1、新 建 铁 路郑州至西安客运专线省界至咸阳西段初步设计潼洛川隧道工程地质勘察报告（DK341+304DK345+120）铁 道 第 一 勘 察 设 计 院2005 年 1 月 西安新 建 铁 路郑州至西安客运专线省界至咸阳西段初步设计潼洛川隧道路基工程地质勘察报告（DK341+304.00DK345+120.00 ）文 件 编 制：文 件 复 核：室 主 管 或 专 册 ：铁道第一勘察设计院西安分院2005 年 1 月 西安目 录一、工程概况二、勘察概况及工作方法三、完成的勘察工作量四、自然地理概况（一）地理位置及交通概况（二）地形地貌（三）气象特征（四）地震动参数五、工程地质特征（一）地层岩
2、性（二）地质构造（三）水文地质特征六、不良地质及特殊岩土（一）不良地质（二）特殊岩土七、隧道水文地质特征及评价（一）水文地质特征（二）隧道区水文地质条件评价八、隧道工程地质条件及建议工程措施（一）岩土施工工程分级及力学参数建议值（二）隧道围岩分级及主要工程地质问题分析（三）隧道进出口工程地质条件（四）隧道施工预测预报内容及范围九、隧道辅助工程工程地质条件及建议工程措施十、设计及施工中注意事项潼洛川隧道工程地质勘察报告（DK341+304.00 DK345+120.00 ）一、工程概况潼洛川隧道位于潼关黄土台塬区前缘，隧道进口（DK341+304.0m）位于潼沟河左岸，岸坡地形较陡，出口端（DK
3、345+120.0m）位于黄土塬边，全长 3816m，最大埋深 120m，相对高差 90130m。该隧道设有斜井，斜井位于港口镇，和线路交于 DK343+100m 处，斜井长 294m。工点北临西潼高速，并有便道相连，交通较为便利。二、勘察概况及工作方法勘察工作主要分为初测（2003 年 11 月2004 年 2 月） 、定测（2004 年 5 月9 月） 、补充定测（2004 年 12 月2005 年 1 月）三大阶段进行。初测阶段线路方案走行于潼沟河下游苏家村附近，以隧道形式通过，主要以收集区域资料和地面调查为主；定测阶段线路方案与初测阶段方案相同，收集了区域地质资料，并在此基础上作了详细
4、的沿线地质调查，随后，根据工程设置及定测阶段技术要求，布置了深孔 1 孔，计 145.0m ，一般工程孔钻探 241.70m/4 孔，试坑 30m/2 坑，并取样化验，完成了本阶段工作；补充定测阶段线路方案没有调整，在充分利用定测阶段资料的基础上，沿线作了补充地质调查，完成本阶段任务。三、完成的勘察工作量主要勘察工作量一览表 物 探 工 作 钻 探卫星影像及航片解译1：1 万图幅地质测绘1：2000图幅地质测绘震法 电法大地音频电磁法浅孔钻探深孔钻探综合测井长期水文地质观测点工作阶段 工作日期km2 km2 km 处 -km 处-km km 孔-m 孔-m 孔-m 处备 注初测定测遥感卫星图像
5、解释80km2；航空像片判释 18 像对15 5-386.7 1-145.0 试坑30.0m/2 坑补充定测四、自然地理概况（一）地理位置及交通概况工点位于潼关县潼沟河下游苏家村附近。工点北临西潼高速，并有便道相连，交通较为便利。（二）地形地貌潼洛川隧道位于潼关 I 级黄土台塬区，塬面地形平坦，高程 545555m；进口位于潼沟河左岸，岸坡地形较陡，相对高差 2070m，冲沟发育；出口端位于黄土塬边，地形起伏，冲沟发育，相对高差 1550m；斜井洞口位于一黄土冲沟，地形起伏，地面高程420m。塬顶为农田，多有村庄、道路分布。（三）气象特征据潼关县气象站气象资料显示：该工点区属亚热带半干旱气候区
6、，年平均气压952.0hpa；年平均气温 13.2，极端最高气温 42.7，极端最低气温-18.2；年平均绝对湿度 11.4 hpa，日最大绝对湿度 37.3 hpa，日最小绝对湿度 0.2 hpa；年平均降水量 608.9mm，年最大降水量 1000.4mm，年最小降水量 319.7mm；年平均蒸发量1872.6mm，年最大蒸发量 2264.2mm；平均风速 3.0m/s（主导风向 ESE） ，最大定时风速22.0m/s（主导风向 ENE） ；年最大积雪深度 18cm；最大冻结深度 44cm。（四）地震动参数根据国家质量技术监督局颁布的中国地震动参数区划图 （GB18306-2001）的划分
