圍灘水電站交通隧洞段工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

李志成

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 概況

交通公路起點(diǎn)位于晉城市玨山風(fēng)景區(qū)南寺莊村，沿丹河左岸布設(shè)，經(jīng)1號(hào)交通隧洞后跨越丹河大橋至丹河右岸，后經(jīng)2號(hào)和3號(hào)交通隧洞至丹河水電站工程庫區(qū)距壩址約200 m丹河右岸，經(jīng)4號(hào)和5號(hào)交通隧洞至壩頂，另外3號(hào)交通隧洞出口經(jīng)庫區(qū)岸邊至丹河水電站管理局。其中有4段明路、1座橋梁和5條交通隧洞，全長6.028 km。

2 交通隧洞工程地質(zhì)情況

2.1 1號(hào)交通隧洞（樁號(hào)G1+261.6—2+350.44）

進(jìn)口段樁號(hào)G1+261.6—1+361.6，隧洞圍巖為奧陶系下統(tǒng)亮甲山組含燧石條帶白云巖，該段巖層為單斜巖層，巖層產(chǎn)狀：N50°～70°E/NW∠20°～28°；巖體中主要發(fā)育3組節(jié)理裂隙：第1組產(chǎn)狀N30°～50°E/NW或 SE∠60°～80°。第 2 組產(chǎn)狀 N60°～70°W/NE 或 SW∠80°～85°。第 3 組產(chǎn)狀 N10°～20°W/NE 或 SW∠70°～80°，節(jié)理間距1～1.5 m，節(jié)理面無充填或少量鈣質(zhì)充填，寬度1～3 mm，大多數(shù)延伸性差，屬較發(fā)育—不發(fā)育。受風(fēng)化卸荷作用近岸坡處節(jié)理裂隙有所張開，寬2～10 mm，向巖體內(nèi)部逐漸閉合。巖體中巖溶發(fā)育較弱，主要為溶孔、溶蝕裂隙，局部發(fā)育溶洞，地下水類型主要為巖溶水，透水性中等—較好，地下水低于隧洞底板。綜合分析，隧洞圍巖類別為Ⅳ類。且第1組節(jié)理裂隙走向與隧洞軸向方向大體一致，施工時(shí)可產(chǎn)生不穩(wěn)定塊體，施工時(shí)應(yīng)及時(shí)打錨桿掛網(wǎng)并噴混凝土。洞臉施工時(shí)應(yīng)及時(shí)清除不穩(wěn)定塊體。再者，巖層傾向河谷，為順向岸坡，巖層傾角23°～30°，岸坡巖體穩(wěn)定性較差，應(yīng)采取工程措施防護(hù)。

洞身段樁號(hào)1+361.6—2+320.44，其中樁號(hào)1+361.6—1+821段隧洞圍巖為奧陶系下統(tǒng)亮甲山組含燧石條帶白云質(zhì)灰?guī)r。樁號(hào)1+821—2+320.44段隧洞圍巖為奧陶系下統(tǒng)冶里組白云巖，含少量燧石條帶，巖性堅(jiān)硬。斷裂構(gòu)造不發(fā)育，巖層為單斜巖層，巖層產(chǎn)狀：N50°～70°E/NW∠7°～13°；巖體中主要發(fā)育 3 組節(jié)理裂隙：第 1 組產(chǎn)狀 N30°～50°E/NW 或 SE∠60°～80°。第 2組產(chǎn)狀 N60°～70°W/NE 或 SW∠80°～85°。第 3組產(chǎn)狀 N10°～20°W/NE 或 SW∠70°～80°,節(jié)理間距約 1～1.5 m，節(jié)理面無充填或少量鈣質(zhì)充填，寬1～3 mm，大多數(shù)延伸性差，屬較發(fā)育—不發(fā)育。巖體中巖溶發(fā)育較弱，主要為溶孔、溶蝕裂隙，局部也有溶洞、管道巖溶，地下水類型主要為酸鹽巖溶水，透水性中等—較好，地下水低于隧洞底板。在樁號(hào)1+459.03處發(fā)育斷層，斷層帶較寬，巖體較破碎。綜合分析，隧洞圍巖類別為Ⅲ類。且第1組節(jié)理裂隙走向與隧洞軸向方向大體一致，施工時(shí)可產(chǎn)生不穩(wěn)定塊體，應(yīng)及時(shí)錨固并噴混凝土。局部洞段可能存在滲漏或涌水問題，應(yīng)及時(shí)排水。

