SSZ-6工程、水文地质勘察报告

新建铁路南广线桂肇段黄竹坪隧道SSZ-6孔

工程、水文地质勘察报告

湖南湘煤地质工程勘察有限公司

二ＯXX年十月

新建铁路南广线桂肇段黄竹坪隧道SSZ-6孔

工程、水文地质勘察报告

总 经 理：

总工程师：

主    编：

编    制：

审    核：

编制单位：湖南湘煤地质工程勘察有限公司

提交时间：20XX年10月


目     录

一、概况. 1

二、地理位置及地形、地貌. 2

三、区域地质构造及工程地层特征. 3

（一）区域地质构造. 3

（二）工程地层特征. 3

四、水文地质条件. 5

（一）水文地质条件. 5

（二）水文地质试验. 5

（三）岩层裂隙岩溶发育情况. 6

五、隧道围岩岩石力学性质及工程地质评价. 8

（一）岩石力学性质. 8

（二）工程地质评价. 8

六、综合测井测试. 10

七、封孔情况. 13

八、结论. 13


附图、附表

图号    顺序号                                    比例尺

1     1-1     区域地质图                      1:200000

2     2-1     SSZ-6孔工程地质综合柱状图      1:1000

3     3-1     抽水试验曲线图1、图2

4     4-1     综合测井成果图

 

附表：

附表：岩石物理力学性质实验报告

附表：岩石鉴定报告

附表：水质检验报告

    其它：岩芯照片


新建铁路南广线桂肇段黄竹评隧道SSZ-6孔

工程地质、水文地质勘察报告

一、概况

黄竹坪隧道位于广东省云浮市郁南县南江口镇境内，设计钻孔SSZ-6，里程为DK320+700右15m处。为查明隧道沿线两侧工程地质，水文地质条件，为隧道设计，施工提供依据。中铁工程设计咨询集团有限公司地路院特委托湖南湘煤地质工程勘察有限公司（以下简称我公司），承担南广铁路桂肇段黄竹坪隧道SSZ-6深孔的钻探任务。

我公司受理业务后，迅速组织精干的技术人员、设备物质及资金，采用XY-300型钻机，于20##年7月23日进场，设备安装调试后于20##年8月3日至20##年8月11日完成钻探任务（终孔深度为150.0m），尔后又进行水文地质试验及岩、水样的采取送验和电测井工作，直至20##年8月21日全部竣工，历时30天，共完成如下工作量（见表1、表2）

钻探施工期间，我公司严格按照《铁路工程地质水文勘察规程》（TB10049-2004）、《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2007）、《铁路工程岩土分类标准》（TB10077-2001）、《铁路工程钻探规程》等规程规范施工，各项技术指标均达到设计要求。岩、水样的室内测试工作均由湖南省工程勘察院中心实验室测试 。质量符合有关规范要求，并提交了岩、水样的测试报告。

                完 成 工 作 量 表                （表1）

SSZ-6孔岩样、水样化验统计表              表（2）

二、地理位置及地形、地貌

新建铁路南广线桂肇段黄竹坪隧道SSZ-6深孔，里程为DK320+700右15 m处，该孔位于广东省云浮市郁南县南江口镇境内，属西江流域（中游），其钻孔座标经距：X＝489545.98，纬距：Y＝555669.96，孔口标高+214.97m，地表大部岩层裸露，区段地形最高标高+813m（大历山），最低标高为西江（流域）20##年6月23日西江梧州站水位26.75m，流量53000m3/s；西江高要站水位12.34m，流量54700m3/s。沟谷深切，气候温和，属亚热带气候，平均气温20.9℃，湿度适宜，四季分明，环境优美。

 

三、区域地质构造及工程地层特征

（一）区域地质构造

区内位于云开隆起带，自基底形成之后，经历了自晋宁期以来的长期而复杂的变质演化历史，于加里东期形成的变质核杂岩或穹隆构造，奠定了云开隆起区的基本结构格局。地层走向北西—南东。

（二）工程地层特征

根据1∶200000地质图（罗定幅）C—D剖面图，自北西—东南由老至新依次出露地层为下古生代寒武系（∈） 、奥陶系（O）、志留系（S），上古生代泥盆系（D）、石炭系（C），中生代三迭—侏罗系（T-J）、白垩系（K），新生代第三系（E）、第四系（Q）等地层。

据钻探结果，本孔自上而下出露地层为志留系（S）等地层（见SSZ-6地质柱状图图1），现分述如下：

1、志留系（S）

（1）泥质页岩（0.0-8.0m）：浅灰色（W3），矿物成分为高岭石，朦脱石，长石，具页状层理，节理裂隙发育，岩芯呈块状、短柱状采取率为80%，RQD=20％。

（2）砂质页岩（8.0-19.0m）：褐黄色（W3），中厚层状，矿物成分以长石为主，钙质胶结，节理裂隙发育，岩芯呈块状、短柱状采取率75%，RQD=21％。

（3）千枚岩（19.0-20.8m）：深灰色（W2），矿物成分为云母，长石，石英，绿泥石，局部有少量白色石英脉，千枚状构造，裂隙发育，岩芯呈块状，短柱状，采取率78%，RQD=17%。

