1、四川省宜宾某公路观斗山隧道断裂成因及构造应力场分析1第 19卷 第 2期 中国地质灾害与防治学报 Vol. 19 No. 2 2008年 6月 The Chinese Journal of Geological Hazard and Control Jun.2008四川省宜宾某公路观斗山隧道断裂成因及构造应力场分析黄香春 ,王 鹰 (西南交通大学土木工程学院 ,四川成都 610031)摘要 :围岩稳定性质对隧道开挖与支护均非常重要 ,乃至为决定性的因素。观斗山隧道进口段开挖中不仅围岩类别与设计类别有很大差距 ,且持续出现左、右洞围岩差异破碎的情况。为了解其地质原因 ,给后续的施工及类似工程提供
2、建议与参考 ,基于对已开挖掌子面的素描及对不同期次节理、裂隙产状的统计 ,分析观斗山地区构造应力场的演化 ,预测掌子面前方围岩的稳定情况 ,为隧道施工及超前地质预报提供参考。关键词 :围岩稳定性 ;差异破碎 ;地质预报 ;宜宾观斗山隧道 ;构造应力场文章编号 :100328035 (2008) 022005420中图分类号:U45212 +7;P55;P64215文献标识码 :A两侧沿山脚分布槽谷 ,一般高程 305335m。观斗山1 引言观斗山隧道于 2006年 1月施工 ,其进口进展缓慢 ,出口进展较快。进口端左右线隧道围岩出现交替破碎的异常情况 : ZK6 + 800至 + 848 (现
3、掌子面里程),左线围岩持续破碎 ,右线除洞口围岩破碎外 ,至今围岩自稳能力较好。在施工过程中 ,左洞围岩出现多处塌方 ,初衬变形 ,侧墙收敛高达 6mm(中铁西南科学研究院有限公司 ),属 级围岩。而据勘察资料 , ZK6 + 780ZK7 + 030 段围岩为 级 ,据两阶段施工图设计初称为 级 A型 ,两者不相吻合。该段根据掌子面素描 ,受多条小 -中等规模断层控制。由于对观斗山地区的古构造应力场缺乏文献研究 ,为寻找左右线围岩差异破碎的地质原因 ,给后续开挖与支护提供参考。文章根据观斗山隧道现今构造应力场 ,左右洞展开 ,野外节理观察与室内统计研究 ,作此构造应力场演化分析及围岩差异破碎
4、地质预报。 2 工程地质概况 211 工程概况观斗山公路隧道工程位于四川省宜宾市岷江北岸 ,横穿观斗山。隧道左右分修 ,线间距 30m ,左、右洞宽均 12m。左洞起迄里程为 ZK6 + 565ZK8 +485 ,右洞为 YK6 + 535 YK8 +455,洞长 1192km ,为单面坡直线隧道。洞底设计标高 32935215m ,最大洞深 (埋深 ) 256m。观斗山呈 NE-SW向展布 ,为一背斜山岭 ,一般海拔高程为 300600m ,最高处 641m ;山岭东南侧 (进口端 )地势陡峭 ,靠山岭一带多形成高百余米的陡崖断层崖 (照片 1) ,斜坡上发育少量季节性冲沟 ,一般地形坡度
5、2035,中上部植被覆盖较好 ,下部耕地 ,植被差。照片 1 观斗山断层 (断层崖 ) Photo 1 Guandoushan fault(fault scarp)212 地层岩性隧址范围内分布地层主要为第四系松散堆积层 收稿日期 :2007208203 ;修回日期 :2008211205作者简介 :黄香春 (1983 ),男 ,西南交通大学土木工程学院地质工程系在读硕士 ,研究方向 :特种岩土力学性质及治理工程。 . 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:
6、/ 第 2期黄香春 ,等 :四川省宜宾某公路观斗山隧道断裂成因及构造应力场分析 珍珠冲组 (J1 zh):主要为一套紫红色泥岩与黄绿细砂岩互层。分布在进口段色、灰色粉 -YK6 + 535 (ZK6 + 565) YK7 +040 (ZK7 +067)。根据岩性与工程地质性质不同可进一步分为两个岩性组合 :及侏罗系下统珍珠冲组 ,三迭系上统须家河组基岩层 ,其性质分述如下 : 21211 第四系全新统 2121211 第四系全新统坡残积层 (Q4dl+el) :黄褐色 ,紫色或暗黄色黏土 ,局部为亚黏土和亚砂土 ,以硬塑状为主 ,含粉砂质 ,具铁质渲染 ,局部可见碎石。成分多为砾岩。广泛分布于
7、进口斜坡、缓坡地带。厚度 03m ,最厚可达 615m。属 级普通土。 2121212 第四系全新统崩坡积层 (Q4dl+col) :块 (碎)石土 ,稍湿 ,松散 ,局部呈架空结构 ,块、碎石等骨架颗粒含量 50 %70 %,由灰色细 -中粒砂岩为主组成 ,呈棱角状 ,最大粒径可达 10余米 ,一般 012115m ,其间空隙多为角砾或含粘粒砂土充填 ,结构极不均匀。主要分布于观斗山南破陡崖下的马房头一带 ,最厚约为 15m左右。属 级硬土。 21212 侏罗系下统泥岩、砂质泥岩及泥质砂岩 :紫红色夹灰绿色 ,泥质结构 ,块状为主 ,岩石质软 ,遇水易软化、脱水发生崩解 ,含砂质条带 ,节理
8、和风化裂隙发育 ,多呈碎裂结构。层间具软弱结构面 ,结合力差 ,易发生错动。强风化层厚度一般 25m ,局部段厚度 20余米 ,属 级硬土 ;弱 (微)风化层一般埋深 31015m ,局部埋深达 32m ,天然极限抗压强度 29MPa。属 级软石。砂岩 :灰色 ,黄绿色 ,粉 -细粒结构 ,薄 -中厚层状 ,呈致密状 ,岩石主要矿物为石英、长石 ,含少量铁质 ,风化和构造裂隙面上多见褐色斑点。节理裂隙发育 ,多呈块碎石结构。强风化厚度一般小于 2m ,属 级硬土 ;弱风化层埋深 03m ,天然极限抗压强度 1317925159MPa。属 级软石。 21213 三叠系上统须家河组 ( T3 xj):灰色、黄绿色砂岩与深灰色泥岩互层夹薄煤层 (线)地层 ,总厚度大于 610m。该套地层强风化泥岩厚度约 115315m。弱风化泥岩埋深 115613m ,天然极限抗压强度 214918MPa ;弱风
