張峰水庫供水發(fā)電洞地質評價

孟秀玲

（山西省張峰水庫建設管理局，山西 晉城 048215）

張峰水庫供水發(fā)電洞地質評價

孟秀玲

（山西省張峰水庫建設管理局，山西 晉城 048215）

通過對張峰水庫供水發(fā)電洞段地表裸露基巖、隧洞中段及后段覆蓋層進行實驗，并對其物理力學性質做出評價。針對供水發(fā)電洞的進水塔地基、主洞段地質、支洞段施工地質進行評價，并提出施工處理措施，為工程設計、維護提供了重要依據(jù)。

供水發(fā)電洞；巖性物理力學；地質評價；張峰水庫

1 工程概況

張峰水庫建于山西省晉城市沁水縣張峰村上游3 km的沁河干流上，是一座以城市生活和工業(yè)供水、農村人畜飲水為主，兼顧防洪、發(fā)電綜合利用的大型水庫?？刂屏饔蛎娣e4 990 km2，總庫容3.94億m3，水庫正常蓄水位759.0 m，工程規(guī)模為大（二）型，工程等別為Ⅱ等。樞紐工程由攔河大壩、導流泄洪洞、溢洪道、供水發(fā)電洞、渠首電站及渠首輸水泵站組成。

導流泄洪洞布置于水庫左岸，距左壩頭430 m。溢洪道近平行布置于導流泄洪洞左側，兩者軸線距離113.5 m。供水發(fā)電洞進口在導流泄洪洞軸線左側約48 m處，洞身從溢洪道閘室下部斜穿而過，出口接渠首電站和渠首輸水泵站，輸水總干渠與水電站尾水渠相接。

2 工程地質條件

供水發(fā)電洞位于左岸單薄山梁東北端部位，隧洞進口位于導流泄洪洞進口東北方向約90 m的沁河凹岸基巖陡坡處，進口洞底高程724 m，設有岸邊式塔式進水塔。隧洞軸線自溢洪道引渠段底部斜穿而過，地面高程770～790 m，基巖面高程735～770 m，基巖面自上游向下游逐漸降低。

隧洞段前段地表基巖裸露，隧洞段中段及后段地段覆蓋有Q2pl淡紅色低液限粘土及底礫石層，厚度0～40.2 m?；鶐r為三疊系劉家溝組T1l-3～T1l-5巖組細粒砂巖、粉砂巖夾礫巖及泥巖。基巖各巖性物理力學性質指標見表1。

隧洞出口位于壩址左岸單薄山梁東南側騾蹄旮旯沖溝口及東洼溝溝口洞底高程723.7 m，地面高程737.8～750 m，設有泵站和電站。

表1 供水發(fā)電洞巖石物理力學試驗結果統(tǒng)計表

隧洞洞長564.3 m，設計洞徑3 m，開挖洞徑3.7 m，為有壓圓形隧洞。供水發(fā)電洞樁號0+061.1之前洞軸線方向S66°E，樁號0+061.1之后洞軸線方向N88.3°E。支洞段樁號支0+000～支0+155.5洞軸線方向S66°E，樁號支0+155.5段以后洞軸線方向S。

隧洞沿線地表多被沖溝Q2pl淡紅色低液限粘土層覆蓋，厚度0～40.2 m，局部基巖裸露。

隧洞圍巖地層巖性為T1l-2～T1l-5巖組棕紅、褐黃色中厚層細粒砂巖、紫紅色粉砂巖夾礫巖及泥巖。巖層產狀N20°～30°E.SE∠5°～6°，呈單斜構造。隧洞圍巖巖體中節(jié)理裂隙較發(fā)育，主要有兩組，產狀分別為：①N40°～ 60°W.SW∠50°～80°；②N20°～40°E.NW或SE∠55°～80°，裂隙發(fā)育間距0.3～0.8 m，隙寬0.1～1.2 cm，泥土充填或半充填，微張或閉合，切割較深，延伸較遠，砂巖中節(jié)理裂隙較泥巖發(fā)育。基巖強風化層厚1～3 m，弱風化層厚10～15 m。

3 分段施工地質及評價

3.1 進水塔地基施工地質

進水塔開挖地基地層巖性為T1l-3巖組中厚層細粒砂巖，巖層產狀N20°～30°E.SE∠5°。節(jié)理裂隙較發(fā)育，主要有一組，產狀為：N36°～ 63°E.SE∠60°～85°，裂隙發(fā)育間距1～3 m，隙寬0.1～1.2 cm，泥土充填或半充填，微張或閉合，切割較深，延伸較遠，砂巖中節(jié)理裂隙較泥巖發(fā)育，處于基巖弱風化狀態(tài)。

