第二章地質調查

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1、第二章地質調查¢2.1調查目標1.確定岩盤成因、種類以及岩盤狀況2.蒐集水文、瓦斯以及岩層溫度資料3.釐定隧道沿線岩盤之物理、力學性質及強度4.確定影響岩壓之地質因素¢2.2調查項目隧道地質調查應涵蓋下列各要項:1.隧道覆蓋岩盤之厚度2.隧道沿線岩盤分佈狀況、岩質及構造特性3.地表水系狀況4.岩盤所含地下水及瓦斯有害氣體之性質及含量5.岩盤力學特性及開挖安全之影響因素。¢2.3調查之分段與精度調查工作分為規劃選線、設計及施工期間等三階段辦理詳如圖2.3.1。¢選線規劃階段的調查方法主要以全計畫區域可行路線及建議路線

2、之一般地表地質調查、遙測與航照判釋、地表踏勘及水文地質調查等，根據調查結果所繪製平面地質圖及縱剖面地質圖的比例尺為1/5000~1/50000。¢設計階段的調查範圍以隧道沿線左右各500公尺之精查為主，尤其重點放在主要結構物如洞口邊坡及豎井，調查方法包括一般地表地質調查、地下鑽孔、室內與現地試驗、地球物理探查、水量與水質試驗及開挖調查等。¢施工階段的調查範圍以隧道沿線之開挖面為主，調查方法包括現場岩體分類評級確認、不連續面位態量測分析、開挖面地質測繪及開挖面穩定評估。根據調查結果所繪製隧道沿線平面地質圖及縱剖面地質

3、圖比例尺為1/1000~1/2000，隧道洞口平面地質圖及剖面地質圖比例尺為1/200~1/500。¢一般隧道或地下結構物工程之地質調查經費，約佔計畫總工程費的0.3~1.8%，或佔大地工程費的00.5~2.1%。¢2．4調查與試驗計畫之擬定¢地質調查與試驗旨在查明設計所需參數，因此有關工程施工影響範圍內之地形、地質，以及各種影響隧道工程之既存地盤條件與工程特性均涵蓋在內，以作為開挖穩定評估及支撐設計之用，並應特別注意下列重點:1.地滑、土石流、崩坍地及活斷層等移動性及可能發生災害之邊坡調查2.淺覆蓋隧道之地盤調查

4、，以提供檢討上覆地盤穩定性及推估地表沉陷量與沉陷範圍所需資料為目的3.地盤中斷層、剪力破碎帶與褶皺擾亂破碎帶，宜以震測方法調查其低速帶分佈及波速，必要時以鑽孔或其他適當方法補充¢4.含水未膠結地盤之調查，應著重於查明差異透水性層次之界面、各層次材料之組成，透水性與水壓¢5.含有大量黏土礦物之地盤，應查明岩石之膨脹潛能及膨脹壓力大小¢6.針對隧道沿線可能遭遇之高地熱區、溫泉、有害氣體、礦脈與礦坑等地盤，應以資料蒐集、現地踏勘與鑽孔等¢7.深層隧道須注意地盤初始應力¢8.隧道洞口段之地質調查著重於洞口邊坡之穩定性與產生

5、偏壓之可能性，以供評估洞口之安全性¢9.隧道豎井或交叉構造之地質調查重點，在確認該處岩體之品質與力學特性，俾利交叉段之穩定性評估¢10.地質條件複雜或具特殊重要性之隧道須詳查者，可以開挖探查橫坑、水平鑽孔或豎井等方法直接查證。¢2．5調查與試驗計畫之實施1.地表地質調查:包括現有地質圖、文獻之蒐集、判讀，遙測及航照圖之判讀。調查記錄應包括:地形、水系、沖積層、表土;岩盤種類、性質及位態;不連續面(節理、劈理及葉理)狀況;岩盤風化程度;斷層位置、位態、斷層組成物;泉水、地熱或溫泉及崩塌地等。¢2.地球物理探勘:常用之

6、地球物理探查方法有:震測法、電探法及速度井測法。震測法是製造人工震動，計算地表下地層反射或折射震波之速度，以界定岩層、斷層性質及分界面。電探法則是利用岩層或土層之地電阻，推估含水層之位置及地層孔隙率。速度井測法是於鑽孔內製造人工震動，而於另一鑽孔內接收震波，計算出地層之震波傳播速度，據以計算土壤或岩層之動態彈性模數及震動阻尼。¢3.鑽孔探查:經由鑽孔探查可探得覆蓋厚度、岩盤位置、岩盤品質(RQD)及斷層位置。經由採樣進行室內試驗，可求得岩盤強度、斷層泥組成成份及弱面狀況等。鑽孔內可配合進行岩盤透水試驗．水力破壞試驗

7、，裝設水壓計及量測地下水位等工作。¢4.開挖調查:開挖調查之主要目的係增加露頭資料，協助評估研判，以彌補地面地質調查及鑽探資料等之不足。開挖調查包括剝洗、槽溝、試坑、橫坑或其他以開挖為手段之調查方式，適用於岩盤露頭不佳或土層覆蓋厚而無法以地表觀察量測或直接取得資料之岩盤調查及材料調查。¢5.室內試驗:¢(1).一般物理性質試驗:包括含水量、單位重、比重、吸水率及孔隙率試驗。¢(2).單軸壓縮試驗:其目的求取完整岩心之單壓強度，作為岩心之強度分析及各頂岩力分析、設計與施工之依據¢(3).三軸壓縮試驗:其目的是求取完整

8、岩心在三軸受壓狀況下之剪力強度參數值，藉以評估岩盤之強度參數。¢(4).抗張強度試驗:其目的是求取岩心抗張強度，藉以評估岩盤強度。¢(5).直接剪力試驗:其目的是求取岩心試體所含弱面或層面之剪力強度參數。一般節理應考慮其表面平整度及粗糙度，再視現地狀況評估其強度參數。¢(6).靜彈性模數試驗:其目的是求取完整岩心受單軸壓縮時之應力-應變曲線、彈性模數及包生比