釜山隧洞工程地质勘察岩土试验指标分析

摘要：釜山隧洞位于河北省徐水县北釜山村北1.5km处，分为进口段、洞身段、出口段三大部分，全长2654m，其中洞身长2509 m。设计流量100m3/s，设计水头0.385 m。总干渠设计水深4.5m，上游设计渠底高程60.459m，下游设计渠底高程60.074m。本次试验对进口段及出口段原状勘探土样、岩石样进行了相关的物性及力性试验，为评价该段工程地质条件提供计算参数。

关键词：釜山隧洞；进口段；出口段

1 试验依据

土工试验及成果的整理和分析依据国家行业标准《土工试验规程（SL237-1999）》的要求进行；岩石试验成果的整理和分析依据《水利水电工程岩石试验规程（SL264-2001）》的要求进行。

2 土的试验成果整理及分析

2.1土的试验成果整理

原状勘探样所有取样钻孔均位于总干渠中心线上，对于试验成果根据地层成因及时代，将出口段及进口段地层分为冲洪积（Q（al+pl））和坡残积（Q（dl+el））两个地层，并对不同地层时代的试验指标分别进行统计，统计结果见表1。

2.2土的试验成果分析

进口段：对于冲洪积（Q（al+pl））地层和坡残积（Q（dl+el））地层土，都为低液限粘土，棕黄色，干，坚硬，含碎石，碎石最大粒径约5cm。天然含水率为12.0%～18.8%；天然干密度为1.60～1.80 g/cm3；饱和固结快剪强度指标：φcq为23.0°～32.2°，Ccq为20.0～35.0kPa；压缩系数为0.09～0.28MPa-1，属中压缩性土；渗透系数为1.9×10-5～1.4×10-7cm/s，具弱～极微透水性。

出口段：在对于冲洪积（Q（al+pl））地层和坡残积（Q（dl+el））地层土，为低液限粘土，棕红色，干，坚硬，含碎石。天然含水率为12.3%～20.8%；天然干密度为1.60～1.73g/cm3；饱和固结快剪强度指标：φcq为25.0°～32.6°，Ccq为8.0～23.0kPa；压缩系数为0.12～0.31 MPa-1，属中压缩性土；渗透系数为8.8×10-6～1.5×10-7cm/s，具微～极微透水性。

3 岩石试验成果整理及分析

3.1岩石试验成果整理

试件岩性为含燧石条带白云岩，灰白～青灰色，节理裂隙较发育。将岩样的物理、力学性质试验成果按进、出口段及风化程度进行统计，统计结果见表2。

3.2岩石试验成果分析

进口段：根据试验数据分析，无论弱风化、微风化岩样，密度变化不大，干密度值大于2.80 g/cm3，变异系数均为0.009，同时微风化岩样比弱风化岩样自然吸水率平均值小0.13%。表明岩样物理性质与其完整程度、矿物成分、节理裂隙发育程度密切相关。同时岩样的软化系数均大于0.75，故被判为不易软化岩石。试验过程中，干抗压强度试验的岩样大部分性脆，破坏时发出响声，破坏后试件呈锥状、片状、碎片状。饱和抗压强度试验的吸水率大的岩样破坏时响声不清脆。微风化岩样抗压强度大于弱风化岩样抗压强度。部分试样裂隙发育，局部矿物不均，且闭合裂隙填充有土黄色物质，抗压强度数值较低。抗剪断强度指标中，微风化岩样的指标略高于弱风化岩样，弱风化岩样抗拉强度平均值为4.98 MPa，微风化岩样抗拉强度平均值为7.25 MPa，均为是饱和抗压强度的1/10～1/12，符合岩石力学理论值计算规律。

出口段：根据试验数据分析，微风化岩样与弱风化岩样干密度平均值相等，略大于进口岩石的密度，微风化岩样比弱风化岩样自然吸水率小0.06%。表明岩石的物理性质与其完整程度、矿物成分、节理裂隙发育程度密切相关。岩样为不易软化岩石。出口段岩样微细裂隙、闭合及微张裂隙均较发育，细小节理密集，岩石局部方解石细脉呈枝网线状，性脆，抗压强度低于进口段。同时微风化岩样抗压强度小于弱风化岩样抗压强度，抗剪断强度指标中，微风化岩样的指标接近弱风化岩样，弱风化岩样抗拉强度平均值为5.16 MPa，微风化岩样抗拉强度平均值为4.53 MPa，均为是饱和抗压强度的1/7～1/10，基本符合岩石力学理论值计算规律。

4 结语

土样：出口段及进口段各地层的土样物性及力性试验指标基本接近，仅进口段的冲洪积层及出口段的坡残积层土样抗剪强度指标Ccq出现异常，高达40kPa或47kPa，较其它试样的Ccq值偏高。分析原因：试样成分不均，内含碎石干密度较高所致。

岩石：进出口段岩样岩性均为不易软化的燧石条带白云岩岩样。出口段岩石的密度略大于进口段，同一工程位置不同风化程度的岩石密度接近。岩石物理性质试验各项指标符合规律；出口段岩样除抗压强度略小于进口段岩样外，进出口段其它力学强度指标比较接近；出口段微风化岩样的力学强度指标较弱风化岩样指标低，原因在于岩样发育细小、闭合裂隙及局部呈网格状方解石细脉密集、矿物成分不均等。