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文檔簡介
附錄A工程地質勘察報告附圖附件表A工程地質勘察報告附圖附件表序號附件名稱規劃階段項目建議書階段可行性研究階段初步設計階段施工詳圖設計階段1區域綜合地質圖(附綜合地層柱狀圖和典型地質剖面)√√√--2區域構造與地震震中分布圖+√√--3引調水線路綜合地質圖(附綜合地層柱狀圖和典型地質剖面)√√√√-4引調水線路水文地質圖-+++-5隧洞工程地質圖-√√√-6渠道工程地質圖-√√√-7埋管(涵)、渡槽(管橋)、倒虹吸工程地質圖-+√√-8引調水線路工程地質剖面圖√√√——9隧洞工程地質剖面圖-√√√-10渠道工程地質剖面圖-√√√-11埋管(涵)、渡槽(管橋)、倒虹吸工程地質剖面圖-++√-12專門性工程地質剖面圖--+++13施工支洞工程地質圖——+√—14施工支洞工程地質剖面圖——+√—15天然建筑材料產地分布圖+√√√+16天然建筑材料料場綜合圖表-+√√+17天然建筑材料料場剖面圖——√√+18地下水動態、巖土體變形觀(監)測成果--+++19物探報告-++++20巖土試驗報告-++++21水質分析報告-++++22地應力測試報告-++++23有害氣體、放射性物質分析評價報告-++++24專門性水文地質研究報告-++++25專門性工程地質問題研究報告-++++26隧洞施工超前地質預報工作報告----+
附錄B隧洞圍巖主要力學參數取值B.1一般規定B.1.1隧洞圍巖主要力學參數取值應充分分析圍巖的物理力學性質、巖體強度、巖質類型、結構特征、完整程度等工程地質特性。B.1.2應根據圍巖的工程地質特性進行相應的力學試驗和原位測試,并以圍巖類別為單元,按有關規程的要求進行成果整理。B.1.3宜以整理后的試驗值做為標準值,結合圍巖的工程地質特性進行調整提出地質建議值。B.1.4應充分借鑒相似工程的經驗取值。B.2取值原則B.2.1圍巖的強度參數(單軸抗壓強度、抗拉強度等)可采用試驗成果的算術平均值做為標準值。B.2.2圍巖的變形參數(變形模量、彈性模量、彈性抗力系數等)可采用試驗成果的算術平均值做為標準值。B.2.3圍巖結構面的抗剪(斷)強度參數標準值按下列規定取值:1硬性結構面抗剪斷強度參數按峰值強度平均值取值,抗剪強度參數按殘余強度平均值取值作為標準值。2軟弱結構面抗剪斷強度參數按峰值強度小值平均值取值,抗剪強度參數按屈服強度平均值取值作為標準值。B.3取值方法B.3.1圍巖單位彈性抗力系數可按以下規定取值:1圍巖單位彈性抗力系數可按式(B.3.1)估算。(B.3.1)式中:K0——巖體的單位彈性抗力系數,MPa/cm;E0——圍巖的變形模量,MPa;μ——圍巖泊松比。2必要時,可采用承壓板法、徑向液壓枕法或水壓致裂法直接測試圍巖彈性抗力系數。B.3.2規劃階段、項目建議書階段試驗資料不足時,可結合圍巖的地質特性根據表B.3.2提出地質建議值。表B.3.2各類圍巖主要力學參數地質建議值圍巖類別內摩擦角φ(°)凝聚力C′(MPa)變形模量E0(Gpa)泊松比μ堅固系數f單位彈性抗力系數K0(MPa/cm)Ⅰ52~561.8~2.2>200.17~0.22>7>70Ⅱ48~521.3~1.810~200.22~0.255~750~70Ⅲ35~480.6~1.35~100.25~0.303~530~50Ⅳ27~350.3~0.61~50.30~0.351~35~30Ⅴ19~27<0.2<1>0.35<1<5注:本表適用于基巖隧洞,不適用于黃土及其它覆蓋層隧洞。
附錄C隧洞巖石掘進機法施工地質條件適宜性評價C.0.1隧洞TBM施工的適宜性應以圍巖類別為基礎,考慮巖石強度、巖體完整性、圍巖應力環境和不良地質條件等因素,結合TBM系統集成及施工應用特點綜合判定。C.0.2隧洞TBM施工的適宜性分為適宜(A)、基本適宜(B)、適宜性差(C)和不適宜(D)等級別,并宜符合表C.0.2的規定。C.0.3具備下列地質條件的隧洞可判定為不適宜采用TBM施工:1以Ⅴ類圍巖為主的隧洞。2巖爆強烈或塑性變形大的圍巖。3巖溶強烈發育及涌水突泥風險高的地層。表C.0.3隧洞巖石掘進機法施工地質條件適宜性分級