7、、建筑抗震设计规范 （GB50011-2001）及铁路工程抗震设计规范 （GBJ111-87）的有关规定，结合陕西大地地震工程勘察中心完成的郑西客运专线陕西段地震安全性评价工作报告和本段工程地质与水文地质条件及工程设置的实际情况，本工点地震动峰值加速度值采用 0.23g，相当于地震基本烈度八度。地震动反应谱特征周期采用 0.40s。五、工程地质特征（一）地层岩性隧道、斜井区范围内地层岩性相对简单，黄土台塬区表层为第四系上更新统风积砂质黄土，中部为第四系中更新统风积砂质黄土、下部为第四系下更新统风积砂质黄土、黏质黄土，底部为第四系下更新统冰湖积粉土、卵石土和砾砂等。潼沟河一级阶地主要为冲积砂质黄
8、土。1-1、砂质黄土(Q 4al3)：分布于潼沟河一级阶地，厚 35m，含大量的蜗牛壳，浅黄色、淡黄色，土质较均匀，结构疏松，具孔隙，坚硬， 级普通土， 0=140kPa。具 I级非自重湿陷性，湿陷土层厚度 5m。1-1-1、细砂(Q 4al4)：黄褐色，主要分布于潼沟河一级阶地下部，厚约 12m。成分以石英、长石等为主，砂质较纯净，偶夹砾石，稍密，饱和， 级松土， 0=190kPa。经 I地震液化判定为不液化砂层。1-2、卵石土 (Q4al7)：呈层状分布于一级阶地底部及潼沟河河床。浅灰色等杂色，厚1.02.0m，成分以花岗岩等为主，浑圆状，分选性较差， 粒径组成：直径 100mm的约占 2
9、0%， 10040mm 的约占 40%，4020mm 的约占 15%，余为砂土质充填，稍密，潮湿- 饱和， 级硬土， 0= 600kPa。2-1、砂质黄土(Q 3eol3)：广泛分布于黄土台塬上部，厚 1033m，含大量的蜗牛壳，具虫孔。浅黄色、淡黄色，土质较均匀，结构疏松，具孔隙，垂直节理发育，坚硬，级普通土， 0=150kPa。具级自重湿陷性，湿陷土层厚度 29.0m。为（9.49）级围岩。3-1、砂质黄土(Q 2eol3)：主要分布于黄土塬中部，沿线未见出露。厚度 50100m ，浅棕黄色，坚硬， 级硬土， 0=220kPa。古土壤 (Q2el1)：厚 0.56.5m，棕红色古土壤，厚薄
10、不一，呈层状或透镜状分布于砂质黄土中，硬塑， 级硬土， 0=220kPa。为（11.384）级围岩。4-1、砂质黄土(Q 1eol3)：浅黄色，坚硬，厚度 1015m ， 级硬土， 0=280kPa。4-2、黏质黄土(Q 1eol3)：浅黄色，厚度 2035m，坚硬， 级硬土， 0=280kPa。古土壤(Q 1el1)：厚 0.56.0m 不等，棕红色，厚薄不一，呈层状分布于黏质黄土中，硬塑， 级硬土， 0=280kPa。为（15.854）级围岩。该层土具弱膨胀性。4-8、粉质黏土 (Q1lgl1)：分布于潼沟河底部，厚 03m，厚薄不一，呈透镜状、层状分布，硬塑， 级硬土， 0=300kPa
11、。4-3、粉土 (Q1lgl2)：分布于隧道进口端和隧道基底以下，厚度大于 10m，浅黄色，土质均一，密实，潮湿， 级硬土， 0=300kPa。4-6、砾砂(Q 1lgl5)：成层分布于隧道洞身底部，厚度大于 5m，灰黄色，夹有卵石和圆砾，潮湿，密实， 级松土， 0=400kPa。4-4、卵石土 (Q1lgl7)：成层分布于隧道洞身附近，厚度 26m，潮湿，密实， 级硬土， 0=700kPa。岩土物理力学特征2-1）第四系上更新统风积砂质黄土（Q 3eol3）地层的物理力学特征参数，依据规范进行统计分析，列表如下：统计项目试验项目 单位最大值max最小值min平均值fm标准差f变异系数(%)样
12、本个数 备注含水量 (w) (%) 21.6 3.6 9.49 4.277 45.067 33密度 () (g/cm3) 2.01 1.31 1.550 0.154 9.961 32干密度 (d) (g/cm3) 1.746 1.205 1.364 0.107 7.888 21颗粒密度( s) (g/cm3)孔隙比 (e) 1.239 0.546 0.924 0.168 18.205 32饱和度 (Sr) (%) 74.7 9.4 28.24 14.66 50.14 32孔隙度 ( n) (%) 55.3 35.3 47.625 4.833 10.149 32比重 (Gs) (g/cm3) 2