（4）千枚岩（20.8-38.3m）：浅灰色（W2），矿物成分为云母，长石，石英，绿泥石等，千枚状构造，裂隙发育，岩芯呈块-短柱状，采取率70-90%，RQD=31-76%。（岩芯在34.0-34.2m处取样化验，其饱和平均抗压强度为46.11MPa，其烘干平均抗压强度为54.947MPa）。

（5）千枚岩（38.3-51.0m）：深灰色（W2），矿物成分为云母，长石，石英，绿泥石等，千枚状构造，局部有少量长石，石英脉，裂隙较发育，岩芯呈块-短柱状，节长0.003-0.055m，采取率70-80%，RQD=27-74%。（深度42.10m处取水样化验PH=7.4，侵蚀性CO2为1.34，该水样无侵蚀性。）

（6）变质砂岩（51.0-124.3m）：（W2），矿物成分以长石，石英为主，断口见斑点状黄铁矿，岩芯在63.0-64.0m，65.0-70.0 m，78.8-82.8 m，91.5-92.8m处裂隙发育，其余地段裂隙较发育，岩芯呈块状、短-长柱状，节长0.002-0.07m，采取率75-85%，RQD=12-80%。（岩芯在54.3-55.5m处取岩石鉴定磨片定名为硅化碳酸盐化细粒石英砂岩。）

（7）砂岩（124.30-150.0m）：深灰色（W2）矿物成分以长石、石英，含黄铁矿，裂隙较发育，岩芯呈短-长柱状，节长0.07-0.8m，采取率：85-91%，RQD=61-90%。（岩芯在125.0-145.0m处取岩石鉴定磨片定名为绿泥石化、碳酸盐化、硅化含粉砂绢云板岩。深度在123.20m处取水样化验PH=7.2，侵蚀性CO2为2.01，该水无侵蚀性。）

四、水文地质条件

（一）水文地质条件

本孔位于西江水系西南侧，属构造剥蚀切割中低山地形，钻孔标高214.97m，地表地层为砂质页岩、砂岩风化层，其浅部砂岩为强风化层。地形构造剥蚀切割沟谷较强烈，大气降水沿沟谷渗入，地下水沿岩层裂隙低洼处风化裂隙带迳流，在沟谷低洼处排出地表，场地为地下水流场的天然补给迳流区。经水质化验结果，地下水水质为HCO3--Na++K+型水，对混凝土无侵蚀性。

（二）水文地质试验                         

根据钻探揭露地层，钻孔岩芯编录，浅部裂隙较发育，以下岩芯较完整，裂隙不甚发育，深度在38.3m以下裂隙发育程度有所减弱，通过静止水位观测，测定静止水位标高为+211.05m（水位3.95m），岩溶裂隙发育段厚度62.1m为强含水层段。地下水主要来源为大气降雨沿岩溶裂隙渗入水，依据本孔水文地质特征，特采用深井潜水泵（水泵型号：100JD1.5－134/25－2.5）为抽水试验设备，该潜水泵最大扬程180m，流量3.6m3/h，含水层类型为承压水完整井。本孔抽水试验为三次降深，涌水量-水位降深、单位涌水量-水位降深，见抽水试验曲线图1、图2  。单孔渗透系数（K）、影响半径（R）其计算公式如下：

K＝（0.366Q/MSw）×（lgR/rw ）

R=10SW

式中：

K——钻孔含水层渗透系数,m/d

Q——抽水孔实测流量，Q＝12.7m3/d     (第一次抽水流量)

rw——抽水孔出水半径，rw＝0.055m

Sw——抽水孔水位降深，Sw＝126.05m

H——含水层厚度，H＝62.1m

R——影响半径m

经计算单孔含水层平均渗透系数为2.747×10-3m/d，钻孔最大影响半径为37.0m。抽水试验成果见表3。

（三）岩层裂隙岩溶发育情况

根据地质、水文地质特征，结合水文地质试验及物探测井成果，该孔裂隙在浅部垂直向上浅部发育，深度在38.30m以下随着钻孔深度的增加，岩溶裂隙随深度的增加而减弱，岩石质量RQD指数增加，电测井岩溶裂隙较发育。


