 6 6结论及建议结论及建议........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................1313 南大梁高速公路铜锣山隧道进口（E17 标）涌水预报工作汇报 第 1 页共 13 页 四川省南大梁高速公路铜锣山隧道进口 涌水预报工作汇报涌水预报工作汇报 1工程及水文地质概况 该段范围内隧道穿越背斜西翼雷口坡组 T2l 地层，岩性主要为薄～中厚层状 的泥质灰岩、泥灰岩、灰岩和钙质泥岩等，局部夹杂岩溶角砾岩。地表发育岩溶 蚀槽谷、洼地、落水洞、溶洞等，隧道内可能出现大小不一的溶洞、溶缝。受 F2 断层影响层间挤压较严重，岩层褶曲发育，岩体较破碎～破碎拱部围岩稳定 性较差。地层中可能存在天然气。 目前隧道穿越老龙洞沟水文地质单元， 地下水为碳酸盐岩碎屑岩互层裂隙岩 溶水，水量中等，大泉暗河流量为 10～100L/S，岩溶水埋藏深度小于 50m, 地下 水发育，隧道内多出现股状涌水，在岩溶与非岩溶接触部位有突水可能。最大涌 水量 12000～17000m 3/d。 2超前地质预报成果汇总 2.12.12.12.1TRTTRTTRTTRT 长预报成果长预报成果 2.1.12.1.12.1.12.1.1左洞（铜锣山隧道进口左线长距离预报第左洞（铜锣山隧道进口左线长距离预报第 008008008008、、009009009009 期）期） （长距离报告第 008 期）考虑隧道施工接近 F2 断层，本次测试进行了加长 距离分析。由超前地质预报结合地质剖面图综合分析，ZK132899～ZK133085 段围岩岩性主要为砂岩、 薄～中厚层状的泥质灰岩、 泥灰岩、 灰岩和钙质泥岩等， 局部夹盐溶角砾岩。层间挤压较严重，岩层褶曲发育，岩体较破碎～破碎。地下 水发育， 隧道内多出现股状涌水， 拱部围岩稳定性较差。 此次测试 ZK133035～ 南大梁高速公路铜锣山隧道进口（E17 标）涌水预报工作汇报 第 2 页共 13 页 ZK133085 出现明显低阻异常，疑似该段围岩受 F2 断层影响，围岩破碎，地下 水发育。 ZK132996～07074 本次测试时掌子面已发生坍塌。该段岩性主要为泥灰岩、灰 岩，岩体破碎至较破碎，以层状结构为主，钙质胶结，力学强度 较低，属于较软岩，岩体节理裂隙发育，夹岩石碎屑。从掌子面 观察岩体倾角由上一循环开挖时的陡倾状转变为较为平缓（接近 水平状）的状态，岩层产状的剧烈变化说明岩体受到前方 F2 断 层的牵引构造作用明显，或者掌子面附近可能存在断层构造带。 该段地下水发育，有线状、小股状涌水。 ZK133070～13060 由超前地质预报结合地质剖面图综合分析，该段围岩主要为 薄～中厚层状的灰岩、局部发育软弱夹层，局部夹盐溶角砾岩。 该段岩体破碎，层间结合差至较差，稳定性差。地下水发育，有 股状涌水。结合地形地貌图分析，本段为沟谷地段、根据地质沟 谷岩体破碎、节理裂隙发育、地表水下渗容易。本次测试该段 出现明显低阻异常,说明该段围岩状态差于 ZK132996～070 段，推测此段受断层构造影响、岩体破碎、地下水富集，可能发 育不同规模的溶腔、溶洞。建议围岩级别为Ⅴ级偏弱。 2.1.22.1.22.1.22.1.2 右洞（铜锣山隧道进口右线长距离预报第右洞（铜锣山隧道进口右线长距离预报第 008008008008、、009009009009 期）期） （长距离报告第 008 期）考虑隧道施工接近 F2 断层，本次测试进行了加长 距离分析。由超前地质预报结合地质剖面图综合分析，K132991～K133080 段 围岩岩性主要为薄～中厚层状的泥质灰岩、泥灰岩、灰岩和钙质泥岩等，局部夹 盐溶角砾岩。 层间挤压较严重， 岩层褶曲发育， 岩体较破碎～破碎。 地下水发育， 隧道内多出现股状涌水，拱部围岩稳定性较差。