13、.71 2.7 2.70 0.0017 0.0644 33液限 (w L) (%) 27.4 25.3 26.545 0.563 2.120 33塑限 (w P) (%) 18.8 15.7 17.530 0.727 4.149 33塑性指数 (Ip) 10.5 8.2 9.015 0.514 0.711 33液性指数 (I L) 0.5 -1.6 -0.88 0.500 -56.515 33压缩系数 (a 0.10.2 ) (MPa-1) 1.19 0.1 0.461 0.324 70.313 31压缩系数 (a 0.20.4 ) (MPa-1) 0.66 0.28 0.47 0.269 5
14、7.17 2压缩系数 (a 0.40.6 ) (MPa-1) 0.34 0.2 0.27 0.099 36.664 2压缩模量 (Es 0.10.2 ) (MPa) 16.05 1.64 6.365 4.224 66.364 31压缩模量 (Es 0.20.4 ) (MPa) 6.41 2.88 4.645 2.496 53.737 2压缩模量 (Es 0.40.6 ) (MPa) 8.71 5.2 6.955 2.482 35.686 2湿陷系数 (s) 0.065 0.001 0.237 0.016 68.928 31自重湿陷系数 (zs) 0.058 0.001 0.021 0.0175
15、 84.759 31内摩擦角() () 17.60 14.8 16.2 1.979 12.221 2直剪试验 凝聚力(C) (kPa) 16.4 12.9 14.65 2.475 16.893 23-1）第四系中更新统风积加残积砂质黄土（Q 2eol3+el3）地层的物理力学特征参数，依据规范进行统计分析，列表如下：统计项目试验项目 单位最大值max最小值min平均值fm标准差f变异系数(%)样本个数 备注含水量 (w) (%) 15.8 5.6 11.384 2.919 25.639 19密度 () (g/cm3) 1.98 1.43 1.701 0.179 10.502 16干密度 (d)
16、 (g/cm3)颗粒密度( s) (g/cm3)孔隙比 (e) 1.007 0.565 0.786 0.151 19.224 16饱和度 (Sr) (%) 71.7 16.9 42.681 17.137 40.151 16孔隙度 ( n) (%) 50.2 36.1 43.637 4.856 11.126 16比重 (Gs) (g/cm3) 2.7 2.7 2.7 0 0 19液限 (w L) (%) 27.8 26 26.9 0.548 2.036 19塑限 (w P) (%) 18.9 17.7 18.242 0.344 1.884 19塑性指数 (Ip) 9.8 8.1 8.678 0.
17、459 5.297 19液性指数 (I L) -0.3 -1.5 -0.816 0.370 -45.36 19压缩系数 (a0.10.2 ) (MPa-1) 0.66 0.1 0.267 0.173 60.883 16压缩系数 (a0.20.3 ) (MPa-1) 0.51 0.09 0.248 0.185 74.575 6压缩模量 (Es0.10.2 ) (MPa) 15.73 2.86 8.661 3.934 45.431 16压缩模量 (Es0.20.3 ) (MPa) 17.37 3.54 10.432 6.035 57.857 6湿陷系数 (s) 0.84 0 0.021 0.020
18、 96.57 16自重湿陷系数 (zs) 0.84 0 1.195 0.020 102.491 16内摩擦角() () 19.8 19.4 18.1 2.404 13.282 2直剪试验 凝聚力(C) (kPa) 15.6 14.8 15.2 0.566 3.722 24-1）第四系下更新统风积加残积砂质黄土（Q 1eol3+el3）地层的物理力学特征参数，依据规范进行统计分析，列表如下：统计项目试验项目 单位最大值max最小值min平均值fm标准差f变异系数(%)样本个数 备注含水量 (w) (%) 17.7 7.6 11.14 3.14 28.2 17密度 () (g/cm3) 1.96
