山区公路隧道工程分类及勘察方法

1）隧道工程分类、分级

（1）隧道工程分类

隧道根据穿越山体的地质结构特点，可分为越岭隧道、傍河隧道、城市隧道和水下隧道等多种类型，见表3.22。

表3.22　公路隧道山体地质结构分类表

（2）隧道工程分级

隧道根据工程的规模，可分为特长隧道、长隧道、中隧道、短隧道，见表3.23。

表3.23　公路隧道长度分级表

隧道根据跨度不同，可分为小跨度、中跨度、大跨度和特大跨度隧道，见表3.24。

表3.24　公路隧道跨度分级表

隧道根据在地下的埋置深度，还可分为浅埋隧道、一般埋隧道和深埋隧道，见表3.25。在类似山体地质结构条件下，由于规模、埋深的差异，其工程地质条件、环境工程地质问题、勘察评价内容、方法及勘察难度都具有不同的特点和区别。

表3.25　公路隧道埋置分级表

2）隧道勘察方法

（1）选址原则

隧址勘察以探明山体深部的地质结构和工程地质条件为主。受勘探工作量局限，隧址应选择地质构造清晰、地层岩性简单、环境工程地质问题少、进出口相对稳定的地段，并远离以下情况：

①隧道轴线走向与高应力区最大主应力方向（或较强残余应力的主应力方向）垂直或大角度相交的地段。

②活动性断裂带及相邻地段，以及多条断裂构造交会地段。

③普遍存在地震遗迹的古今地震频发区。

④高瓦斯煤层、天然气田、含盐地层、膨胀性地层、有害矿体、放射性剂量较高的地段。

⑤大型复杂的矿产采空区。

⑥岩溶化程度较高的封闭储水构造，以及与大型水库、湖泊、河流、冲沟、湿地等地表水体同在一个强渗透岩层的地段。

⑦隧道进出口或洞身段为山崖卸荷带，或进出口一带是山洪、滑坡、崩塌、泥石流的易发区和频发区。

（2）隧道围岩稳定性分级和评价方法

①隧址勘察涉及地层层位多，岩性、岩相相对复杂，并受勘探工程量有限制约，影响隧道围岩稳定性分级和评价质量。因此，施工勘探钻孔时，应有计划地逐钻孔采集各层位不同岩性样品试验，提取岩体的强度、完整性等各项指标，保障围岩分级成果的客观性和完整性。

②隧道围岩稳定性评价主要采用围岩基本质量指标（BQ）和围岩基本质量指标修

正值（[BQ]）进行计算和分级评价，即

A.隧道围岩基本质量指标BQ 为(www.xing528.com)

式中　Rc——岩石单轴饱和强度，MPa；

　　　Kv——岩体完整性系数。

a.当Rc ＞100Kv +30 时，应取Rc =100Kv +30 和Kv 代入计算BQ 值；

b.当Kv ＞0.04Rc +0.4 时，应取Kv =0.04Rc +0.4 和Rc 代入计算BQ 值；

c.Rc 应采用实测值，当无条件取得实测值时，可采用实测的岩石点荷载强度指数IS（50）换算。

B.围岩基本质量指标修正值BQ 为

式中　[BQ]——围岩基本质量指标修正值；

　　　BQ——围岩基本质量指标；

　　　K1——地下水影响修正系数；

　　　K2——地质构造影响修正系数；

　　　K3——山体初始应力状态影响修正系数。

围岩基本质量指标的地下水影响修正系数（K1）、地质构造影响修正系数（K2）和山体初始应力状态影响修正系数（K3）受多种复杂因素制约，为了较客观、方便地提取围岩基本质量指标修正值，建议采用勘察中易提取，影响最普遍、最突出的两种水文地质、工程地质因素进行评判和提取。提取方法见表3.26、表3.27 和表3.28。

表3.26　隧道围岩基本质量指标地下水影响修正系数（K1）提取表

注：表中K 为地下水渗透系数，与地下水影响修正系数K1 不是相同或相关概念。

表3.27　隧道围岩基本质量指标地质构造影响修正系数（K2）提取表

注：表中上、下限根据控制性结构面类型、规模等取值。

表3.28　隧道围岩基本质量指标山体初始应力状态影响修正系数（K3）表

（3）隧道勘察应探明的环境地质问题

①地下水病害是山区公路隧址勘察中最常见的环境地质问题。据统计，山区地下水病害80%都集中在强岩溶化的可溶岩隧道段。为准确、客观地评价岩溶水病害对隧道施工、营运造成的危害，隧址勘察应布设一个完整水文地质单元的岩溶水水文地质调查，掌握区域内岩溶发育规律、岩溶水赋存、运移条件等水环境；同时，应准确揭露、控制强岩溶化渗透岩层及埋藏特征，提取水文地质参数，计算地下水天然补给量、天然排泄量。隧道施工疏干地下水产生的灾害水量以及运营阶段强降水过程的成灾水量，为预测岩溶水病害提供依据。

②隧道穿越煤层、天然气田等地质环境时，应充分收集前人勘察成果，开展矿井井巷调查，测试可燃气气体种类、浓度、压力等，分析、掌握有毒有害气体溢出、转移条件、途径及危害。

③开展矿井采空区调查，复核隧道位置与矿层、矿井巷道、井巷的空间关系，掌握隧道压矿情况，优化、选定隧道通过范围。

④进行隧址含盐地层、膨胀性岩层调查和勘察，有计划地采集样品进行含盐成分鉴定、矿物鉴定、化学成分分析、岩块溶解性和岩块溶解速度试验，提取岩石成分溶解速度、溶解量、膨胀性指标及侵蚀性指标，为设计提供依据和参数。

⑤收集放射性地层层位放射性的相关资料，约请专业部门现场测试放射性围岩中的放射性剂量，评价危害程度，为工程地质评价和安全施工提供依据。

⑥适时布置隧址水文地质动态观测，准确掌握隧道的水环境特征和隧道施工阶段疏干地下水对地下水水位区域性下降的影响及对地质生态环境的影响，为处置灾害提供依据。