附錄D盾構法施工隧洞工程地質勘察要點D.1一般規定D.1.1盾構法施工隧洞工程地質勘察應按不同設計階段的技術要求開展相應工作。可行性研究階段勘察應符合選擇場址方案的要求,初步設計階段勘察應符合初步設計的要求,施工詳圖設計勘察應符合施工圖設計的要求。D.1.2盾構法隧洞工程地質勘察應結合場地、周邊環境及工程特點制定勘察方案,采用綜合地質勘察方法,(基本)查明工程地質與水文地質條件,進行綜合工程地質分析,提供設計施工所需的地質參數和工程措施建議。勘察內容、勘察方法(不分階段)統一編寫,重點各階段勘探D.2可行性研究階段D.2.1可行性研究階段勘察應針對隧洞工程線路方案開展工程地質勘察工作,基本查明線路場地的地質條件,為線路方案比選提供地質依據。D.2.2可行性研究階段工程地質勘察工作應基本查明下列內容:1地形地貌、地層巖性、地質構造等工程地質條件。2不良地質、特殊巖土地段及其成因類型、分布規律、對隧洞的影響等。3地下有害氣體、污染土層等的分布、成分及其對隧洞的危害。4地下水類型、埋藏條件、水位、水質、流速、流向、補給、徑流、排泄條件,地下水動態變化規律等水文地質條件;每個地貌單元選擇代表性地段進行水文地質試驗,提供水文地質參數。必要時應設置地下水位長期觀測孔。5河、湖、海淤積物的發育、分布及變化情況,調查地下古河道、古建筑、障礙物等情況。D.2.3可行性研究階段勘察方法應符合下列規定:1工程地質測繪應符合下列規定:1)測繪范圍應包括隧洞及周邊相關地帶,洞線兩側寬度各不宜小于1km。2)測繪比例尺宜選用1:10000~1:5000,隧洞進出口、巖溶發育等工程地質條件復雜的洞段可選用1:2000。2物探應符合下列規定:1)古河道、巖溶發育地段等宜布置少量物探剖面。2)應利用鉆孔進行物探測試。3)物探方法應根據探測目的和洞線巖土體的結構特征、物理特性選擇。3勘探點布置應符合下列規定:勘探點間距宜為200m~400m,每個地貌、地質單元均應布置勘探點。在地貌、地質單元接觸部位和地層變化較大地段,以及不良地質、特殊巖土發育地段,應加密勘探點。每隔2孔~3孔布一條橫剖面,每條橫剖面不少于2個孔,孔距30m~50m。3)在隧道一側或兩側交叉布置勘探點,宜布置在隧道結構外側3m~5m的位置,穿越地表水體段宜布置在隧道結構外側8m~12m的位置,取樣試驗和原位測試孔數量不應少于勘探點總數的2/3。2勘探孔深度應根據地質條件及設計方案綜合確定,并符合下列規定:勘探孔深度:宜進入結構底板以下15~30m,在結構埋深范圍內如遇強風化、全風化巖石地層,應進入結構底板以下不小于10~15m。如遇中等風化、微風化巖石地層,應進入結構底板以下5m~8m。2)遇巖溶和破碎帶時勘探孔深度應適當加深。D.2.4可行性研究階段測試、試驗、工程物探工作應符合下列規定:1勘探測試方法應根據地質條件和工程特點合理選配,并充分利用工程物探、原位測試等方法。2每一主要巖土層均應采取試樣,按水文地質單元采取代表性的地表水和地下水樣進行試驗。3當隧洞通過區存在有害氣體或地溫異常時,應進行有害氣體成分、壓力、含量和地溫測定。D.3初步設計階段D.3.1初步設計階段勘察應在可行性研究階段勘察的基礎上,針對隧洞工程線路布置形式、各類工程的結構形式、施工方法等開展工作,為初步設計提供地質依據。D.3.2初步設計階段勘察工作應根據沿線區域地質和場地工程地質、水文地質、工程周邊環境等條件,采用工程地質調查與測繪、工程物探、勘探與取樣、原位測試、室內試驗等多種手段相結合的綜合勘察方法。D.3.3初步設計階段勘察應查明隧洞工程線路、進出口、出發接收井基地和相關附屬設施的工程地質和水文地質條件,分析評價地基基礎形式和施工方法的適宜性,預測可能出現的巖土工程問題,提供初步設計所需的巖土參數,提出復雜或特殊地段巖土治理的初步建議。D.3.4初步設計階段工程地質勘察工作應查明下列內容:1隧洞通過區地層、地質構造等的類型、成因、分布范圍和工程特性。2不良地質和特殊巖土的類型、分布范圍、發育特征、發展趨勢及其對隧洞的影響程度。3地表水體的水位、水深、水質、淤積物及其與地下水的水力聯系等。4隧洞通過區的井、泉分布,地下水類型、補給、徑流、排泄、水位、水壓、流速、流向、滲透系數等水文地質條件。5隧洞通過區煤層、氣田、礦體及富集放射性物質、有害氣體、污染土等的分布、成分、發育特征等,評價其對隧道工程的危害程度。6凍土地區的標準凍結深度。