進水塔開挖開挖邊坡高20～46 m，地層巖性為T1l-3～T1l-5巖組細粒砂巖、粉砂巖夾礫巖及泥巖，處于基巖強～弱風化狀態(tài)，節(jié)理裂隙較發(fā)育，主要有兩組，產狀分別為：N30°～38°E.SE∠70°～87°、N10°～35°W.NE∠68°～78°，裂隙發(fā)育間距1～3 m，隙寬0.1～1.2 cm，泥土充填或半充填，微張或閉合，切割較深，延伸較遠。

進水塔開挖地基巖性為中厚層細粒砂巖，堅硬完整，處于基巖弱風化狀態(tài)，承載力滿足設計要求，無不良工程地質問題，與前期勘察資料一致，可以作為進口塔地基。進水塔開挖邊坡巖性堅硬，地層向山體內傾斜，處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3.2 主洞段施工地質

主洞段樁號0+015～0+452地層巖性為T1l-3巖組中厚層細粒砂巖、粉砂巖夾礫巖及泥巖，巖層產狀N20°～30°E.SE∠5°。節(jié)理裂隙主要有兩組，產狀分別為為：N5°～ 35°E.NW∠55°～70°、N30°～ 70°W.NE∠70°～89°，裂隙發(fā)育間距一般3～10 m，隙寬0.1～1.2 cm，泥土充填或半充填，微張或閉合，切割較深，延伸較遠，砂巖中節(jié)理裂隙較泥巖發(fā)育，大部分處于基巖弱風化狀態(tài)。

分別在樁號0+030、0+040、0+065、0+070、0+155、0+180、0+188處洞頂有滴水現(xiàn)象，多呈點滴狀滲流，流量不大。

在樁號0+030、0+040處洞頂出現(xiàn)契形塌落現(xiàn)象，塌落高度0.3～1.5 m，塌落原因是由于節(jié)理裂隙切割、層間發(fā)育薄層泥巖夾層及上部溢洪道地基開挖震動所致，已經根據(jù)設計要求進行了洞頂鋼圈支撐，處于穩(wěn)定狀態(tài)。

主洞段主要在中厚層細粒砂巖層中通過，巖性堅硬完整，局部在粉砂巖、礫巖及泥巖中通過，基巖處于弱風化狀態(tài)，成洞條件良好，隧洞上覆巖石圍巖厚度10～43 m，隧洞圍巖分類為Ⅲ類，與前期勘察資料一致。

3.3 支洞段施工地質

支洞段樁號支0+000（主洞樁號0+452）～支0+186，地層巖性為T1l-3巖組中厚層細粒砂巖夾粉砂巖，巖層產狀N20°～30°E.SE∠5°。節(jié)理裂隙主要有兩組，產狀分別為為：N40°～ 85°E.NW或SE∠75°～85°、N75°～85°W.NW∠65°～80°，裂隙發(fā)育間距一般3～15 m，隙寬0.1～0.5 cm，泥土充填或半充填，微張或閉合，切割較深，延伸較遠，砂巖中節(jié)理裂隙較泥巖發(fā)育，大部分處于基巖弱風化狀態(tài)。

分別在樁號支0+088、支0+0133、支0+135、支0+158和支0+168處洞頂有滴水現(xiàn)象，多呈點滴狀滲流，流量不大。

支洞段洞身大部分在中厚層細粒砂巖層中通過，巖性堅硬完整，局部在粉砂巖中通過，基巖處于基巖弱風化狀態(tài)，成洞條件良好，洞頂上覆基巖厚度12～37 m，隧洞圍巖分類為Ⅲ類，與前期勘察資料一致。

4 結論

綜上所述，供水發(fā)電洞進水塔開挖地基巖性承載力滿足設計要求，無不良工程地質問題，可以作為進口塔地基。進水塔開挖邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。主洞段洞身成洞條件良好，隧洞圍巖分類為Ⅲ類。支洞段洞身成洞條件良好，隧洞圍巖分類為Ⅲ類。

P642.4

C

1004-7042（2017）10-0024-02

孟秀玲（1983-），女，2005年畢業(yè)于山西水利職業(yè)技術學院水利水電工程專業(yè)，助理工程師。

2017-08-20；

2017-09-29