19、1.52 1.74 0.16 9.02 17干密度 (d) (g/cm3)颗粒密度( s) (g/cm3)孔隙比 (e) 0.931 0.546 0.73 0.13 17.50 17饱和度 (Sr) (%) 77 82.5 43.29 16.69 38.56 17孔隙度 ( n) (%) 48.2 35.3 41.91 4.30 10.27 17比重 (Gs) (g/cm3) 2.7 2.7 2.7 0 0 18液限 (w L) (%) 27.2 26 26.69 0.36 1.35 18塑限 (w P) (%) 18.6 17 17.88 0.37 2.07 18塑性指数 (Ip) 9.4
20、8.3 8.81 0.32 3.67 18液性指数 (I L) 0.1 -1.2 -0.76 0.39 -51.05 17压缩系数 (a 0.10.2 ) (MPa-1) 0.26 0.09 0.16 0.06 38.76 11压缩系数 (a 0.20.3 ) (MPa-1) 0.24 0.11 0.18 0.09 52.53 2压缩模量 (Es 0.10.2 ) (MPa) 17.29 7 11.53 3.56 30.88 11压缩模量 (Es 0.20.3 ) (MPa) 14.87 7.3 11.09 5.35 48.29 2湿陷系数 (s) 0.024 0.001 0.01 0.01
21、114.48 7自重湿陷系数 (zs) 0.024 0.002 0.01 0.01 96.73 7内摩擦角() () 21.2 21.2 21.2 0 0 1直剪试验 凝聚力(C) (kPa) 20.1 20.1 20.1 0 0 14-2）第四系下更新统风积加残积黏质黄土（Q 1eol3+el3）地层的物理力学特征参数，依据规范进行统计分析，列表如下：统计项目试验项目 单位最大值max最小值min平均值fm标准差f变异系数(%)样本个数 备注含水量 (w) (%) 20.4 10.7 15.854 2.668 16.828 24密度 () (g/cm3) 2.11 1.42 1.878 0.
22、212 11.280 24干密度 (d) (g/cm3) 1.638 1.251 0.441 0.135 9.39 8颗粒密度( s) (g/cm3)孔隙比 (e) 1.158 0.485 0.689 0.187 27.119 24饱和度 (Sr) (%) 92.8 31.5 67.029 20.190 30.113 24孔隙度 ( n) (%) 53.7 32.7 40.158 6.109 15.214 24比重 (Gs) (g/cm3) 2.73 2.70 2.70 0.008 0.320 24液限 (w L) (%) 34.5 25.6 28.21 2.475 8.773 24塑限 (w
23、 P) (%) 21.1 16.2 17.85 1.388 7.777 24塑性指数 (Ip) 15.7 9 10.366 1.514 14.612 24液性指数 (I L) 0.1 -0.6 -0.2 0.238 -118.87 24压缩系数 (a 0.10.2 ) (MPa-1) 0.87 0.08 0.26 0.199 76.782 16压缩系数 (a 0.20.3 ) (MPa-1) 0.24 0.07 0.13 0.0578 44.52 9压缩系数 (a 0.30.4 ) (MPa-1) 0.16 0.05 0.088 0.036 41.446 7压缩系数 (a 0.20.4 ) (
24、MPa-1) 0.18 0.06 0.109 0.045 41.832 8压缩系数 (a 0.40.6 ) (MPa-1) 0.13 0.05 0.075 0.028 37.71 8压缩系数 (a 0.60.8 ) (MPa-1) 0.1 0.05 0.687 0.017 25.118 8压缩系数 (a 0.81.0 ) (MPa-1) 0.07 0.04 0.048 0.012 25.014 7压缩系数 (a 1.01.2 ) (MPa-1) 0.06 0.03 0.044 0.0097 22.036 7压缩系数 (a 1.21.4 ) (MPa-1) 0.05 0.04 0.046 0.0