D.3.5初步設計階段勘察方法應符合下列規定:1工程地質測繪應符合下列規定:1)測繪范圍宜隧洞兩側各不小于500m,比例尺可選用1:2000~1:1000。2)隧洞進出口、始發接收井及工程地質條件復雜的洞段,比例尺可選用1:1000~1:500。2物探應符合下列規定:1)對溶洞發育程度和充填情況、富水洞段含水層、匯水構造的分布等復雜地質洞段布置輔助測試剖面,也可考慮多種測試方法。2)規模較大的巖溶水系統應進行專門探測。3)應利用鉆孔進行綜合物探測試。3勘探點布置應符合下列規定:勘探點間距宜為50m~100m。根據地層巖性變化、基巖起伏以及地面交叉建筑物分布等情況布置橫剖面,每條橫剖面不少于2個孔,孔距30m左右。3)在隧道一側或兩側交叉布置勘探點,宜布置在隧道結構外側3m~5m的位置,穿越地表水體段宜布置在隧道結構外側8m~12m的位置,取樣試驗和原位測試孔數量不應少于勘探點總數的2/3。3勘探孔深度應根據基礎類型、基礎埋置深度、結構底板埋深、地質條件等綜合確定,并符合下列規定:控制性勘探孔深度應滿足變形計算、穩定性分析、抗浮設計以及地下水控制的要求。土質地層應進入隧洞結構底板以下不小于3倍洞徑,巖質地層應進入結構底板以下中等風化、微風化巖石不小于5m。一般性勘探孔深度,土質地層應進入隧道結構底板以下不小于2倍洞徑,巖質地層應進入結構底板以下中等風化、微風化巖石不小于3m。地震動峰值加速度為0.10g及以上地區,地基土為飽和砂土、粉土時,勘探孔深度應大干地震可液化層深度。探明地質構造、水文地質條件以及特殊需要的勘探測試孔深度可視具體情況確定。D.4施工詳圖設計階段D.4.1遇下列情況宜進行施工圖階段專項勘察:1施工中發現地質條件與施工圖差異較大,或出現地質異常,影響施工安全或工程穩定。2場地內不良地質、特殊巖土異常發育,影響施工安全或工程穩定。3施工中出現涌水、突泥、失穩、坍塌等工程地質問題。4施工中發生地面沉降過大、地面塌陷、相鄰建筑開裂破壞等工程環境問題。5施工方案有較大變更或采用新技術、新工藝、新方法、新材料,初步設計階段勘察資料不能滿足要求。6需進行施工勘察的其他情況。D.4.2施工詳圖設計階段勘察應進一步重點查明以下內容:1查明場地巖土類型、成因、分布與工程特性重點查明高靈敏度軟土層、松散砂土層、高塑性黏性土層、含承壓水砂層、軟硬不均地層、含漂石或卵石地層等的分布和特征,分析評價其對盾構施工的影響。2在基巖地區應查明巖土分界面位置、巖石堅硬程度、巖石風化程度、結構面發育情況、構造破碎帶、巖脈的分布與特征等,分析其對盾構施工可能造成的危害。3宜通過專項勘察查明巖溶、土洞、孤石、球狀風化體、地下障礙物、有害氣體的分布。4提供砂土、卵石和全風化、強風化巖石的顆粒組成、最大粒徑及曲率系數、不均勻系數、耐磨礦物成分及含量,巖石質量指標(RQD),土層的黏粒含量等。5對盾構始發(接收)井及區間聯絡通道的地質條件進行分析和評價,預測可能發生的工程地質問題,提出巖土加固范圍和方法的建議。6根據隧道圍巖條件、斷面尺寸和形式,對盾構設備選型及刀盤、刀具的選擇以及輔助工法的確定提出建議。7根據圍巖巖土條件及工程周邊環境變形控制要求,對不良地質體的處理及環境保護提出建議。D.4.3勘察方法應符合下列規定:1當設計方案有較大變化或施工中出現新的工程地質問題時,應進行專門的工程地質測繪、調查。2對于地質條件復雜場地勘探點間距:15~30m,對于簡單場地,勘探點間距:30~50m。3在隧洞一側或兩側交叉布置勘探點,宜布置在隧洞結構外側3m~5m的位置,穿越地表水體段宜布置在隧道結構外側8m~12m的位置,取樣試驗和原位測試孔數量不應少于勘探點總數的2/3。4當受地形地貌等因素限制時,應利用鉆孔和物探相結合的方式查明地層情況。5勘探孔深度應根據基礎類型、基礎埋置深度、結構底板埋深、地質條件等綜合確定,并符合下列規定:1)控制性孔在結構底板以下不小于30m,一般性孔在結構底板以下不小于20m,在結構埋深范圍內如遇強風化、全風化巖石地層,進入結構底板以下不應小于10m;在結構埋深范圍內如遇中等風化、微風化巖石地層,進入結構底板以下不應小于5m。2)在隧洞洞口、盾構工作井、工法變換處等部位應布設勘探孔;在地貌、地質單元交接部位和地層變化較大地段應加密勘探孔;當遇到巖溶或破碎帶時,勘探孔深度應加深。3)勘察完成后應對勘探孔進行封孔處理,并應記錄鉆孔內遺留物。