此次测试K132991～K133080 出现明显低阻异常，疑似该段围岩受 F2 断层影响，围岩破碎，地下水发育。 南大梁高速公路铜锣山隧道进口（E17 标）涌水预报工作汇报 第 3 页共 13 页 K132980～05575 掌子面岩性主要为泥灰岩，岩体破碎至较破碎，以层状 结构为主，钙质胶结，力学强度较低，属于较软岩，岩体节 理裂隙发育，夹岩石碎屑。掌子面岩体层间结合较差，稳定 性较差，受断层影响，岩层产状变化较大，水平产状岩层极 易在拱部形成掉块或坍塌。地下水不发育，有线状、小股状 涌水。本次测试该段未出现明显低阻异常。建议围岩级别 为Ⅴ级。 K133055～10348 由超前地质预报结合地质剖面图综合分析，该段围岩主 要为薄～中厚层状的灰岩、局部发育软弱夹层，局部夹盐溶 角砾岩。该段岩体破碎，层间结合差至较差，稳定性差。地 下水发育，有股状涌水。本次测试该段出现明显低阻异常, 推测此段围岩为破碎、为地下水富集带。建议围岩级别为Ⅴ 级偏弱。 2.22.22.22.2瞬变电磁仪预报成果瞬变电磁仪预报成果 2.2.12.2.12.2.12.2.1左洞（铜锣山隧道进口左线瞬变电磁仪法第左洞（铜锣山隧道进口左线瞬变电磁仪法第 001001001001 期）期） ZK133015～065（50 m）岩 体电阻率1，该段围岩主要为薄～ 厚层状泥灰岩， 属较软岩， 弱风化。 该段岩体较完整～较破碎，呈裂隙 块状或镶嵌结构，层间结合一般， 局部发育软弱夹层，地下水发育。 南大梁高速公路铜锣山隧道进口（E17 标）涌水预报工作汇报 第 4 页共 13 页 2.2.22.2.22.2.22.2.2右洞（铜锣山隧道进口右线瞬变电磁仪法第右洞（铜锣山隧道进口右线瞬变电磁仪法第 001001001001 期）期） K133015～050（35m）岩体 电阻率1，其中 K133020030 附 近存在电阻率0.4 的区域， 该段围 岩主要为薄～厚层状泥灰岩， 岩体 节理裂隙发育， 可能存在较大规模 的破碎含水带， 该段区域地下水富 集。 2.32.32.32.3地质雷达探测成果地质雷达探测成果 2.3.12.3.12.3.12.3.1左洞（铜锣山隧道进口左线地质雷达第左洞（铜锣山隧道进口左线地质雷达第 005005005005 期）期） 测线布设图和现场测试图 根据掌子面围岩特征及本次测试结果，分析得出如下结论在 ZK133037～ 南大梁高速公路铜锣山隧道进口（E17 标）涌水预报工作汇报 第 5 页共 13 页 062 范围内，测试掌子面前方主要为灰岩及泥灰岩，岩体较破碎，地下水富集， 其中在 ZK133042～052 段围岩岩体破碎，节理裂隙发育，存在较大含水构造。 拱顶右侧推测有构造断裂发育，或为地下水运移通道。 2.3.22.3.22.3.22.3.2 右洞（铜锣山隧道进口左线地质雷达第右洞（铜锣山隧道进口左线地质雷达第 004004004004 期）期） 测线布设图和现场测试图 根据掌子面围岩特征及本次测试结果，分析得出如下结论在 K133025～ K133050 范围内，测试掌子面前方主要为灰岩及泥灰岩，岩体较破碎，地下水 富集，其中在 K133032～K133050 段围岩岩体破碎，节理裂隙发育，存在较大 含水构造。 南大梁高速公路铜锣山隧道进口（E17 标）涌水预报工作汇报 第 6 页共 13 页 2.42.42.42.4超前水平钻探测成果超前水平钻探测成果 2.4.12.4.12.4.12.4.1左洞（铜锣山隧道进口左线超前地质钻探第左洞（铜锣山隧道进口左线超前地质钻探第 018018018018 期）期） 铜锣山隧道进口左线掌子面钻孔铜锣山隧道进口左线掌子面钻孔 ZK133046ZK133046 处处 11孔地质钻编录表孔地质钻编录表 结论通过本次钻探证实了掌子面（ZK133046）前方 10m 存在高压水体。 