25、058 12.371 3压缩系数 (a 1.41.6 ) (MPa-1) 0.04 0.04 0.04 0 0 3压缩模量 (Es 0.10.2 ) (MPa) 18.69 2.32 8.764 4.212 48.063 16压缩模量 (Es 0.20.3 ) (MPa) 21.13 6.96 13.78 5.149 37.342 9压缩模量 (Es 0.30.4 ) (MPa) 29.44 8.8 19.412 6.752 34.782 7压缩模量 (Es 0.20.4 ) (MPa) 24.65 8.39 16.14 5.926 36.705 8压缩模量 (Es 0.40.6 ) (MPa
26、) 29.46 11.37 22.333 7.131 31.932 8压缩模量 (Es 0.60.8 ) (MPa) 29.16 14.53 22.82 5.397 23.652 8压缩模量 (Es 0.81.0 ) (MPa) 38.53 19.41 31.97 6.899 21.581 7压缩模量 (Es 1.01.2 ) (MPa) 47.97 22.43 34.80 8.33 23.939 7压缩模量 (Es 1.21.4 ) (MPa) 35.83 26.66 31.01 4.603 14.843 3压缩模量 (Es 1.41.6 ) (MPa) 37.93 33.08 35.553
27、 2.426 6.825 3湿陷起始压力 ( Psh) (kPa)湿陷系数 (s) 0.04 0.001 0.02 0.015 76.158 8自重湿陷系数 (zs) 0.036 0.001 0.188 0.013 70.992 8内摩擦角() () 24.4 19.6 21 1.732 8.247 6直剪试验 凝聚力(C) (kPa) 24.3 17.8 21.033 1.454 11.671 64-3）第四系下更新统冰湖积粉土（Q 1lgl2）地层的物理力学特征参数，依据规范进行统计分析，列表如下：统计项目试验项目 单位最大值max最小值min平均值fm标准差f变异系数(%)样本个数 备注
28、含水量 (w) (%) 23.1 17.1 19.433 2.281 11.741 6密度 () (g/cm3) 2.06 1.94 2.01 0.047 2.354 6干密度 (d) (g/cm3) 1.616 1.599 1.607 0.012 0.757 2颗粒密度( s) (g/cm3)孔隙比 (e) 0.688 0.55 0.605 0.0612 10.110 6饱和度 (Sr) (%) 93.1 79.8 86.683 5.018 5.789 6孔隙度 ( n) (%) 40.8 35.5 37.633 2.344 6.230 6比重 (Gs) (g/cm3) 2.7 2.7 2.
29、7 0 0 6液限 (w L) (%) 28 27 27.35 0.388 1.421 6塑限 (w P) (%) 18.1 17.7 17.933 0.186 1.038 6塑性指数 (Ip) 9.9 8.9 9.416 0.354 3.764 6液性指数 (I L) 0.6 -0.1 0.166 0.273 163.951 6压缩系数 (a 0.10.2 ) (MPa-1) 0.36 0.2 0.293 0.083 28.386 3压缩系数 (a 0.20.3 ) (MPa-1) 0.14 0.14 0.14 0 0 1压缩系数 (a 0.30.4 ) (MPa-1) 0.12 0.12
30、0.12 0 0 1压缩系数 (a 0.20.4 ) (MPa-1) 0.26 0.13 0.195 0.091 47.140 2压缩系数 (a 0.40.6 ) (MPa-1) 0.7 0.7 0.7 0 0 1压缩系数 (a 0.60.8 ) (MPa-1) 0.06 0.06 0.06 0 0 1压缩系数 (a 0.81.0 ) (MPa-1) 0.06 0.06 0.06 0 0 1压缩系数 (a 1.01.2 ) (MPa-1) 0.06 0.06 0.06 0 0 1压缩系数 (a 1.21.4 ) (MPa-1) 0.5 0.5 0.5 0 0 1压缩系数 (a 1.41.6 )
31、 (MPa-1) 0.04 0.04 0.04 0 0 1压缩模量 (Es 0.10.2 ) (MPa) 7.64 4.53 5.75 1.659 28.864 3压缩模量 (Es 0.20.3 ) (MPa) 10.77 10.77 10.77 0 0 1压缩模量 (Es 0.30.4 ) (MPa) 12.45 12.45 12.45 0 0 1压缩模量 (Es 0.20.4 ) (MPa) 11.6 6.13 8.865 3.867 43.630 2压缩模量 (Es 0.40.6 ) (MPa) 21.17 21.17 21.17 0 0 1压缩模量 (Es 0.60.8 ) (MPa)
