马家坡隧道进口段设计方案(2013.4.20).doc

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1、新建铁路兰州至重庆线兰州至广元段马家坡隧道第三系砂岩段设计方案中铁第一勘察设计院集团有限公司2013年4月西安目录一、工程概况1（一）概述1（二）工程地质条件1（三）水文地质条件2（四）地质条件综合评价3（五）原设计概况4二、施工现状4（一）施工进展情况4（二）施工揭示地质情况5（三）现场施工情况10三、工期分析13四、设计方案调整情况13（一）DK114+584～DK114+614试验段方案14（二）DK114+614～DK115+300段设计方案15（三）辅助坑道设计方案18五、投资估算18马家坡隧道第三系砂岩段设

2、计方案一、工程概况（一）概述马家坡隧道位于渭源县北寨乡和七圣乡境内，为黄土高原区，地表高程一般2130～2420m，隧道洞身最大埋深256m。隧道起迄里程DK113+222～DK119+052，全长5830m，为双线隧道，设计为单面下坡，隧道除洞身DK115+303.216～DK117+329.375、DK113+475.79～+857.106段位于直线上外，其余均位于R＝4500m的曲线上。施工图设计为进出口两端施工。（二）工程地质条件1、工程地质概况隧道洞身通过的主要地层以上第三系泥岩夹砂岩（NMs+Ss）为主：多

3、呈泥岩和砂岩互层状，局部夹薄层砾岩；泥岩成份以黏土矿物为主，层状构造，砂岩为粉细粒结构，泥质胶结为主，层状构造。成岩作用差，岩质较软，岩层倾角较小或近水平，产状起伏多变，主要为N20～69°E/6～35°N、N75～78°W/15～17°N、N45°W/8°S、N73°W/20°S，节理较发育，一般发育三组节理，Ⅳ级软石，Ⅳ～Ⅴ级围岩，σ0=350kPa。泥岩具有中等膨胀性。原设计隧道围岩分级如下：Ⅳ级：4940m；Ⅴ级：890m。2、补充勘察情况施工过程中，根据马家坡隧道进口段揭示地层情况，对地表进行了详细的补充调绘

4、，并结合隧道洞身开挖揭示地层情况，地表布置了2个深钻孔（DK114+800处孔深275m、DK115+394处孔深197m19马家坡隧道第三系砂岩段设计方案）、洞内布置2个浅孔，均已完成，共计506.1m/4孔，取岩样10组，水样4组，地表调绘观测点5个。钻探揭示，隧道洞身DK114+584～DK115+250段长666m,为上第三系砂岩，浅红色，成分以长石、石英为主，粉细粒结构，胶结差，成岩性差，手捏易碎多呈碎块或砂状，有渗水。围岩由IV级调整为V级。DK115+250～DK117+137段长1887m，以泥岩夹砂岩

5、，泥岩，呈棕红色，黏土矿物为主，泥质胶结。砂岩，浅灰色为主，成分以长石、石英为主，细粒结构，泥钙质胶结，岩质较坚硬。DK115+250～DK115+300段（50m）洞身为上第三系泥岩夹砂岩（泥钙质胶结，青灰色为主），洞顶上部为弱胶结砂岩，可能有渗水，围岩由IV级调整为V级；DK115+300～DK117+137段（1837m）洞身为上第三系泥岩夹砂岩（泥钙质胶结，青灰色为主），以IV级围岩为主。（三）水文地质条件隧道通过区地下水为第四系松散层孔隙潜水和基岩裂隙水，综合判定隧道为贫水区。1、地表水隧道洞顶山体冲沟发育，

6、虽然隧道洞身山体内各冲沟未见有常年流水，多为季节性流水。2、地下水马家坡隧道地下水主要赋存于砂泥岩裂隙（孔隙）中，为弱富水区，19马家坡隧道第三系砂岩段设计方案地下水的分布受岩性岩性控制，隧道通过的地层泥岩基本不含地下水，砂岩含孔隙潜水。砂岩含水层受颗粒组成、胶结程度、黏粒含量以及泥岩夹层等的影响，地下水的分布及富水性在空间上也存在一定差异。通过调查，地表有泉水零星发育，为接触下降泉，DK115+725左侧200m沟口有一人工水井和泉水，水量较小。DK115+725左侧200m沟口水井水井附近砂岩无侵蚀性CO2，Cl-

7、及SO42-对混泥土有腐蚀性，环境作用等级分别为L1及H1。（四）地质条件综合评价通过对第三系砂岩段地层物理力学性质及钻孔水文测试成果，主要结论如下：1、隧道DK114+584～DK115+250段长666m，为上第三系砂岩，泥质弱胶结，细粒结构为主，粒径主要为0.075～0.05mm，天然密度1.98g/cm3,含水率4.0～7.4%，黏粒含量4.8%～9.8%，孔隙率9.9%，颗粒密度2.61g/cm3,渗透系数为1.0×10-3～7.4×10-4cm/s,天然抗压强度0.159～0.835MPa,直剪试验φ=36

8、.5°、C=2.1kPa，纵波波速平均Vp=2.51km/s。具有原始状态下密实度高、不扰动状态下承载力和变形模量比较高的岩石特性。但第三系砂岩胶结程度较差，结构较脆弱，受扰动后易被破坏，稳定性较差，需加强支护。19马家坡隧道第三系砂岩段设计方案2、进口段施工揭示掌子面砂岩直立性较好，围岩基本稳定，仅下台阶渗水及基底积水浸润的围岩