某水庫(kù)導(dǎo)流兼泄洪洞工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

高春陸

（新疆水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院地質(zhì)勘察研究所，新疆烏魯木齊830091）

某水庫(kù)導(dǎo)流兼泄洪洞工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

高春陸*

（新疆水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院地質(zhì)勘察研究所，新疆烏魯木齊830091）

導(dǎo)流兼泄洪洞施工期承擔(dān)施工期的導(dǎo)流任務(wù)，運(yùn)行期承擔(dān)泄洪洞泄洪任務(wù)。為確保施工期、運(yùn)行期安全,一定要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件、地形情況，提出合理開挖支護(hù)方案。針對(duì)地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)和施工特點(diǎn)做出進(jìn)一部分析、總結(jié)。

導(dǎo)流兼泄洪洞；圍巖分類；不良地質(zhì)；處理

1 工程概況

HLTLK水庫(kù)位于新疆博爾塔拉蒙古自治州境內(nèi)，距博樂市約40km，工程為中型Ⅲ等工程。最大壩高89m，主要建筑物級(jí)別：大壩為2級(jí)，導(dǎo)流兼泄洪洞、表孔溢洪道、引水發(fā)電系統(tǒng)、廠房為3級(jí)，圍堰為5級(jí)。

2 區(qū)域地質(zhì)

該水庫(kù)位于西天山北部，阿拉套山脈南麓，在大地構(gòu)造單元上屬北天山博羅科努地槽褶皺帶北部的阿拉套復(fù)背斜褶皺帶內(nèi)。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境和地震條件復(fù)雜。山前發(fā)育的F1、F2、F3三條活斷層，分別位于出山口下游0.6km、2km、3km。工程區(qū)是區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性相對(duì)差的區(qū)域，但具備修建水庫(kù)大壩的工程地質(zhì)條件。地震動(dòng)峰值加速度為0.15g,地震基本烈度為Ⅶ度

3 地質(zhì)條件

導(dǎo)流兼泄洪洞位于河左岸，為有壓洞。隧洞全長(zhǎng)520.2m，可分為進(jìn)口引渠段（0-245.3～0-224.7）、埋涵段（0-224.7～0-154.7）、盲洞段（0-154.7～0-009.7）、閘井段（0-009.7～0+000）、洞身段（0+000～0+215）、后閘井段（0+215～0+230.9）、消力池段（0+230.9～0+ 297.5）（見圖1）。

圖1 導(dǎo)流兼泄洪洞剖面圖

導(dǎo)流兼泄洪洞通過的地層巖性主要有第四系松散堆積層，古近系漸新統(tǒng)泥巖、泥質(zhì)砂巖，下二疊統(tǒng)烏郎群安山巖。洞線穿過多條斷裂構(gòu)造，主要穿過F4斷層，產(chǎn)狀63°～70°SE∠63°～70°，寬約30m；節(jié)理裂隙較發(fā)育，主要有4組：第一組為63°NW∠42°第二組為80° NW∠88°第三組為63°～70°SE∠63°～70°，第四組為70° NW∠80°。從鉆孔揭露水位情況來看，洞身大部位于地下水位以上，主要為基巖裂隙水。沿?cái)鄬蛹肮?jié)理裂隙面有少量滲水現(xiàn)象。

4 導(dǎo)流兼泄洪洞工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

進(jìn)口引渠段：地形平緩，上覆第四系沖積砂卵礫石，厚2～5m，結(jié)構(gòu)松散。下伏古近系漸新統(tǒng)泥巖、泥質(zhì)砂巖。渠基礎(chǔ)置于砂卵礫石上。砂礫石作為渠底基礎(chǔ)，承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

埋涵段：位于左岸前坡一沖溝內(nèi)，地形起伏，上覆坡洪積含塊、碎石的砂礫石，厚2～5m，結(jié)構(gòu)較松散，工程地質(zhì)條件較差。下伏古近系漸新統(tǒng)紅褐色泥巖、泥質(zhì)砂巖，巖體強(qiáng)風(fēng)化層厚3～4m，弱風(fēng)化層厚5～9m。埋涵段主要位于泥巖弱風(fēng)化層。埋涵主要避免施工過程中沖溝上游的洪積物遇洪水造成對(duì)導(dǎo)流兼泄洪洞的阻塞、掩埋。

盲洞段：位于左岸前坡，地形起伏，上覆崩坡積碎石土，厚2～12m，結(jié)構(gòu)松散，工程地質(zhì)條件較差。下伏古近系漸新統(tǒng)紅褐色泥巖、泥質(zhì)砂巖，巖體強(qiáng)風(fēng)化層厚3～4m，弱風(fēng)化層厚5～9m。盲洞段大部位于泥巖弱風(fēng)化～微風(fēng)化地層。樁號(hào)0-058.8～0-154.7m段，洞室圍巖泥巖段為Ⅳ類。樁號(hào)0-009.7～0-058.8m段為F4斷層出露，斷層破碎帶以碎裂巖，糜棱巖、斷層泥為主，該斷層為古近系漸新統(tǒng)泥巖、泥質(zhì)砂巖與下二疊統(tǒng)烏郎群安山巖的巖性界線，受F4斷裂影響，巖體完整性差，洞室圍巖為Ⅴ類。