出口段樁號(hào)2+320.44—2+350.44，隧洞圍巖為奧陶系下統(tǒng)冶里組白云巖，含少量燧石條帶，巖性堅(jiān)硬。巖體受節(jié)理及卸荷的影響，巖體較破碎，圍巖類別為Ⅳ級(jí)。洞臉施工時(shí)有不穩(wěn)定塊體存在，應(yīng)及時(shí)清除。巖體中NE向節(jié)理裂隙走向與隧洞軸向方向大體一致，施工時(shí)可產(chǎn)生不穩(wěn)定塊體，應(yīng)及時(shí)錨固、噴混凝土并對(duì)隧洞出口進(jìn)行防護(hù)。另外，在隧洞出口處下游發(fā)育一沖溝，汛期沖溝內(nèi)洪水對(duì)隧洞出口有一定影響，應(yīng)進(jìn)行防護(hù)。

2.2 2號(hào)交通隧洞（樁號(hào)3+143.5—3+537.4）

樁號(hào)3+143.5—3+172.0為隧洞進(jìn)口段，洞口位于丹河右岸，岸坡較陡，為基巖岸坡。隧洞圍巖為寒武系上統(tǒng)鳳山組灰?guī)r夾白云巖，受風(fēng)化卸荷影響，巖體中節(jié)理裂隙有一定張開，巖體完整性較差，圍巖類別為Ⅳ類，局部圍巖穩(wěn)定性較差應(yīng)采用錨桿、掛網(wǎng)噴混凝土。同時(shí)應(yīng)清除洞臉及其上部危巖。

樁號(hào)3+172.0—3+481.1為隧洞洞身段，隧洞圍巖為寒武系上統(tǒng)鳳山組灰?guī)r夾白云巖、崮山長山組白云巖以及寒武系中統(tǒng)張夏組中厚層狀鮞狀灰?guī)r。巖體中巖溶發(fā)育較弱，主要為溶孔、溶蝕裂隙，局部有溶洞、管道巖溶。該段地質(zhì)構(gòu)造簡單，巖層為單斜巖層，巖層產(chǎn)狀：N50°～70°E/NW∠7°～13°；巖體中主要發(fā)育 3 組節(jié)理裂隙：第 1組產(chǎn)狀 N30°～50°E/NW 或 SE∠60°～80°。第 2 組產(chǎn)狀 N60°～70°W/NE 或 SW∠80°～85°。第3 組產(chǎn)狀 N10°～20°W/NE 或 SW∠70°～80°, 節(jié)理間距1～1.5 m，節(jié)理面無充填或少量鈣質(zhì)充填，寬10～30 mm，大多數(shù)延伸性差，屬較發(fā)育—不發(fā)育。地下水類型主要為巖溶水，透水性中等—較好，地下水低于隧道底板。綜合分析，隧道圍巖類別為Ⅲ類，但是，受不利結(jié)構(gòu)面組合，圍巖局部穩(wěn)定性較差，應(yīng)錨固。

樁號(hào)3+481.1—3+537.4段為隧洞出口段，隧洞出口位于丹河右岸，隧洞圍巖為寒武系中統(tǒng)張夏組中厚層狀灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r，巖性堅(jiān)硬。受風(fēng)化及卸荷的影響，巖體較破碎，圍巖類別為Ⅳ類。巖體中NE向節(jié)理裂隙走向與隧洞軸向方向大體一致，在不利結(jié)構(gòu)面組合下形成不穩(wěn)定塊體，應(yīng)及時(shí)錨固并噴混凝土。上部岸坡處分布有危巖，應(yīng)及時(shí)清除。

