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1、道路工程地质条件介绍（一）地层岩性隧址区内广泛出露上太古界五台群会岗库组和店房台片麻岩组以及下古生 界地层，五台期中酸性侵入岩余岗脑片麻岩组及吕梁期变质辉绿岩，辉绿岩墙 分布其中。新尘界上更新统和全新统沿山前及沟谷零星分布。太古界五台群金岗库组岩性主要为斜长角闪岩、含榴斜长角闪岩夹含榴角 闪黑云变粒岩及两层磁铁石英岩和一层较稳定的含榴蓝晶二云斜长片麻岩。店 房台片麻岩组为一套中细粒黑云斜长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩夹黑云变粒 岩及斜长角闪岩。为隧道穿越的主要地层。下古生界寒武奥陶系馒头组三山子组地层岩性依次为白云质泥岩、粉 砂质泥岩、页岩、鱼而粒灰岩夹生物碎屑灰岩及薄层状灰岩、泥晶灰岩、砾屑灰
2、 岩、含燧石结核细晶灰岩夹白云质泥灰岩。馒头组地层为隧道穿越的主要地 层。新生界地层零星分布于山前及沟谷地带，出露地层有上更新统亚砂土亚 黏土和全新统冲、洪积砂、砾、卵石地层。隧址区内的岩浆岩主要为侵入岩，岩性为五台中期中酸性侵入岩金岗脑黑 云角闪斜长片麻岩和变质伟晶岩脉，吕梁早期变质花岗岩和变质辉绿岩脉、吕 梁晚期辉绿岩墙和伟晶岩脉。（二）地质构造隧址区主要经历了五台期、吕梁期和燕山期构造的影响。五台期和吕梁期 构造在变质岩系中主要表现为大型复式平卧褶皱的形成、叠加和改造。燕山期 构造主要表现为寒武奥陶系及五台群地层的脆性断裂。褶皱发育于九层崖南部寒武系馒头组与五台群店房台片麻岩的接触地带。
3、 轴向呈北东向，南翼陡，北翼缓，是区内山南向北强烈挤压所致。隧址区内共有断层27条，其中切穿洞轴线的13条（F5. F8. F9.F10. Fil. F12. F14. F16. F18. F19. F20、F22. F23）,表现为高角度的正断 层和逆断层，按走向分为北东东向和北西西向，主要为北东东向断层。其中F5. F12. F16. F18. F19. F20和F22断层均发育宽度不等的破碎带，带内岩体破 碎，节理与构造裂隙密集发育，稳定性差，隧道穿越时容易发生掉块或大的坍 塌现象。节理在隧址区普遍分布。（三）隧道围岩情况1 .按设计资料，雁门关隧道左、右线断层分布情况见表2-1.表2-
4、2。（图 略）2 .按设计，左、右线围岩类别划分见表2-3和表2-4。（图略）五、隧址区水文地质条件（一）地表水隧址区内无常年性河流，但分布有数量较多的泉水，其中较大的泉有九龙 泉（66L/s）青龙泉（20L/s）等。新庄石峡沟和东水泉沟十多年前在雨期常暴 发洪水，近年来未发生过。（二）地下水隧址区地下水类型有松散岩类孔隙水、变质岩类裂隙水和碳酸盐岩岩溶裂 隙水三种。根据雁门关隧道隧址区钻孔与泉水采样分析，碳酸盐岩岩溶水对混 凝土无腐蚀性，变质岩裂隙水对混凝土为无弱结晶类腐蚀（钻孔ZK3 一带为 弱结晶类腐蚀）。采用径流模数法和水动力法分段计算隧道涌水量，左线隧道涌水量总计为 2261. 6m
5、3/d （0.541ni3/d ni）,右线隧道涌水量总计为2245. 3m3/d（0. 531m3/d. m）。六、隧址区地应力场在雁门关隧道钻孔ZK1、ZK2. ZK3. ZK4和ZK5进行水压致裂法原地应力测 量，结果表明：隧址区最大水平主应力方向为NNE向，与区域构造应力主压力 方向基本一致，和隧道轴线夹角为4。30。：最大水平主应力值为3. 4220.91MPa,隧址区内地应力变化大，且分布复杂。在变质岩深埋段，尤其是左 线ZK109+734ZK110+628.右线YK109+705YKH0+587 段，岩石性脆、强度 高，ZK2孔最大水平主应力达20. 91MPa,隧道开挖时可能发
6、生岩爆。影响地应 力值的因素主要为埋深、岩性、构造和地形等。七、地温通过对雁门关隧道ZK1、ZK3. ZK4和ZK5钻孔的连续观测，随着深度的增 加，地温相应升高。隧道段地温值为914. 5。满足隧道施工作业要求。八、地震烈度根据中国地震烈度区划图（1990年）资料，隧址区地震烈度为VII度。九、不良地质现象隧址区不良地质现象主要有断层涌水、软岩、断层破碎带、片理、岩溶等。地下水：隧道开挖至F9和F10断层时，可能出现突水危险。ZK112 + 548ZK112+788和YK112+557YKH2+806段富存岩溶裂隙水，单宽涌水量2. 4162. 532m3/a m,涌水量较大，特别是F22断
7、裂带，由于其一侧阻水，形成集水廊 道，当洞室开挖至F22断层破裂带时，可能会发生严重的岩溶裂隙水突水。隧 道洞身除出口端之外，均在地下水位以下，隧道开挖时，地下水涌向洞身，将 会产生渗透压力，影响隧道围岩稳定。膨胀性软岩：隧道ZK110+678-ZK110+838. ZK111+788-ZK112+828和 YK110+670-YK110+787. YK111+757-YK112+627间围岩岩性为寒武系馒头组泥页 岩，据设计资料提示，软化系数为0.190. 40,吸水率为2. 252. 94,线膨胀 率为2. 783. 47%,抗水、抗冻、抗风化性差，遇水易于软化和泥化，而且容易 产生体积膨胀或较大的塑性变形。当有断层时，大气降水和上覆地下水可通过 断裂导水入渗至泥页岩层，使工程地质条件进一步恶化，是工程施工难点之O断层破碎带：F12. F16. F18. F19. F20和F22断层均为发育宽度不等的 破碎带，断层破碎带内岩石多为角砾岩、碎块岩、断层泥等。带内岩体破碎、 节理裂隙极发育，呈散体结构，力学强度低，稳定性差，洞身开挖时易产生掉 块坍塌及涌水现象，是工程施工难点之二。除地下水、软岩、断层破碎带对工程产生不利影响外，围岩片理结构产状 以及岩溶对洞身开挖也会产生顺层剪切和突水现象，阻碍工程进展。开挖段落 可能发生岩爆，在施工中也要引起高度重视。