D.4.4盾構始發、盾構接收施工區域勘探布置應符合下列規定:1勘探孔位置應設在洞口外側2m~3m處。2當隧洞覆蓋層厚度不大于10m時,洞口外側至少應布設1個勘探孔;當隧洞覆蓋層厚度大于10m時,應在洞口隧洞兩側各布設1個勘探孔。3當盾構直徑大于10m時,應增設勘探孔,勘探孔間距不應大于10m。4每個洞口外側的連續取土孔不應少于1個。D.4.5盾構隧洞巖溶專項勘察應符合下列規定:1巖溶專項勘察應在初步設計階段勘察的基礎上對勘察范圍內溶洞和土洞的分布、埋深和發育程度等作進一步勘察分析和研究,應進一步評價場地的工程地質條件并提出巖溶治理建議。2巖溶專項勘察應采用工程地質測繪與調查、綜合物探、鉆探、鉆孔電視等多種手段結合的方法進行。4勘探孔應在隧洞兩側交錯布置;勘探孔縱向間距控制不應大于15m。6盾構始發、盾構接收洞口外側2m~3m處,隧洞兩側應各布設1個勘探孔。7巖溶區勘探孔深度進入隧洞底部以下弱風化巖層不應小于10m,揭露溶洞時進入溶洞以下不應小于10m。D.4.6場地地震效應勘察應符合下列規定:1應根據國家批準的地震安全性評價報告、地震動參數區劃和有關規范的規定,提出場地的抗震設防烈度、設計基本加速度和設計地震分組。2應確定場地類別:當位于抗震危險地段時,應提出專門研究的建議。3當抗震設防烈度為6度時,對標準設防類盾構隧洞可不進行場地地震液化判別和處理;對重點設防類盾構隧洞宜按7度的要求進行場地地震液化判別和處理。4當抗震設防烈度為7度及以上時,對重點設防類和標準設防類盾構隧洞應按本地區抗震設防烈度的要求或經主管部門批準的工程場地地震安全性評價的結果進行場地地震液化判別。5對重點設防類盾構隧洞,宜對遭遇罕遇地震(E3)作用時的場地液化效應進行評價。6對于判定為可液化的場地,應按現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB50011的規定確定其液化指數和液化等級。7傾斜場地或液化層傾向水面或臨空面時,應評價液化引起土體滑移的可能性。D.5盾構法施工地質條件適宜性評價D.5.1土壓平衡盾構主要適用于黏土、粉質黏土、淤泥質黏土、粉砂等細顆粒土壤的施工。D.5.2泥水平衡盾構主要適用于軟弱的淤泥質土層、松散的砂土層、砂礫層、卵石層和軟土硬土互層等地層,特別適用于地層含水量大或地表有水體的水底隧洞。D.5.3當掘進區段地層均勻且無地下水或少量地下水、地層透水性較差、地層以黏性土為主或隧洞埋深較淺時,宜采用土壓平衡盾構,并宜配備向開挖面添加泥漿或泡沫的設備。D.5.4當掘進區段地層及環境條件較復雜且隧洞直徑較大、地層透水性較好且地下水壓力大于250kPa或需精確控制開挖面壓力時,宜采用泥水平衡盾構。D.5.5當掘進區段內地層巖石和土層交互分布、開挖面地層強度或穩定性差異較大時,宜采用復合盾構。D.5.6盾構隧洞不宜穿越下列地層,確需穿越時,應采取針對性工程措施。1長區段的半軟半硬地層、孤石或漂石地層。2巖溶發育、暗河、采空區、富含可燃氣體、高膨脹性等不良地質體。3長區段且深厚的欠固結軟土地層。4地質活動斷裂帶或地裂縫。D.5.7盾構隧洞不宜位于可液化地層中。當隧洞周邊存在可液化地層時,應根據地層的液化等級、液化范圍及與隧洞的位置關系等因素,分析地層液化后對隧洞結構強度和穩定性的不利影響,并應采取相應的地層消除液化或隧洞結構加強措施。
附錄E黃土隧洞工程地質評價E.0.1黃土隧洞工程地質評價應在全面分析隧洞工程地質勘察資料的基礎上進行,主要包括黃土的成因時代、分布范圍、物理力學特性、濕陷性、隧洞圍巖的變形破壞分析、圍巖工程地質分類、山巖壓力計算及主要物理力學參數建議等。E.0.2黃土隧洞圍巖的變形破壞應根據土體的巖性、結構構造、含水特征以及圍巖應力和土體強度等條件綜合分析。變形破壞的部位主要為頂拱、側墻和拱腳,變形破壞的形式主要有掉塊、塌方、剝落、滑塌及泥流等。E.0.3黃土隧洞圍巖工程地質分類應根據黃土圍巖的工程地質特征及自穩情況等劃分,并按時代成因定性分類宜符合表E.0.3的規定。表E.0.3黃土隧洞圍巖按時代成因定性分類分類工程地質特征圍巖自穩性建議措施地貌地層構造濕陷性Ⅳ1一般出露在溝底紅土或基巖之上老黃土下部(Q211-Q1)十多層古土壤,多鈣核層,多節理裂隙無跨度>5m時,暫時穩定,可發生小塌方;跨度≤5m時,基本穩定分部開挖,及時襯砌Ⅳ2一般出露在溝壁,溝壁較陡老黃土上部(Q21)夾有數層古土壤及鈣核層,層位穩定,節理較多輕微~無跨度≥5m時,可暫時穩定~不穩定,可發生中~大塌方;跨度<5m時,基本穩定Ⅴ1一般出露地表,常見土洞。