圆梁山深埋特长隧道设计研究生_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

2、系与沅江水系的分水岭——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

3、、秋绵、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。（

4、1）三叠系（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

5、、砂质泥岩夹泥灰岩及灰岩，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

6、结核，下部为灰黑色中厚层状沥青质灰岩，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

7、色薄层状泥岩、砂质泥岩，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、

8、紫红色薄层状钙质泥岩，厚145m，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