32、 24.48 24.48 24.48 0 0 1压缩模量 (Es 0.81.0 ) (MPa) 24.27 24.27 24.27 0 0 1压缩模量 (Es 1.01.2 ) (MPa) 24.07 24.07 24.07 0 0压缩模量 (Es 1.21.4 ) (MPa) 28.66 28.66 28.66 0 0 1压缩模量 (Es 1.41.6 ) (MPa) 35.58 35.58 35.58 0 0 1湿陷起始压力 ( Psh) (kPa)湿陷系数 (s)自重湿陷系数 (zs)内摩擦角() ()直剪试验 凝聚力(C) (kPa)（二）地质构造隧道通过 I 级黄土台塬区构造上为潼关
33、隆起，为第四系以来活动明显的断隆，隆起西界为观北断层，东界已出区外，南端限于山前大断层，北端已出区外，据有关区域资料分析，该隆起虽与观北断层同时形成，始于中更新世，但当时不太显著，并接受了早更新世早期的沉积，直到早更新世晚期才强烈隆起，使该区露出水面，接受以风积砂质黄土为主的堆积。中更新世至晚更新世，隆起上升剧烈，故呈现今日之貌。隧道通过段主要地层为中、下更新统风积砂质黄土夹古土壤。六、不良地质及特殊岩土（一）不良地质1、人为坑洞隧道进口端分布有五个小窑洞（DK341+294m 左侧 3 个，右侧 2 个，垂直线路一字排开） ，规模较小，高 2.53m，深 24m，宽 23m，施工时应先回填夯
34、实。（二）特殊岩土1、黄土黄土台塬表层覆盖第四系上更新统风积砂质黄土，厚 1033m 。在隧道进口 D7Z-15钻孔附近可见一黄土陷穴，陷穴口小肚大，陷穴深约 35m ，但塬顶少见。根据 D7Z-15、D7Z-17、 D7Z-18，D7S-8-1 土工试验资料计算判定，该场地为自重湿陷性场地，湿陷等级为级（严重） ，湿陷性土层厚度 18.0m（参考秦东隧道进出口砂质黄土的化验结果） 。2、膨胀土依据初测资料及陕西省第二水文地质队 N8、N12 两个深钻孔资料和定册钻孔资料分析，第四系中、下更新统砂质黄土中夹有灰黄色、棕红色古土壤（粉质黏土） ，呈层状，厚度0.29.3m 不等，从岩心外观看具有
35、膨胀岩土的基本特征，风化为尖棱状的小碎块，在隧道洞身有分布，经取样化验，自由膨胀率一般在 21%48%，阳离子交换量 CEC（NH 4-）mmol/kg：64.7159.1 mmol/kg，蒙脱石含量 M：6.33%13%，综合判定为弱膨胀土，设计时应考虑其对工程的影响。七、隧道水文地质特征及评价(一)水文地质特征1、隧道区地下水类型、特性潼洛川隧道位于潼关塬一级台塬的前缘，秦岭北麓断层带以北到黄河、渭河这一完整水文单元的排泄区。该水文单元地下水从补给区到排泄区运行途径短，地下水水力坡降大，水平方向地下水的迳流条件良好。隧址区地下水主要有黄土层孔隙、裂隙潜水；砂夹砾石层承压水：黄土孔隙、裂隙潜
36、水：主要赋存在上、中更新统黄土中，黄土的储水空间包括孔隙、孔洞和裂隙。黄土在垂直方向上，岩性、水理性及富水性不均一。自上而下粘粒含量增加，黄土的裂隙性、孔隙度、给水度及岩土的渗透系数减小。黄土含水层的埋深、厚度及富水性，受区域地质构造、塬面大小和沟谷切割程度条件等的控制。砂夹砾石层孔隙承压水：主要由台塬区底部的下更新统冰湖积层中细砂、粗砂夹砾石孔隙水组成，厚度较大。上部隔水顶板为砂质粘土，泥钙质胶结较好，埋深 185210 m。承压水头一般小于 15m，水量丰富。依据收集二水 1982 年在潼关塬前部 N8 号（管南村机井）钻孔深层承压水抽水试验资料，单井涌水量可达 362.24m3/d。2、
37、地下水补给、迳流、排泄 隧址区地下水的补给来源主要为大气降水、地表迳流及灌溉回归水，地下水的补、迳、排条件与塬面的形状、岩土的性质、孔洞、地表陷穴、漏斗的发育程度关系密切。大气降水补给地下水补给量的多寡、潜水位变化的幅度，与降水量的大小、历时长短关系紧密。区域资料显示，黄土垂向的渗透系数介于 2.0110-54.9310-5 之间，而隧道所在区域潜水水位埋深较大，本次实测隧道洞身附近管南村、亢家寨深井水位分别为195.05m(水位高程 345.05m)、203.3m（水位高程 339.7m） 。可见由大气降水补给地下水，潜水位在短时间内水位升高不显著，依据前人对该区多年统计资料，一级台塬塬边潜
