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隨著山區高速公路建設的加快，越來越多的山嶺隧道需要修建。山嶺隧道工程的實質是地質工程，其設計、施工、工期、造價無不受地質條件的制約。不了解地質、不關心地質將使隧道建設事倍功半。查明隧址區的地質條件是隧道建設的需要，也是隧道工程地質勘察工作的目的。

l工程概況

大廣公路蒙冀界至承德段高速公路茅荊壩隧道．設計為雙線隧道。左右線進洞口位于內蒙古自治區喀喇沁旗美林鎮大店村南，出洞口位于河北省隆化縣天義溝村北。該隧道設計為左右兩條路線，隧道洞身平面由緩和曲線和直線組成．左線里程為一ZK2+316～ZK5+034，隧道全長6718m，洞凈寬12．5m，洞凈高5．0m．進口段洞底設計高程為1090．984m，地面高程為1091．907m，出口段洞底設計高程為957．048m，地面高程為965．353m，設計縱坡+2．072％，軸線方位角約42。；右線里程為一K2+311～K5+035，隧道全長6724m，洞凈寬12．5m，洞凈高5．0m。進口段洞底設計高程為1090．984m，地面高程為1092．526m．出口段洞底設計高程為956．584m，地面高程為964．163m，設計縱坡為+2．0908％。軸線方位角為42。。勘察共布設鉆孔6個，累計進尺724．3m：重型動力觸探試驗l0次；巖石力學試驗樣20組：布設地震、電法測線各1條，共計長540m；聲波測井4；fk，累計370m。并對隧址區進行了1：2000的工程地質補充調繪5．2km。

2隧址區自然條件

2．1地形、地貌

隧址區位于冀北山地區，屬中低山區．地勢總體中部(冀蒙界)高、兩側低，分別向南部盆地低山丘陵區與中北部河谷階地區傾斜。區內地形崎嶇不平，復雜多變，溝嶺相問出現，隧址區為第四系全新統沖洪積(Q4州)碎石土和白堊系(K)凝灰巖局部花崗巖巖脈侵入。由于該類巖石抵御風化能力一般，山脊多成長條帶狀，山坡平均坡度多在24o以上；由于構造作用，懸崖峭壁較多。山溝多呈“V”或“U”字型谷，較大的溝谷深達100m～135m。區內山頂高程為1262m，山底高程為985m，高差達277m。茅荊壩隧道位于河北省承德市與內蒙古自治區赤峰市交界處，隧道進口處有省道$253．交通較便利，施_丁條件較好。

2．2氣象

隧址區域地處暖溫帶向寒溫帶過渡地帶。屬半溫潤半干旱大陸性季風型氣候，該區年均氣溫為9℃，一月平均氣溫為一8．7℃，七月平均氣溫為24．5；極端最低氣溫為一31．4℃．極端最高氣溫為39．4℃；年降雨量為500mm～650mm，降雨主要集中在6～8月，約占年降雨量的70％，主要表現為暴雨形式；該區年蒸發量為1838．7mm：年均日照為2800h～2900h；無霜期在l50d左右，區域最大凍土深度達1．5m。

3地質條件

3．1地質構造

隧道所在區域從大的范圍來看屬于冀北燕山中段，山脈走向大致為近東西向一北東東向，與區域構造線方向一致。近場區地形趨勢大體是東北、西北高，西南部稍低。該區位于燕山斷隆的東段，基底構造線方向受東西一北東東向復式褶皺構造控制，地質構造較為復雜，巖漿活動頻繁，加之強烈的混合巖化作用影響，使原來面貌遭受了不同程度的改造。

3．2地震地質綜合評價

公路所在區域位于地震活動水平較弱的華北地震構造區的北部邊緣．根據河北省工程地震勘察研究院大廣公路蒙冀界至承德段高速公路《工程場地地震安全性評價報告》，隧道區所在區域的地震動峰值加速度值為0．05g，設計地震分組為第二組，場區地震設防烈度為6度，隧道設防烈度為7度。總體上來說，該區域是一個地殼運動相對穩定的地區。

3．3水文地質評價

3．4

該區的地下水主要為基巖裂隙水，巖體含水量屬于貧水區。本次勘察正逢枯水期，未見地下地層巖性根據工程地質測繪及鉆探揭露，隧道區地層為第四系全新統沖洪積(Q)碎石土和白堊系(K)凝灰巖局部花崗巖巖脈侵人。

