圆梁山深埋特长隧道设计研究生本科学位论文.doc

圆梁山深埋特长隧道设计研究生本科学位论文.doc

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1、山东科技大学工程硕士专业学位论文第一章绪论1.1工程概述及工程与水文地质特征1.1.1工程概述圆梁山深埋特长隧道是渝怀线的关键性控制工程,隧道全长11068m。隧道进口位于细砂车站怀化端,车站伸入隧道949m,出口紧邻炭厂河一号大桥。隧道地处渝、鄂、黔三省市毗连地区,为川东褶皱山地与鄂西山地、贵州高原的接触带,属中、低山地形。主要发育毛坝向斜、桐麻岭背斜及伴生断裂、向斜区内发育较多横张断裂。地貌形态明显受构造和岩性控制,具带状展布特征,以褶皱构造为骨架,形成北北东向山脉和纵向河谷相间。隧道穿越乌江水系与

2、沅江水系的分水岭——武陵山脉。地形条件十分困难,地质条件异常复杂,该隧道被称为国内隧道设计、施工禁区。该工程主要工程地质问题有:岩溶涌(突)水、高水压、高应力及煤层瓦斯,其中岩溶、高压富水地质是最为关键的问题。[1]1.1.2水文、气象特征本区水系基本呈格子状水系,主河流大多沿北北东向发育。背、向斜中的可溶岩地块中多为各自封闭的岩溶洼地,难以形成较大的地表径流。本区河流除细纱河属于乌江水系外,其余均属沅江水系,两者分水岭位于毛坝向斜西翼标高1350m以上的长条形山地。本区气候温和,具有春雨、夏旱、秋绵、

3、冬干的特点,多年平均气温17.7℃,最高温度44.1℃,最低气温8.1℃。多年平均降水量1386.6mm,且分布不均匀,主要集中在5、6、7、8四个月,占年降雨量的54.3%,各月降雨量、气候的垂直分带较明显,随海拔高度的增加年平均气温降低、雨量增加。1.1.3地层岩性本区广泛分布巨厚层的海相地层,出露最老的地层为桐麻岭背斜轴部的寒武系中统高台组,最新为毛坝向斜部的三叠系下统嘉陵江组,中间缺失整个石炭系、志留系中、上统和泥盆系中、下统。本区出露地层由新至老分述如下。工程地质状况如图1所示。(1)三叠系(

4、T)①嘉陵江组(T1j):灰色薄层至中厚层状泥岩、白云质灰岩,未见顶,与下伏地层整合接触。属V级次坚石。②大冶组(T1d):厚378m,按其岩性可分为三段。大冶组一段(T1d191山东科技大学工程硕士专业学位论文):灰绿色薄层状泥岩夹泥灰岩,底部的黄绿色水云母粘土岩与下伏地层分界,整合接触,厚17m,属Ⅳ级软石。该段在走向上分布不稳定,在向斜东翼杉木坳至茨竹坝变薄至尖灭。二段(T1d2):上部为浅灰色厚层状鲕粒灰岩及生物碎屑灰岩,厚326m,属V级次坚石。三段(T1d3):紫红色薄层泥岩、砂质泥岩夹泥灰

5、岩及灰岩,厚34m,属Ⅳ级软石。(2)二叠系(P)①长兴组(P2c):灰、深灰色中至厚层状燧石结核灰岩,局部地段成为白云岩化的生物灰岩,厚52m,与下伏地层呈整合接触,属V级次坚石。②吴家坪组(P2w):上部为深灰、灰黑色薄至中厚层状灰岩与硅质灰岩不等厚互层;中、下部为厚5~10m灰黑色薄层含炭泥岩及煤层(厚0.05~0.3m)、铝土质泥岩,含较多黄铁矿结核,底界面凹凸不平,厚84m,与下伏地层呈假整合接触,属Ⅳ级软石~Ⅴ级次坚石。③茅口组(P1m):浅灰、灰色厚层状灰岩,含少量燧石结核,下部为灰黑色中

6、厚层状沥青质灰岩,含透镜状有机质泥岩及燧石结核,俗称“眼球状灰岩”,厚249m,与下伏地层呈整合接触,属V级次坚石。④栖霞、梁山组(P1l+q):灰、深灰色中厚层状灰岩与灰黑色沥青质泥岩,厚183m,属V级次坚石。底部梁山组厚1.8m,(3)三叠系(D)本区内残留上统水车坪组(D3s):厚40m,属Ⅳ级软石,与下伏地层呈假整合接触。岩性由上至下分别为:灰、黄色中厚层状灰岩,黄绿、紫红色泥岩,底部为厚2.9m灰白色厚层状细粒石英岩状砂岩。(4)志留系(S)志留系在中部为黄绿色,紫红色薄层状泥岩、砂质泥岩,

7、下部为灰绿色薄至中厚层状粉砂岩与砂质泥岩不等厚互层,底部为黄绿色、黑色粉砂质页岩,厚1960m,与下伏地层呈整合接触,属Ⅳ级软石。(5)奥陶系(O)①奥陶系中、上统(O2+3):由上至下分别为黑色薄层状页岩、深灰色含泥灰岩(瘤状灰岩),灰色中厚层状龟裂纹灰岩,下部为灰、灰绿色瘤状灰岩,厚75m,与下伏地层呈整合接触,属Ⅳ级软石~V级次坚石。②大湾组(O1d91山东科技大学工程硕士专业学位论文):上部为灰绿色薄层状粉砂岩夹钙质泥岩;中部为紫红色薄至中厚层状泥灰岩;下部为灰绿色、紫红色薄层状钙质泥岩,厚14

8、5m,与下伏地层呈整合接触,属Ⅳ级软石。③红花圆、分乡及南津关组(O1n+f+h):上部灰至深灰色厚层状结晶灰岩;中部为灰绿色薄层状灰岩与钙质泥岩互层;下部为灰色中至厚层状灰岩,含白云质及燧石结核;底部为厚30~40m灰色厚层状生物碎屑灰岩,含较多介壳化石,厚254m,与下伏地层整合接触,属V级次坚石。(6)寒武系(∈)①毛田组(∈3m):灰色中厚状含白云质灰岩、灰质白云岩,上部夹竹叶状灰岩及燧石结核;具涡卷状构造,底部具假鲕状结构,厚19

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