38、水位动态年变化幅度最大 2.10m。潜水的迳流方向基本与地形一致，由北（山前）向南（黄河、渭河）方向运动。一级台塬的中前部，由于接近排泄区，潜水的水力坡陡降，导致潜水直接向黄河、渭河谷底排泄。加之，台塬区黄土含水层常被沟谷切割，导致部分潜水向近沟谷以泉的形式排泄，局部地改变了潜水的迳流方向，同时潜水位急剧降低。如隧道进口端苏家村出露的泉水，水位高程 357.905m。黄土台塬区地势较高，地面切割破碎，切深大，在隧址区附近潜水位高程介于 340360m 之间几乎与地表迳流高程一致。人工开采地下水作为隧道区一种重要的排泄途径。地表水的渗漏补给，主要源于黄土台塬的后缘，秦岭山脉的峪口地表迳流。在构造
39、和岩性的影响下，峪口地表流水除洪水期外，地表迳流出山后经十几至数百米，几乎全部渗入地下，补给潜水或通过不稳定的隔水层补给深部承压水。承压水的迳流方向，与潜水的迳流方向大致相似。塬区下部承压水含水层除山前和近黄河地段外，连续性较好，水力坡度在二级台塬和一级台塬后部为 21.1，至一级台塬的中前部，临近黄河、渭河谷地一带强烈排泄，水力坡度陡降，致使承压水转化为层间无压水而排泄。灌溉回归水作为隧址区地下水补给的来源之一，其回归水量受农作物品种、气候、土地的平整程度及灌溉用水的实际情况决定。依据陕西省旱涝保收抗旱标准规定，隧址区全年每亩灌溉需水量为 300m3。 入渗补给地下水的水量有限，对地下水水位
40、的影响不大。3、隧道区水化学测试隧道所在区域潜水水化学特征总体为：总硬度 1020、PH 介于 7.08.1、矿化度小于 0.5g/l；由山前到排泄区，水化学类型依次为 HCO3-CaHCO3-CaMgHCO3-NaMg 型水。潜水在黄土层运移过程中，由于阳离子交替吸附作用，水中的离子成份由Ca2+逐渐转化为 Mg2+、Na+；深部承压水总硬度 711、PH 介于 7.27.5、矿化度0.20.3g/l；水化学类型沿其运动方向，由 HCO3-Ca 型水递变为 HCO3-CaNa 型水，属于低矿化度的重碳酸盐型水，可见塬区下部砂夹砾石承压水层透水性好，水交替作用及溶滤作用较强。本次在勘察过程中，
41、采集隧址区深井深度 195203m 段水质简分析水样两组，苏家村泉水水质全分析样和同位素氚分析样各一组。水质简分析结果为：PH=7.88.0、矿化度 0.3790.396g/l、水化学类型为 HCO3-（NaK）Ca 型水。 （二）隧道区水文地质条件评价隧址区共布设勘探钻孔 5 个，其中 145m 深孔一个，依据揭露地层及地下水情况：仅在深孔高程 365.5m 以下出露冰湖相卵砾石土，但未揭穿该层。同时对各孔进行水文测试，均未发现地下水出露。潼洛川隧道洞身位于下更新统粉质粘土层中，下部为冰湖积相富含地下水的承压水层，承压含水层顶部隔水顶板为粘质黄土，层底高程介于 350370m。实测区域内地下
42、水露头及本次钻探测试后水位高程在 340m 左右，隧道洞身的设计高程进口端最低为368.965m、出口端最高达 400.16m。路肩高程高于地下水位达 10m 以上，加之黄土台塬周边冲沟无常年流水。因此对隧道涌水量及最大涌水量不再计算。据陕西省第二水文地质队有关资料，隧址区地下水位的最大变幅不超过 2.1m，因而隧道在开挖时产生大面积涌水的可能性不大，但不排除粉质黏土层中存在砂砾石透镜体、隔水顶板存在“天窗”的可能性。因而在施工过程中，应加强对地下水的观测，防止突水发生。隧道洞身属贫水区，地下水位位于隧道开挖断面底部以下约 10m 左右，隧道产生长大段落涌水的可能性较小，但不排除隧道遭遇含水透
43、镜体及底部砂砾石承压水隔水顶板存在通过“天窗”突水。地下水补给以大气降水补给为主，地下水属 HCO3-（NaK）Ca 型水。八、隧道工程地质条件及建议工程措施（一）岩土施工工程分级及力学参数建议值根据土工试验、静力触探、孔内测试等多种成果综合分析确定各岩土层力学参数，列表如下：岩土力学参数的建议取值 附注c 压缩模量s 基本承载 力土层代号 岩土名称 岩土状态、厚度 岩土施工工程分级(kPa) (度 ) （Mpa) (kPa)1-1 砂质黄土(Q4al3)厚 35m坚硬 1201401-1-1 细砂(Q 4al4) 厚约 12m饱和 I 1501-2 卵石土(Q 4al7)厚 1.02.0m潮