溝壁較緩新黃土(Q3)無層理,節理少中等~強烈跨度>6m時,無自穩性;跨度4~6m,可暫時穩定,可發生中~大塌方;跨度<4m,可基本穩定自重濕陷性黃土不宜開挖水工隧洞,非自重濕陷性黃土隧洞應及時襯砌并采取嚴密的防滲措施Ⅴ2飽和黃土無自穩性E.0.4黃土隧洞各類圍巖物理力學參數經驗值可按表D.0.4選取。表E.0.4黃土隧洞各類圍巖物理力學參數經驗值分類含水量(%)干密度(g/cm3)原狀快剪飽和快剪變形模量(MPa)側壓力系數堅固性系數凝聚力(kPa)內摩擦角(°)凝聚力(kPa)內摩擦角(°)Ⅳ117~241.50~1.6660~9025~3035~5017~2560~1300.21~0.311.3~1.0Ⅳ211~221.43~1.5345~6518~2522~4015~2030~600.30~0.361.0~0.8Ⅴ110~201.16~1.3620~4516~2413~1914~195~200.8~0.6Ⅴ20.6~0.3
附錄F隧洞涌水量預測F.1一般規定F.1.1遇有下列情況之一應判定隧洞存在涌水可能性并預測涌水量:1隧洞穿越富水巖層。2隧洞穿越富水的斷層帶、阻水斷層的影響帶、節理密集帶或其他構造破碎帶。3隧洞穿越可溶巖層與非可溶巖層接觸帶。4隧洞穿越充水溶洞、暗河、伏流等巖溶洞穴管道。5隧洞穿越巖溶地下水水平徑流帶或深部緩流帶。F.1.2隧洞涌水量預測應具備以下資料:1隧洞區降水量、蒸發蒸散量及地表水體的類型、規模等有關氣象、水文資料。2隧洞區地形地貌形態、地層巖性和地質構造及其透水性、富水性。3隧洞區地下水及含水層、隔水層、匯水構造、阻水構造的分布、類型、性質。4隧洞區巖溶發育程度、規模、連通性及巖溶水賦存條件。5隧洞區水文地質單元劃分及地下水補給、徑流、排泄條件。6隧洞圍巖的充水條件和類型。F.1.3隧洞涌水量預測應符合下列規定:1應根據工程地質、水文地質條件對隧洞分段進行正常涌水量、最大涌水量預測。2預測方法應根據勘察資料、氣象水文資料和水文地質條件確定,并宜采用不同預測方法相互驗證。F.2正常涌水量預測F.2.1宜采用水文地質比擬法、水均衡法、地下水動力學法預測隧洞正常涌水量。F.2.2當隧洞穿越潛水含水層時,可采用水文地質比擬法預測隧洞正常涌水量。1隧洞比擬法:以工程地質、水文地質條件相似的既有隧洞(或已施工洞段)涌水資料,采用隧洞比擬法按公式(F.2.2-1)~公式(F.2.2-3)預測新建隧洞(或后期施工洞段)正常涌水量。(F.2.2-1)(F.2.2-2)(F.2.2-3)式中——新建、既有隧洞通過含水層地段的正常涌水量,m3/d;——新建、既有隧洞通過含水層地段的涌水面積,m2;——新建、既有隧洞通過含水層中自靜止水位起的水位降深,m;——新建、既有隧洞洞身橫斷面的周長,m;——新建、既有隧洞通過含水層地段的長度,m。2抽水試驗Q—S外推法:根據抽水試驗資料,采用Q—S曲線方程外推法預測隧洞正常涌水量。F.2.3可采用水均衡法預測隧洞正常涌水量。1采用地下徑流深度法,可按公式(F.2.3-1)~公式(F.2.3-3)計算:(F.2.3-1)(F.2.3-2)(F.2.3-3)式中——隧洞通過含水層地段的正常涌水量,m3/d;——年地下徑流深度,mm;——隧洞通過含水層地段的集水面積,km2;——年降雨量,mm;——年地表徑流深度,mm;——年蒸發蒸散量,mm;——年地表滯水深度,mm;——隧洞通過含水層地段的長度,km;——隧洞涌水地段L長度內對兩側的影響寬度,km。2地下徑流模數法:當隧洞穿越水文地質參數缺乏的潛水含水層時,按公式(F.2.3-4)、公式(F.2.3-5)預測隧洞正常涌水量。(F.2.3-4)(F.2.3-5)式中——地下徑流模數,m3/(d.km2);A——隧洞通過含水層地段的面積,km2;——地下水補給的河流的流量或下降泉流量(采用枯水期流量計算),m3/d;——與的地表水或下降泉流量相當的地表流域面積,km2;其他符號意義同前。3降水入滲法:當隧洞位于地下水位之上,或穿越水文地質參數缺乏的潛水含水層時,按公式(F.2.3-6)預測隧洞正常涌水量。