结合 TRT 长预报、 瞬变电磁、地质雷达和不取芯钻探结果表明掌子面前方围岩岩 体破碎，地下水发育且地下水位较高，存在高压涌突水风险；由于该段岩体为灰 岩、泥灰岩，受断层构造影响，岩体破碎，节理裂隙发育，且地表岩溶槽谷发育 明显，地表水下渗较易，具有较好的岩溶发育条件，存在有小规模溶隙、溶腔。 2.4.22.4.22.4.22.4.2 右洞（铜锣山隧道进口右线超前地质钻探第右洞（铜锣山隧道进口右线超前地质钻探第 015015015015 期）期） 铜锣山隧道进口右线掌子面钻孔铜锣山隧道进口右线掌子面钻孔 K133038K133038 处处 11孔地质钻编录表孔地质钻编录表 南大梁高速公路铜锣山隧道进口（E17 标）涌水预报工作汇报 第 7 页共 13 页 铜锣山隧道进口右线掌子面钻孔铜锣山隧道进口右线掌子面钻孔 K133038K133038 处处 22孔地质钻编录表孔地质钻编录表 铜锣山隧道进口右线掌子面钻孔铜锣山隧道进口右线掌子面钻孔 K133038K133038 处处 33孔地质钻编录表孔地质钻编录表 钻孔出水照片 通过本次钻探证实掌子面左侧前方 14m 位置处有一个约 0.3m 的溶腔，总体 上掌子面前方 8m 以后岩体破碎，地下水富集。结合 TRT 长预报、瞬变电磁、地 质雷达和不取芯钻探结果表明掌子面前方 40m 围岩岩体破碎， 地下水发育且地下 水位较高，存在高压涌突水风险；由于该段岩体为灰岩、泥灰岩，受断层构造影 南大梁高速公路铜锣山隧道进口（E17 标）涌水预报工作汇报 第 8 页共 13 页 响，岩体破碎，节理裂隙发育，且地表岩溶槽谷发育明显，地表水下渗较易， 具 有较好的岩溶发育条件，存在有小规模溶隙、溶腔。 4监控量测报告 4.14.14.14.1 左洞左洞 ZK133030ZK133030ZK133030ZK133030 断面（铜锣山隧道监控量测周报第断面（铜锣山隧道监控量测周报第 48484848 期）期） 钢尺读数 mm 表读数 mm收敛mm 速率 mm/d 累积 mm 12012/5/181113491132524.000.000.000.00 22012/5/1921132523.001.001.001.00 32012/5/2031132522.050.950.951.95 说 明 净空收敛数据汇总表 测点位置南大梁高速公路铜锣山隧道进口左线 里程ZK133030 埋设日期2012年5月17日 序号量测日期 累积时间 天 初始值 mm 本次量测值温度修正后 0 1 2 3 4 5 6 5/185/195/20 累积收敛变形量（ mm ） 观测日期（年-月-日） ZK133030断面测线净空收敛累积变化曲线图 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 5/185/195/20 收敛速率（ mm/d ） 观测日期（年-月-日） ZK133030断面测线净空收敛速率变化曲线图 初始值 （mm）高程下沉量速率累积 （mm）（mm）（mm/d）（mm） 12012/5/1815041.14 5041.140.000.000.00 22012/5/1925038.162.982.982.98 32012/5/2035036.831.331.334.31 拱顶下沉数据汇总表 测点位置南大梁高速公路铜锣山隧道进口左线拱顶里程ZK133030 埋设日期2012年5月17日 序号量测日期 累积时间 天 本次量测值 说 明 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 5/185/195/20 累积沉降量（ mm ） 观测日期（年-月-日） ZK133030断面拱顶下沉累积变化曲线图 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5/185/195/20 沉降速率（ mm/d ） 