44、湿-饱和 5002-1 砂质黄土(Q 3eol3) 厚 1033m，坚硬 14.65 16.2Es0.10.2 = 6.365Es0.20.4 4.645Es0.40.6 6.9551503-1 砂质黄土(Q 2eol3) 厚度 50100m坚硬 15.2 18.1 Es0.10.2 = 8.661 2204-1 砂质黄土(Q 1eol3) 厚度 1015m坚硬， 20.1 21.2 Es0.10.2 =11.53 2804-2 黏质黄土(Q 1eol3)厚度2035m，坚硬 21.033 21.0Es0.10.2 = 8.764Es0.20.4 16.14Es0.40.6 22.333Es0
45、.60.8 22.822804-8 粉质黏土 (Q1lgl1)厚 03m，硬塑 3004-3 粉土(Q 1lgl2)厚度大于 10m密实，潮湿， Es0.10.2 = 5.75Es0.20.4 8.865Es0.40.6 21.17Es0.60.8 24.483004-6 砾砂(Q 1lgl5)厚度大于 5m潮湿，密实， I 4004-4 卵石土(Q 1lgl7)厚度 26m，潮湿，密实， 700（二）隧道围岩分级及主要工程地质问题分析 编号 里程范围长度（m）埋深（m） 地层围岩分级 主要工程地质问题建议工程措施 备注1 DK341+304DK341+345 41 550m第四系上更新统风积
46、砂质黄土、第四系下更新统风积黏质黄土，冰湖积卵石土具自重湿陷性，属级严重湿陷性场地，且属于松软黄土. 风积黏质黄土具弱膨胀性消除湿陷性加强支护2 DK341+345DK341+800 455 50100m第四系下更新统风积黏质黄土，冰湖积卵石土等， 黏质黄土具弱膨胀性，卵石土中含有 少量地下水。 防地下水加强支护3 DK341+800DK344+810 3010 70140m 第四系下更新统风 积黏质黄土， 黏质黄土具弱膨胀性。 防地下水加强支护4 DK344+810DK344+960 150 2540m 第四系下更新统风 积黏质黄土， 黏质黄土具弱膨胀性。 防地下水加强支护5 DK344+9
47、60DK345120 160 250m 第四系上更新统风积砂质黄土，风积 砂质黄土具湿陷性。 消除湿陷性 加强支护（三）隧道进出口工程地质条件隧道进口段通过地层为黏质黄土、粉土、砂、卵石等地层，不甚均一，施工开挖后应及时支护和衬砌，避免产生围岩失稳。出口浅埋偏压地段应加强支护，确保围岩稳定。表层第四系上更新统风积砂质黄土经计算后判定，该场地为自重湿陷性场地，湿陷等级为级（严重） ，湿陷性土层厚度18.0m（参考秦东隧道进出口砂质黄土的化验结果） 。（四）隧道施工预测预报内容及范围a) 围岩失稳1、由于第四系下更新统砂质黄土层成岩性差，结构相对疏松，其自身强度低，抵抗外力破坏的性能差，因此隧道开
48、挖后易坍塌。隧道埋深较大，洞顶为厚层黄土层时，开挖后应力重新组合，有可能出现围岩失稳现象。2、第四系中、下更新统砂质黄土中局部所夹古土壤层具弱膨胀性，设计时应采取合理的支护措施，隧道施工时应注意围岩遇水易发生围岩失稳。b)涌水、渗水：洞身通过卵石土等含水地层，钻探揭示无地下水，但在黄土台塬下部粗粒土透镜体中可能存在少量地下水，施工中有可能产生突然涌水现象。同时洞身通过的冰湖积粉质黏土、粉土及砂层中可能存在砂卵石透镜体，可能含有少量孔隙水，会产生围岩失稳和涌水。九、隧道辅助工程工程地质条件及建议工程措施隧道斜井工程地质条件及围岩分级：编号里程范围长度（m）埋深（m）地层及构造围岩分级分段水文地质特征 主要工程地质问题建议工程措施 备注1XK0+000XK0+210210第四系下更新统风积黏质黄土， 黏质黄土具弱膨胀性。 加强施工用 水管理2XK0+210XK0+24030第四系下更新统风积黏质黄土， 黏质黄土具弱膨胀性。 防水3XK0+240XK0+29151第四系上更新统风积砂质黄土、第四系下更新统风积砂质黄土。砂质黄土垂直节理发育，有可能受雨水下渗的影响，造成围岩强度降低；具自重湿陷性，湿陷土层厚度29.0 米。为级严重湿陷性场地，防水，防坍塌消除湿陷性十、设计及施工中注意事项1、隧道进、出口段及斜井进口段均分布风积砂质黄土，经计算