(F.2.3-6)式中——降水入滲系數;A——隧洞通過含水層地段的地表面積,km2;其他符號意義同前。F.2.4當隧洞穿越潛水含水層時,宜采用地下水動力學法預測隧洞正常涌水量。1裘布依理論公式:當隧洞埋深較小時,按公式(F.2.4-1)預測隧洞正常涌水量。Qs=LKH2式中Qs——隧洞正常涌水量,m3/dL——隧洞通過含水層的長度,m;K——含水層的滲透系數,m/d;H——靜止水位至隧洞底板的距離,m;h——洞內排水溝假設水深(一般考慮水躍值),m;R——隧洞涌水地段的影響半徑,m;r——洞身橫斷面等價圓半徑,m。2科斯加可夫公式:當隧洞埋深較大時,按公式(F.2.4-2)、公式(F.2.4-3)預測隧洞正常涌水量。Qs=LK2αHα=π2+H式中H0——靜止水位至洞身橫截面等效圓中心的距離,其他符號意義同前。3落合敏郎公式:當隧洞埋深較大時,按公式(F.2.4-4)~公式(F.2.4-6)預測隧洞正常涌水量。Qs=LK[HR=2SKR=10SK式中d——洞身橫截面的等價圓直徑,m;S——地下水位降深,m;hc——含水層厚度,m其他符號意義同前。F.2.5當隧洞通過的含水層各個方向上的透水性或補給條件差別很大時,宜將隧洞區分成若干扇形區段,然后根據輻射流公式,分段預測隧洞正常涌水量。1含水層為潛水時,可按公式(F.2.5-1)分段計算正常涌水量Qs=K(b1-式中Qs——隧洞通過含水層的分段正常涌水量,m3/dK——扇形區段內含水層的滲透系數,m/d;b1——上游計算斷面寬度,mb2——下游計算斷面寬度,mh1——上游計算斷面潛水層厚度,mh2——下游計算斷面潛水層厚度,mL——上、下游斷面之間的平均距離,m。2含水層為承壓水時,可按公式(F.2.5-2)分段計算正常涌水量:Qs=KM(b1式中M——扇形區段內承壓水含水層的平均厚度,m;H1——上游計算斷面承壓水位,mH2——下游計算斷面承壓水位,m其他符號意義同前。F.2.6初步設計階段,穿越潛水含水層的巖溶區隧洞,宜采用地下滲流三維數值法預測隧洞正常涌水量。F.3最大涌水量預測F.3.1當隧洞穿越潛水含水層時,宜采用水文地質比擬法、地下水動力學法預測隧洞的最大涌水量。F.3.2以工程地質、水文地質條件相似的既有隧洞(或已施工洞段)的最大涌水量資料,采用水文地質比擬法,按F.2.2條1款的規定預測新建隧洞(或后期施工洞段)的最大涌水量。F.3.3采用地下水動力學法預測隧洞最大涌水量。1古德曼經驗公式:按公式(F.3.3-1)預測隧洞最大涌水量。Q0=LK2πH式中Q0——隧洞通過含水層地段的最大涌水量,m3/dL——隧洞通過含水層的長度,m。K——含水層的滲透系數,m/d;H0——靜止水位至洞身橫截面等效圓中心的距離,md——洞身橫斷面等價圓直徑,m。2佐藤邦明非穩定流公式:按公式(F.3.3-2)預測隧洞最大涌水量。Q0=LK2πmH0ln式中m——換算系數,宜取0.86;hc——含水層厚度,m其他符號意義同前。3大島洋志公式:按公式(F.3.3-3)預測隧洞最大涌水量。Q0=LK2πm(H式中m——換算系數,宜取0.86;H——靜止水位至隧洞底板的距離,m;r——洞身橫斷面等價圓半徑,m;其他符號意義同前。
附錄G隧洞圍巖變形評價G.0.1隧洞圍巖變形一般分為擠壓型、材料型和結構型。擠壓型變形采用隧洞圍巖徑向相對位移和巖體強度應力比進行評價。G.0.2隧洞圍巖擠壓變形等級可按表G.0.2進行劃分。表G.0.2隧洞圍巖擠壓變形等級劃分圍巖擠壓變形等級隧洞圍巖徑向相對位移(%)巖體強度應力比Rcm/σm圍巖擠壓變形特征<1少量支護Ⅰ級1~2.50.2~0.35輕微Ⅱ級2.5~50.15~0.2中等Ⅲ級5~100.1~0.15嚴重Ⅳ級>10<0.1極嚴重注:表中Rcm為巖體單軸抗壓強度(MPa),σm為圍巖最大主應力(MPa)。G.0.3隧洞徑向相對位移ε可采用公式(G.0.3)計算。(G.0.3)式中——隧洞圍巖徑向相對位移,%;——隧洞支護壓力,MPa。G.0.4巖體單軸抗壓強度可采用公式(G.0.4)計算。(G.0.4)式中——完整巖石常數,取值可參考表G.0.4-1;——巖石單軸抗壓強度,MPa;——地質強度指標,可根據表G.0.4-2進行估算。
表G.0.4-1按巖組確定完整巖石常數巖石類型類別巖組巖石結構粗粒中粒細粒極細粒沉積巖碎屑巖類礫巖*(21±3)