观测日期（年-月-日） ZK133030断面测点拱顶下沉速率变化曲线图 南大梁高速公路铜锣山隧道进口（E17 标）涌水预报工作汇报 第 9 页共 13 页 4.14.14.14.1 右洞右洞 K133020K133020K133020K133020 断面（铜锣山隧道监控量测周报第断面（铜锣山隧道监控量测周报第 48484848 期）期） 钢尺读数 mm 表读数 mm 收敛 mm 速率 mm/d 累积 mm 12012/5/18111387.501137512.500.000.000.00 22012/5/1921137511.501.001.001.00 32012/5/2031137510.830.670.671.67 说 明 净空收敛数据汇总表 测点位置南大梁高速公路铜锣山隧道进口右线 里程K133020 埋设日期2012年5 月17日 序号量测日期 累积时间 天 初始值 mm 本次量测值温度修正后 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 5/18 累积收敛变形量（ mm ） 观测日期（年-月-日） K133020断面测线净空收敛累积变化曲线图 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 5/18 收敛速率（ mm/d ） 观测日期（年-月-日） K133020断面测线净空收敛速率变化曲线图 初始值 （mm）高程下沉量速率累积 （mm）（mm）（mm/d）（mm） 12012/5/1815043.005043.000.000.000.00 22012/5/1925039.004.004.004.00 32012/5/2035037.841.161.165.16 拱顶下沉数据汇总表 测点位置南大梁高速公路铜锣山隧道进口右线拱顶 里程K133020 埋设日期2012年5月17日 序号量测日期 累积时间 天 本次量测值 说 明 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5/185/195/20 累积沉降量（ mm ） 观测日期（年-月-日） K133020断面拱顶下沉累积变化曲线图 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 5/185/195/20 沉降速率（ mm/d ） 观测日期（年-月-日） K133020断面测点拱顶下沉速率变化曲线图 5 5 5 5掌子面前方涌水综合分析掌子面前方涌水综合分析 5.15.15.15.1物探及钻探分析物探及钻探分析 根据超前地质预报物探长中短结合、 先物探后钻探的总体原则指导下， 探测结果 （1）TRT 长预报探测目前掌子面前方 60m 为明显低阻异常区，岩体结构面结 合较差，稳定性较差，特别是拱部部位，围岩稳定性差，易掉块、坍塌。地下水 发育，隧道内多出现股状涌水； （2）瞬变电磁仪探测左洞、右洞前方 20 m 为地下水富集区； （3）地质雷达探测目前掌子面前方为 15m 范围内，电磁波反射强烈，地下水 发育；特别左洞拱顶右侧部位存在较大含水构造； （4）超前水平钻探验证左洞钻探至掌子面前方 9m（ZK133055）左右处发生 严重顶钻现象，钻探无法继续；右洞钻探过程中左腰部位 14m（K133052）左右 发现有 0.3m 的溶腔，钻探过程中卡钻现象明显，掌子面前方岩体破碎，地下水 富集。 南大梁高速公路铜锣山隧道进口（E17 标）涌水预报工作汇报 第 10 页共 13 页 左洞钻孔孔高 2.2m，水流喷射距离 6m 根据左、 右洞 TRT 长距离预报隧道开挖进入地下水富集区， 低阻异常区表现 为层状结构和目前掌子面岩层产状相符。 瞬变电磁和地质雷达探明掌子面前方为 地下水富集；左、右洞钻探结果验证了掌子面前方岩体破碎，水压较大，局部地 方发育有小规模溶腔。 