2.3 3號(hào)交通隧洞（樁號(hào)4+400—4+930.30）

該隧洞段發(fā)育地層有奧陶系中統(tǒng)下馬家溝組，其底部為薄層泥灰?guī)r，中上部為厚層灰?guī)r。奧陶系下統(tǒng)亮甲山組白云巖夾燧石條帶，巖性堅(jiān)硬。奧陶系下統(tǒng)冶里組白云巖，含少量燧石條帶，巖性堅(jiān)硬。寒武系上統(tǒng)鳳山組灰?guī)r夾白云巖，巖性較堅(jiān)硬。寒武系上統(tǒng)崮山長山組薄層白云巖，巖性堅(jiān)硬。寒武系中統(tǒng)張夏組鮞狀灰?guī)r，鮞粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖性較堅(jiān)硬。強(qiáng)風(fēng)化厚度1.5～3.0 m。該段地質(zhì)構(gòu)造簡單，在樁號(hào)4+580.26處，3號(hào)隧洞需穿越南掌溝背斜，以該背斜核部為界，其上游巖層產(chǎn)狀為 N70°～80°E/NW∠5°～10°，下游巖層產(chǎn)狀 N80°～85°W/SE∠3°～11°。巖體中主要發(fā)育兩組節(jié)理裂隙，第1組產(chǎn)狀N0～10°E/NW或SE∠75°～85°，與河流近于平行，無充填或充填少量巖屑。第 2 組產(chǎn)狀 N60°～70°W/NE 或 SW∠80°～89°，與河流近于垂直，無充填或充填少量巖屑。

樁號(hào)4+400—4+435為隧洞進(jìn)口段，該隧洞進(jìn)口位于丹河右岸，岸坡較陡，巖層傾向河谷，為斜向岸坡，隧洞圍巖為寒武系中統(tǒng)張夏組中厚層狀鮞狀灰?guī)r組成，巖體中軟弱結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，主要為陡傾角節(jié)理裂隙，進(jìn)口處巖體穩(wěn)定性較好，但分布有危巖，應(yīng)清除洞臉上部的危巖。

樁號(hào)4+435—4+886.5為洞身段，隧洞圍巖為寒武系中統(tǒng)張夏組中厚層狀鮞狀灰?guī)r，巖性堅(jiān)硬，局部發(fā)育巖溶，巖體較完整，隧洞底板高于地下水位。綜合分析，隧洞圍巖類別為Ⅲ類，巖體完整性較好，但局部有不穩(wěn)定塊體，施工時(shí)應(yīng)及時(shí)錨固。在背斜核部隧洞圍巖巖體完整性較差，圍巖類別為Ⅳ類，特別是第2組節(jié)理裂隙走向與洞軸線方向一致，易產(chǎn)生不穩(wěn)定塊體，施工時(shí)應(yīng)及時(shí)打錨桿掛網(wǎng)并噴混凝土。

樁號(hào)4+886.5—4+930.4為出口段，隧洞出口位于近壩庫區(qū)丹河右岸，岸坡陡立。由寒武系中統(tǒng)張夏組中厚層狀鮞狀灰?guī)r組成，巖層傾向岸坡內(nèi)部，為斜向岸坡。巖體中軟弱結(jié)構(gòu)面不發(fā)育，巖體穩(wěn)定性較好。但應(yīng)清除洞臉處的危巖。

3 結(jié)論

第一，交通隧洞圍巖主要為Ⅲ類，僅在進(jìn)出口段背斜核部及斷層帶處為Ⅳ類圍巖，工程地質(zhì)條件較好。

第二，1號(hào)交通隧洞進(jìn)口段隧洞圍巖類別為Ⅳ類。洞身段隧洞圍巖類別為Ⅲ類，出口段圍巖類別為Ⅳ級(jí)。另外，在隧洞出口處下游發(fā)育一沖溝，汛期沖溝內(nèi)洪水對(duì)隧洞出口有一定影響，應(yīng)進(jìn)行防護(hù)。

第三，2號(hào)交通隧洞樁號(hào)3+143.5—3+172.0為隧洞進(jìn)口段，圍巖類別為Ⅳ類，樁號(hào)3+172.0—3+481.1為隧洞洞身段。隧道圍巖類別為Ⅲ類，樁號(hào)3+481.1—3+537.4段為隧洞出口段，圍巖類別為Ⅳ類。

第四，3號(hào)交通隧洞樁號(hào)4+400—4+435為隧洞進(jìn)口段，工程地質(zhì)條件較好。樁號(hào)4+435—4+886.5為洞身段。樁號(hào)4+886.5—4+930.4為出口段，巖體穩(wěn)定性較好。

第五，隧洞底板一般高于地下水位，這對(duì)隧洞開挖和隧洞圍巖穩(wěn)定均有利。