角礫巖*(19±5)砂巖
17±4粉砂巖7±2
雜砂巖(18±3)黏土巖4±2
頁巖(6±2)
泥灰巖(7±2)碎屑巖碳酸鹽類粗晶石灰巖
(12±3)亮晶石灰巖
(10±2)微晶石灰巖
(9±2)白云巖
(9±3)蒸發巖類石膏8±2硬石膏12±2有機質類白堊7±2變質巖無片狀構造大理巖9±2角頁巖(19±4)
變質砂巖(19±3)石英巖20±3微狀構造混合巖(29±3)角閃巖26±6片麻巖28±5片狀構造**片巖12±3千枚巖(7±3)板巖7±4火成巖深成巖淺色花崗巖32±3
閃長巖25±5
花崗閃長巖(29±3)黑色輝長巖27±3
粗粒玄巖(16±5)
長巖20±5淺成巖斑巖(20±5)輝綠巖(15±5)橄欖巖(25±5)噴出巖熔巖流紋巖(25±5)
安山巖25±5石英安長巖(25±3)
玄武巖(25±5)火山碎屑巖集塊巖(19±3)角礫巖(19±5)凝灰巖(13±5)注:1.帶“*”號表示礫巖、角礫巖的取值范圍很寬,取決于膠結成分的性質和膠結程度。2.帶“**”號表示該值是在完整巖石試樣上垂直于層面或片理面試驗得到的,若沿弱面破壞,則值將與點荷載試驗值有明顯不同。3.表中括號內的值為估計值,不同材料的取值范圍取決于結晶構造的粒度和咬合狀態,取值越高,對應的結晶顆粒咬合越緊密且摩擦越大。表G.0.4-2地質強度指標評分表地質強度指標(HoekandMarinos,2000)結構面表面特征很好很粗糙,新鮮未風化表面好粗糙,微風化,結構面有鐵質銹染中等光滑,中等風化,有蝕變現象的結構面差表面有擦痕,強風化,泥膜覆蓋或棱角碎塊很差有擦痕,強風化,粘土覆蓋或充填的結構面巖體結構結構面表面質量遞減完整或整體結構。完整巖體或野外大面積范圍內分布有極少的間距大的結構面巖塊鑲嵌程度降低塊狀結構。緊密結合未擾動巖體,三組節理相互切割形成立方塊體鑲嵌結構,結構體相互結合,由四組或更多的節理形成多面棱角塊體,部分擾動塊體/擾動/裂隙。褶曲由棱角塊體組成,結構體由許多節理相互切割而成,層面或片理面連續碎裂結構。巖塊間結合程度差,有棱角狀或磨圓狀巖塊組成的嚴重碎裂結構巖體層狀/剪切帶。由于密集片理或剪切面作用,只有極少的塊體組成的巖體注:1根據巖性、巖體結構和結構面表面特征確定平均GSI值,不需太精確,引用范圍值即可,例如GSI=33~37。2該表格不適用于由結構面控制巖體破壞的情形。3在破碎巖體中進行巖體開挖時,遇地下水活動,GSI取值應在圖中往右移,水壓力的作用通過有效應力分析解決或處理。4N/A為不可能出現的情況。
附錄H隧洞有害氣體和放射性評價H.1一般規定H.1.1隧洞有害氣體和放射性評價應在全面分析隧洞區地層巖性、地質構造條件和生態環境、地方病史病例等資料的基礎上進行,宜分為初步分析和詳細評價,詳細評價應在初步分析的基礎上進行。H.1.2隧洞有害氣體應主要查明CO、CO2、NO2、SO2、NH3、H2S、CH4等的分布、濃度和含量,評價其對隧洞施工和運行的影響。H.1.3隧洞放射性應主要查明放射性元素的分布及γ輻射量、射氣量和天然鈾U、鐳(226Ra)、氡(222Rn)、總α、總β等的濃度和含量,評價其對隧洞施工和運行的影響。H.1.4工程地質勘察報告應有專門篇章評述有害氣體和放射性情況,預測和評價有害氣體和放射性的危害程度及對工程的影響,并提出防護建議。H.2初步分析H.2.1初步分析應采用資料收集、地質調查等方法了解有害氣體和放射性的區測環境資料,調查其成生、儲積的地質條件。H.2.2具有下列條件的洞段或部位,可初步判定其可能存在有害氣體:——煤系地層、含碳地層、含硫地層及區域斷裂等可成生、儲積有害氣體的地層和構造廣泛分布;——背斜、穹窿、封閉斷層等利于有害氣體儲積的圈閉構造分布;——曾發現、發生過有害氣體的地區。H.2.3具有下列條件的洞段或部位,可初步判定其可能存在放射性:——酸性巖漿巖體、花崗片麻巖體及偉晶巖脈侵入巖體等,可成生放射性元素的巖體廣泛分布。——核素礦體分布。——附近居民有放射性地方病史病例。H.3有害氣體詳細評價H.3.1詳細評價應在可能存在有害氣體的洞段或部位進行。H.3.2有害氣體的勘察宜符合下列要求:1查明成生地層的巖相、巖性、分布特征及其物理化學性質。2查明儲氣構造的性質、規模、分布特征。3主要成生地層和儲氣構造部位應布置鉆孔勘探,并取巖、水樣進行試驗、檢測。