3．5不良地質特征與評價

隧址區總體地形起伏，未見滑坡，但隧道進…口開挖時易發生崩塌等不良地質現象。

3．6巖土工程地質評價

3．6．1隧址場地穩定性評價

隧址區未見斷層，未發現區域性構造或大的斷層，歷史上也未發生過強震，表明場地具有較好的區域穩定性。

3．6．2圍巖分級

3．6．2．1巖土層物理力學統計

巖土層物理力學統計如表l所示。

3．6．2．2圍巖分級依據

根據圍巖的完整性和堅硬性綜合判斷圍巖特及巖體基本質量指標，現根據實測和試驗數據綜合分析如下：a)國蚩墼猩廑地淵時在進口進行節理測量和統計，計算巖石體積裂隙率=(9+6+4)／l×1×1=19(條／m)，對照與表得強風化凝灰巖的完整系數=0．35～0．55，取0．45，中風化取0．60，微風化取0．70，隧道出口走向節理玫瑰花圖如圖l所示：b)圍巖的破碎程度根據與定性劃分的巖體完整程度的對應關系，得出強風化凝灰巖為較破碎巖體，中風化為較完整巖體，微風化為較完整巖體：c)國堂堅猩廑根據尺與巖石堅硬程度的定性劃分的關系，得出微風化～中風化凝灰巖為較堅硬巖、中風化～強風化為較軟巖、強風化～全風化為軟巖：d)確定單軸飽水抗壓強度R值本次勘察對凝灰巖進行了單軸飽水抗壓強度試驗，強風化巖R=12．0MPa、中風化巖R=55．12MPa、微風化巖R=109．74MPa。

3．6．2.3圍巖基本質量指標日p

根據圍巖分級因素的定量指標尺值和K值，按下式計算：BQ=90+3R+250Kv使用上式時應遵守下列限制條件：當R>90K+30時，應以R=90K~+30和代人上式計算8Q值：當>0．04R+0．4時，應以K=0．04R+0．4和代入上式計算8Q值。8Q值計算結果如表2所示。

3．6．2．4圍巖基本質量指標修正值的確定

圍巖基本質量指標修正值的確定方法如下：a)地下水影響修正系數預計本隧道在進出口段會遇到地下水呈線狀流出．局部可能有涌水現象。綜合分析隧道涌水每延米約0．1m3／d左右，局部可能達0．3m3／d～0．6m3／d。對照地下水影響修正系數K1表，分別取0．25、0．2和0．15；b)結構面產狀影響修正系數K：隧道區主要發育有三組節理．共同作用將巖體切割呈三角形或棱形柱體，需修正系數0．2，總計結構面產狀影響修正系數K2=0．2；c)初始地應力狀態影響修正系數K隧道兩端均處于深切溝谷，初始地應力應有所釋放．因而兩端淺埋段初始地應力較低，據鐵路隧道施工經驗，本隧道最大埋深為320m左右，在隧道開挖施工過程中產生巖爆的可能性小，本隧道不對初始應力狀態影響進行修正，但施工時仍有必要進行超前預報。

3．6．2．5修正后圍巖質量指標[BQ】

采用公示[8Q]=BQ一100(K+K+K)進行修正，修正結果如表3所示。

3．6．2．6圍巖級別劃分

按圍巖基本質量指標Q劃分圍巖表，得出強風化凝灰巖為Ⅳ～V級、中風化為Ⅲ～Ⅳ級、微風化及未風化為Ⅱ～Ⅲ級。對應隧道具體地段及圍巖特征如表4所示。

3．6.3隧道出口邊坡穩定性評價

隧道出口洞門位于山體斜坡．自然斜坡西傾。坡角為30。～35。，強風化基巖裸露，邊坡整體穩定性尚好。由于發育三組節理，將巖體切割成塊體，易造成邊坡零星掉塊，建議開挖時清除松動塊體，保持邊坡穩定。

3．6．4偏壓分析

根據隧道走向，出口段與地形等高線斜交，偏壓對隧道略有影響，建議設計時對隧道出口處進行驗算以確定是否需要采取相應處理措施。

3．6．5有害氣體評價

隧道通過段是凝灰巖體，不含有害氣體的礦產，不會產生有毒氣體和瓦斯逸出或爆炸的危險。

4結論與建議

4．1結合現場地質調繪、工程物探、聲波測井及室內試驗，綜合分析隧道區各鉆孔資料，可以看出隧道區地質條件良好，適宜修建隧道。

4．2根據河北省工程地震勘察研究院大廣公路蒙冀界至承德段高速公路《工程場地地震安全性評價報告》．隧道區所在區域的地震動峰值加速度值為0．05g．設計地震分組為第二組，場區地震設防烈度為6度，隧道設防烈度為7度。

4．3該區的地下水主要為基巖裂隙水，巖體含水量少．屬于貧水區。本次勘察正逢枯水期，未見地下水。

4．4隧道洞口處圍巖類別為V級，無自穩能力；IV級圍巖跨度5m以上時，此類圍巖一般無白穩能力，開挖時應進行相應的支護處理；Ⅲ級圍巖跨度為5m～10mH,~．有一定的自穩能力，局部會發牛塊體位移及小、中塌方；Ⅱ級同巖跨度為10m～20m時，可基本穩定，局部發生掉塊或小塌方。