5.25.25.25.2工程地质成因分析工程地质成因分析 5.2.15.2.15.2.15.2.1、背斜、背斜- - - -纯碳酸盐岩型含水构造纯碳酸盐岩型含水构造 背斜构造多由圈闭的非可溶岩层及地下分水岭组成岩溶水系统边界。 若背斜 轴部为可溶性岩层组成，翼部为非可溶性岩层组成，两侧非可溶岩高耸成脊， 如 南大梁高速公路铜锣山隧道进口（E17 标）涌水预报工作汇报 第 11 页共 13 页 图 1，通常被称为聚聚梳梳状紧密背斜褶皱状紧密背斜褶皱。背斜轴部轴部区因张应力造成节理裂隙集中 发育，可溶岩破碎而易于遭受风化剥蚀、溶蚀作用，在地表发育串珠状洼地和落 水洞，形成岩溶槽谷地貌，地下地下岩溶岩溶管道平行于轴向发育管道平行于轴向发育。地下水在地表可溶岩 出露区接受补给， 主要沿背斜层间结构面和褶曲核部构造结构面运移，循环深度 较大， 排泄过程中一方面受地下分水岭和两侧隔水层边界控制，顺轴向在褶曲倾 覆端低洼处排泄，另一方面受褶曲核部的断裂构造控制，在地表以上升泉（常为 热水）的形式排泄；核部区一般发育有纵向大型地下管道或暗河。 图 1 背斜-纯碳酸盐岩型含水构造 邻垫公路明月山隧道明月山隧道穿越重庆明月峡隔档式（梳状褶皱）背斜，隧址区出露 的岩层依次为三叠系嘉陵江组T 1j 地表未出露、 雷口坡组T2l、 须家河组T3xj 和侏罗系上统珍珠冲组J 1z图 2。 背斜核部的雷口坡组的碳酸盐岩和翼部须家 河组和侏罗系的非碳酸盐岩组合形成核部高位隆脊槽谷，翼部高耸成脊的“一山 三岭两槽”地形地貌。属于背斜背斜- -纯碳酸盐岩型含水构造纯碳酸盐岩型含水构造。明月山隧道实际开挖 产生过重特大涌水。 图 2 邻垫公路明月山隧道地质剖面 5.2.25.2.25.2.25.2.2、铜锣山工程及水文地质、铜锣山工程及水文地质 南大梁高速公路铜锣山隧道进口（E17 标）涌水预报工作汇报 第 12 页共 13 页 图 3 铜锣山隧道地质剖面图、所在区域地形图 铜锣山隧道为典型的梳状褶皱山地形。背斜成山、紧密狭窄；向斜成谷， 宽 广平缓，构造地貌明显，山岭陡峭，顶部为三叠系嘉陵江组（T1j）和雷口坡组 （T2l）灰岩经溶蚀成为槽谷，两翼为须家河砂岩为脊，两者常组合成“一山两 岭”或“一山三岭”形态（一山三岭两槽” ） ，属于背斜背斜- -纯碳酸盐岩型含水构造纯碳酸盐岩型含水构造。 沿断层走向方向发育古今沟等溶蚀沟谷， 而断裂带上发育有长条状的洼地和 溶蚀谷地，许多岩溶泉均顺断层走向出露地表。 铜锣山隧道距供核心区生活用水的青眼洞岩溶泉和五峰山水库 （大气降雨入 渗补给）水平最短距离 1.7km，二者高差 167m，水力坡降 9.82％。隧道开挖后， 青眼洞岩溶泉及五峰山水库水可能通过 F2断裂带进入隧道，甚至被疏干。 南大梁高速公路铜锣山隧道进口（E17 标）涌水预报工作汇报 第 13 页共 13 页 图四 铜锣山隧道所在区域卫星图 6 6 6 6结论及建议结论及建议 （1）结合 TRT 长预报、瞬变电磁法、地质雷达和不取芯钻探结果及勘察设 计资料表明掌子面前方围岩破碎，地下水发育且地下水位较高，存在高压涌突水 风险；由于该段岩体为灰岩、泥灰岩，受断层、褶皱构造影响，岩体破碎，节理 裂隙发育，且地表岩溶槽谷发育明显，地表水下渗较易；目前隧道掌子面位于背 斜轴部，具有较好的岩溶发育条件，存在有存在有平行于轴向发育平行于轴向发育的溶隙的溶隙、、溶腔溶腔，并且 有溶洞、地下岩溶管道发育的可能。 （2）加强对邱家坝-五峰山水库一带岩溶槽谷的地面塌陷、水文观测。建议 及时对该段围岩采取防堵水措施，防止由于隧道的开挖引起地下水的大量排泄， 引起地表塌陷及周边生态的破坏。 （3）必须要遵循“先探后掘”的设计要求，首先进行超前地质预报工作， 没有相关资料请勿施工。
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