鑒于泥巖抗風(fēng)化能力弱，遇水易軟化，失水易崩解的特性，施工要短進(jìn)尺，早支護(hù)，快封閉同時(shí)施工中盡量避免施工用水對(duì)地層造成的破壞。不良地質(zhì)段加固處理，對(duì)過斷層段施工要短進(jìn)尺，盡快全封閉襯砌，加強(qiáng)支護(hù)，上覆巖體不足30m處，應(yīng)預(yù)防發(fā)生冒頂。雖無地下水干擾，但需注意地表水沿?cái)鄬酉聺B水對(duì)工程的影響，可采用開挖基坑使用水泵排水。斷層影響帶亦可能會(huì)產(chǎn)生掉塊和塌方,需及時(shí)支護(hù)。

閘井段：位于F4斷層影響帶內(nèi)，巖體破碎，斷裂、裂隙發(fā)育。斷層多充填碎裂巖及斷層泥。閘井基礎(chǔ)挖深約65m，但受F4斷裂影響，巖體完整性差，洞室圍巖為Ⅳ類。

閘基礎(chǔ)最大挖深68m,局部受不利結(jié)構(gòu)面組合切割的影響，存在掉塊、塌方。施工時(shí)需及時(shí)噴錨處理。建議開挖邊坡：基巖弱風(fēng)化（1∶0.5）～（1∶0.75），微風(fēng)化—新鮮巖體（1∶0.5）～（1∶0.75）。允許承載力為1.5～2.0MPa。

洞身段：埋深40～110m，位于新鮮巖體內(nèi)，巖性為下二疊統(tǒng)烏郎群安山巖，巖體呈碎石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，斷層、裂隙發(fā)育，破碎帶寬4～30cm，主要由糜棱巖組成，夾斷層泥，發(fā)育的斷裂與軸線夾角較大，對(duì)邊坡穩(wěn)定影響較大。洞室圍巖以Ⅳ類為主，僅樁號(hào)0+108～0+ 167m段洞室圍巖為Ⅲ類。

該段主要問題為斷層發(fā)育處，沿?cái)鄬蛹肮?jié)理裂隙面有滲水現(xiàn)象，應(yīng)做好排水處理。斷層及其影響帶處可能會(huì)產(chǎn)生掉塊和塌方,需及時(shí)支護(hù)，建議基礎(chǔ)開挖邊坡：基巖弱風(fēng)化（1∶0.5）～（1∶0.75），微風(fēng)化—新鮮巖1∶0.5。

后閘井段：位于左岸一順河床的山梁，地形起伏，自然邊坡50°～60°。山梁高出河床37～80m，地表可見不穩(wěn)定體，卸荷裂隙發(fā)育。上覆崩坡積碎石土,厚18～30m，自頂至底，大至可分為2層，上部為含碎石粉砂土，下部為塊石堆積體，結(jié)構(gòu)松散，具架空結(jié)構(gòu)，工程地質(zhì)條件差，可挖除。下伏下二疊統(tǒng)烏郎群安山巖，閘基礎(chǔ)挖深50～55m，大部位于弱風(fēng)化巖體。

未開挖前的自然邊坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，開挖后對(duì)邊坡穩(wěn)定和后續(xù)施工安全存在不利影響，高度大于30m邊坡應(yīng)分組設(shè)平臺(tái)，對(duì)不穩(wěn)定邊坡需要進(jìn)行處理，如削坡、噴錨等，同時(shí)需注意崩坡積碎石土開挖的塌垮，不穩(wěn)定體進(jìn)行清除或削坡處理，建議開挖邊坡：基巖（1∶0.5）～（1∶0.75），覆蓋層（1∶1.75）～（1∶2.0）。

消力池段：位于左岸后坡坡腳，坡度50°～60°。上覆崩坡積碎石土，厚4～12m。現(xiàn)代河床上覆第四系沖積含漂石砂礫石，厚8～11m，下伏下二疊統(tǒng)烏郎群安山巖，強(qiáng)風(fēng)化層厚2m，弱風(fēng)化層厚26m。基礎(chǔ)挖深11～28m，大部位于安山巖弱風(fēng)化巖體，少量基礎(chǔ)位于河床松散砂礫石上。

安山巖巖體破碎，裂隙發(fā)育，需噴錨處理。同時(shí)挖除砂礫石層，回填砼補(bǔ)強(qiáng)處理。位于地下水位以下，需加強(qiáng)排水。建議基礎(chǔ)開挖邊坡：覆蓋層（1∶1.75）～（1∶2.0），基巖（1∶0.5）～（1∶0.75）。

5 結(jié)語

由于地質(zhì)條件復(fù)雜，先后遇到膨脹性巖土、斷層破碎帶以及高邊坡等情況，根據(jù)圍巖分類及地質(zhì)條件采取相應(yīng)支護(hù)措施，確保工程的順利進(jìn)行,給隧洞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供地質(zhì)依據(jù)。通過該工程中所采用的技術(shù)措施，為類似工程提供參考借鑒。

[1]GB 50487-2008水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].中國(guó)計(jì)劃出版社,2009.

[2]SDJ 57-85水利水電地下工程噴錨支護(hù)施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3]胡華.某水電站導(dǎo)流洞工程地質(zhì)評(píng)價(jià)[J].黑龍江科技信息，2009（30）:306-38.

TV697

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1004-5716(2015)08-0131-02

2014-12-22

2014-12-22

高春陸（1984-），男（漢族），甘肅民勤人，助理工程師，現(xiàn)從事工程地質(zhì)、水文地質(zhì)工作。