4利用鉆孔進行有害氣體測試,主要包括含量、化學成分、壓力、涌出量等。H.3.3應詳細評價、預測有害氣體對隧洞施工安全、人體健康和輸送水質的影響,并應符合下列規定:1隧洞施工有害氣體最大允許濃度應符合表H.3.3的規定。表H.3.3地下洞室有害氣體最大允許濃度名稱符號最大允許濃度體積比(%)重量比(mg/m3)一氧化碳CO0.0024030二氧化碳CO20.50氮氧化物換算成NO20.000255二氧化硫SO20.0005015氨NH30.0040030硫化氫H2S0.0006610甲烷CH412對輸水水質的影響評價應符合國家現行有關標準的規定。3隧洞通過含瓦斯地層應按國家有關安全生產的規定進行類型劃分、工區分類和突出危險評價。H.3.4評價內容應符合下列規定:1應包括隧洞工程地質條件,有害氣體成生、儲存地質條件,有害氣體的測試方法、測試結果及其類型、分布、含量,危害性評價和防護建議等。2遇有煤礦層尚應包括穿煤情況及煤層的地質特征,主要瓦斯參數、涌氣量預測及危險性評價和防護建議。3附圖應在工程地質圖的基礎上,標繪有害氣體的類型、分布范圍等。H.4放射性詳細評價H.4.1詳細評價應在可能存在放射性元素的洞段或部位進行。H.4.2放射性元素的勘察宜符合下列要求:1查明成生巖體的巖性、成因類型、規模、分布特征及其礦物成分和物理化學性質。2查明聚積構造和侵入體蝕變帶的性質、產狀、規模等。3查明環境γ輻射強度,地表、地下水體中的鈾、鐳等放射性元素濃度,空氣氡及氡子體濃度,總α、總β濃度等。4應利用鉆孔或探洞進行放射性編錄和γ測井,取巖、水樣進行放射性分析、化學分析。5γ總量測量應以物探為主,必要時可進行γ+β測量和射氣測量。H.4.3應詳細評價、預測放射性對人體健康和輸送水質的影響,進行放射性分級和工作分區,并應符合下列規定:1對個人劑量的限制和公眾照射限制的原則等應符合GB18871的有關規定。2核輻射環境質量評價應符合GB11215的有關規定。3對輸送水質的影響評價應符合國家現行有關標準的規定。4放射工作分區可根據年有效劑量He,按表H.4.3劃分為三區。表H.4.3放射工作分區分區非限制區監督區控制區劃分標準He<5mSv5mSv≤He≤15mSvHe>15mSvH.4.4評價報告應符合下列規定:1應包括隧洞工程地質條件,放射性元素成生、儲存地質條件,放射性測試方法、測試結果及其類型、分布、強度、含量,危害性評價和防護建議等。2附圖應在工程地質圖的基礎上,標繪放射性元素的類型、分布范圍及γ場分級和工作分區。
附錄I渠道工程地質分段評價I.1渠道分段I.1.1渠道工程地質初步分段應以地形地貌單元為基礎,按地層巖性、地質構造、地下水等工程地質條件進行劃分。遇分散性土等特殊土地段宜單獨劃分。I.1.2渠道工程地質分段應在初步分段的基礎上,按挖方、填方和挖填結合等不同施工形式進行劃分。I.2分段評價I.2.1初步分段評價應包括下列主要內容:1地形地貌類型、分布特征和滑坡、泥石流、移動沙丘等不良地質現象的類型、性質、分布規模及其對渠道穩定的影響;2地層巖性、產狀、分布特征。第四紀沉(堆)積物的成因類型、物質組成、結構特征及軟弱、膨脹、分散性、易溶、濕陷、液化、震陷、架空層等特殊巖土和不良結構體的分布及其工程地質性質;3斷層、破碎帶、裂隙密集帶等的性質、產狀、規模、分布特征;4地下水的埋藏條件、類型、水位及其變化規律;5巖土體的透水性;6巖土體的物理力學性質及物理力學參數;7可能產生的渠道滲漏、滲透穩定、浸沒、鹽漬化、內澇等工程地質、環境地質問題。8季節性凍土區高地下水位渠段深方渠道可能產生的邊坡穩定問題。I.2.2分段評價應在初步分段評價的基礎上根據渠道的施工形式進行,深挖方和高填方渠段應進行專門評價。巖土體結構類型宜符合表I.2.2的規定。分段評價主要包括下列主要內容:1挖方渠道邊坡巖土體結構類型及其工程地質條件、開挖邊坡穩定性等工程地質問題;2填方渠道工程地質條件、渠基巖土體結構分類和主要工程地質問題;3挖填結合渠道按1、2款的有關規定進行評價;4挖方與填方渠道過渡段的工程地質地質條件和工程地質問題;5可能存在的渠道滲漏、滲透穩定、震陷、邊坡穩定、沉降變形、震動液化、承載力、抗沖刷等工程地質問題,提出有關工程地質參數建議
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