抽水试验成果表

（表3）


五、隧道围岩岩石力学性质及工程地质评价

（一）岩石力学性质

     根据湖南省工程勘察院中心实验室岩石物理力学性质试验成果报告其统计值见表4。

            SSZ-6孔岩石单轴抗压强度统计表                 （表4）

（二）工程地质评价

按照《铁路工程地质手册》中有关铁路隧道围岩分类方法，结合本工程的工程地质及水文地质条件分析，本隧道围岩级别为Ⅳ级。具体围岩分级情况及围岩性质见表5、表6。


                     铁路隧道围岩分类                      （表5）

黄竹坪隧道围岩级别划分表                （表6）

六、综合测井测试

桂肇段黄竹坪隧道SSZ-6孔综合测井工作所采用的测试方法有：电阻率、声波波速、岩石密度、井径、井温、自然电位、自然伽玛及扩散发水文测井。

1、SSZ-6孔测井分层和综合测井解释成果是SSZ-6孔测井曲线综合解释成果图(物探综合测井报告)。钻孔岩性物性统计见表7。

2、资料解释：

通过对SSZ-6钻孔测井各参数的综合分析，并参考岩芯鉴定结果后以为，本钻孔可划分为7个岩段，每个岩段的物性参数统计结果见《SSZ-6钻孔各岩段物性参数统计表》，其中21.3米以上为套管，21.3米以上测量数据无地质意义。下面分别对各岩段解释如下：

1.21.3～38.8米为碎石土，该段井径扩大，密度减小，电阻率、波速、密度等曲线变化大为碎石土的不均匀性造成。值得指出的是该段从岩石波速上看，岩石波速大于3.0km/s，属于强风化、破碎的基岩，不属于碎石土，可能岩性鉴定错误。

2.38.8～45.2米为角砾状千枚岩，其电阻率、波速、密度均较高，局部密度减小，该段岩石基本完整。

3.45.2～112.5米为变质砂岩，该段电阻率较低，波速、密度曲线变化平缓，局部有井径变大的现象，整体上此段岩石基本完整，部分地段裂隙较发育。

4. 112.5～117.5米为变质砂岩，电阻率、波速、密度均较高，电阻率、密度起伏变化较大，该段岩石基本完整。

5. 117.5～124.2米为变质砂岩，其电阻率、波速、密度较高，岩石裂隙较发育。

6. 124.2～137.5米为砂岩，电阻率、波速、岩石密度较低，岩石裂隙较发育。

7.137.5～200米为砂岩，电阻率、波速、密度均较高，该段岩石完整。

                 SSZ-3钻孔岩性物性统计表              (表7)

3、隧道洞身高程范围（深度：125.0-145.0m）磨片定名为绿泥石化、碳酸盐化、硅化含粉砂绢云板岩，各测井曲线反映明显。物探曲线反映在124.2-137.5m处其电阻率、波速、密度较低，岩石裂隙较发育。其电阻率平均值：889ΩM；声波波速平均值：5.27km/s；岩石密度平均值：2.58g/cm3，自然伽玛平均值14γ。深度在137.5-150m处为砂岩，其电阻率、波速、密度均较高，该段岩石完整。其电阻率平均值：2714ΩM；声波波速平均值：5.55km/s；岩石密度平均值：2.59g/cm3。按照《铁路工程地质手册》（表5-4-14），围岩的弹性波速指标，围岩类别为Ⅵ级。（见表8）

             围岩的弹性波速指标                  （表8）

4、孔内最高自然放射性强度为24γ，未超过国家放射性防护标准（小于64γ）。

5、由扩散法水文测井曲线反映：深度在38.8m、117.5m、124m处岩石裂隙发育，为含水段。推测在70m附近漏水。

七、封孔情况

根据《铁路工程地质勘察规程》要求，全孔采用清水钻进。封孔时，对孔壁反复冲洗直至孔口返出清水．封孔使用材料：水泥、中细沙，水泥型号为425#，河沙干净，无泥质物。其配制比为水泥∶河沙∶水为1∶1∶0.5，其水泥重1.8吨，河沙重1.8吨，由钻杆将浆液送至孔底，实行全孔封闭（至井口），井口留有标志物，封孔质量可靠。

八、结论

综上所述，隧道顶板岩性为志留系（S）千枚岩、变质砂岩、砂岩等，裂隙较发育，根据钻探揭露、岩石化验结果及物探验证：围岩为硬质岩石，抗压强度较高，围岩类别为Ⅳ级，其隧道工程地质条件较简单。钻孔水样取样化验，地下水水质类型为HCO3--Na++K+型水，对混凝土无侵蚀性，按要求对全孔进行了封孔，封孔质量可靠。据水文地质试验综合结果，其钻孔含水层渗透系数K=2.747×10-3m/d,　钻孔抽水影响半径R=37.0m。因岩层倾角较陡（约45°-60°），围岩顶板易坍塌，在设计和施工中均应作好防护措施，确保隧道的正常施工及人身安全。

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