滇中引水工程小撲隧洞白云巖砂化地質(zhì)問(wèn)題研究

段振興

摘?要： 滇中引水工程的受水區(qū)域包括六個(gè)市：麗江、玉溪、大理、楚雄、昆明、紅河的35個(gè)縣、市，涉及面積達(dá)到36900平方千米，每年滇中引水工程的飲水量可以達(dá)到34.03億立方米，引水工程的渠道首部在石鼓，渠道首部流量每秒鐘135立方米，整個(gè)渠道的總長(zhǎng)度達(dá)到664.236千米，其中需要穿過(guò)的隧洞58座，隧洞的長(zhǎng)度占據(jù)總長(zhǎng)度的92.13%，是主要工程。滇中引水工程的輸水線路分為大理Ⅰ段、大理Ⅱ段、楚雄段、昆明段、玉溪段及紅河段6段。

關(guān)鍵詞： 滇中引水工程;隧洞

【中圖分類(lèi)號(hào)】TV554?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【文章編號(hào)】1674-3733（2020）02-0014-01

滇中引水工程是節(jié)水、供水重大水利工程中具有代表性的工程，我國(guó)西南部規(guī)模最大、投資最多的水資源的配置工程。2018年3月16日，我國(guó)的水利部門(mén)對(duì)滇中引水工程的設(shè)計(jì)報(bào)告予以行政許可，標(biāo)志著滇中引水工程前期的工作已經(jīng)完成，可以正式施工。滇中引水工程浩大，本文主要對(duì)于其中玉溪段的小撲隧洞和白云巖砂化地質(zhì)進(jìn)行分析和論述，得出結(jié)論。

1?概述

玉溪段在云南省中部，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有四季溫差小、干濕季分明的低緯高原季風(fēng)氣候特點(diǎn)。玉溪段的區(qū)域按照云南省暴雨氣候劃分，屬于滇中暴雨正常區(qū)，暴雨主要發(fā)生在五月至十月之間，暴雨量比較集中，降雨量最大的時(shí)間段占總時(shí)間段的六至七成。

1.1?小撲隧洞。

小撲隧洞在玉溪段上，是玉溪段的起點(diǎn)，小撲隧洞全長(zhǎng)31.9千米，共布置8條施工支洞，預(yù)計(jì)水流量是每秒鐘40立方米，隧道形狀是馬蹄形，斷面尺寸的長(zhǎng)和寬都是4.582米。小撲隧洞位于南盤(pán)江水系與金沙江水系的分水嶺地帶，分水嶺北翼由走向近南北向條帶狀展布的中～古生代巖層構(gòu)成低中山剝蝕、溶蝕地貌，地形坡度是20度到35度，小撲隧洞的地面高程兩千米至兩千兩百米，相對(duì)高差是一百米至二百米，地勢(shì)是南向較高，北向較低[1]。

小撲隧洞的地巖巖性有白云巖、灰?guī)r、板巖、頁(yè)巖、礫巖、泥巖、長(zhǎng)石砂巖等。根據(jù)人員統(tǒng)計(jì)，隧洞沿線砂巖、泥巖、頁(yè)巖、礫巖等碎屑巖累計(jì)長(zhǎng) 15.663千米，占隧洞全長(zhǎng)的 48.8%;碳酸鹽巖地層占據(jù) 26.4%;玄武巖占據(jù)6.6%;板巖占據(jù) 18.2%;

1.2?白云巖。白云巖是沉積碳酸鹽巖，主要由白云石組成，在我們使用時(shí)常將石英、方解石、長(zhǎng)石和粘土礦物混合在一起，表面是灰白色，質(zhì)地較脆。

2?問(wèn)題提出與解決

2.1?小撲隧洞。

小撲隧洞的主要問(wèn)題在于，小撲隧洞在地震帶上，地震烈度為Ⅷ度，需要對(duì)抗震問(wèn)題進(jìn)行解決。小撲隧洞在施工過(guò)程中可能出現(xiàn)溶洞、地下巖塌陷、涌沙、涌水和暗河等地質(zhì)上的問(wèn)題，隧洞從非可溶巖地層穿越到阻水性斷層至巖溶化地層時(shí)，涌水現(xiàn)象可能會(huì)突然發(fā)生。小撲隧洞工程的實(shí)施可能會(huì)導(dǎo)致附近村莊的三處地下水水源干枯，造成地下水的集中排泄帶泉點(diǎn)水量減少，影響人民的生活。小撲隧洞鄰近區(qū)域有五個(gè)水庫(kù)，存在通過(guò)砂巖和隧道相通的可能，水庫(kù)水向隧洞泄露的問(wèn)題，可能會(huì)導(dǎo)致隧洞水源的污染。小撲隧洞有十六個(gè)潛埋暗挖地層，總長(zhǎng)度為4181.714米，埋深處在60米以?xún)?nèi)，淺埋隧洞施工條件差，容易出現(xiàn)坍塌的問(wèn)題。隧洞的部分地段有毒害氣體，長(zhǎng)度約928米。小撲隧洞有3.48千米的軟巖，可能會(huì)導(dǎo)致圍巖變形[2]。小撲隧洞和玉江高速公路相交，隧洞從玉江高速公路下部穿過(guò)，根據(jù)實(shí)際情況選擇開(kāi)挖方式，目的是減少對(duì)公路的影響。

小撲隧洞有十六個(gè)淺埋暗挖地層，容易出現(xiàn)坍塌的問(wèn)題。首先是坍塌的預(yù)防，預(yù)防施工現(xiàn)場(chǎng)的坍塌是施工安全的關(guān)鍵，影響施工進(jìn)度，在施工過(guò)程中需要時(shí)刻對(duì)地質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)隧洞采取支護(hù)手段，防止坍塌的情況發(fā)生。在施工過(guò)程中使用弱爆破，強(qiáng)支護(hù)、常監(jiān)測(cè)的施工原則，對(duì)于地質(zhì)柔軟、滲水的位置進(jìn)行提前的支護(hù)。對(duì)于發(fā)生坍塌的部分，需要立即停工，保證施工人員的安全。對(duì)施工位置進(jìn)行調(diào)查，分析坍塌的原因，了解坍塌的規(guī)模，盡快建立可行性的處理方案。

小撲隧洞的斷層破碎帶共十六處，也容易產(chǎn)生坍塌的問(wèn)題。在開(kāi)挖過(guò)程中，需要對(duì)圍巖噴射混凝土進(jìn)行封閉處理，混凝土厚度需要達(dá)到三到五厘米，防止斷層破碎帶的風(fēng)化問(wèn)題，掌子面根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采用噴混凝土進(jìn)行封閉處理，保證開(kāi)挖掌子面與洞軸線能夠達(dá)到垂直的效果，方便大型機(jī)械進(jìn)行作業(yè)[3]。開(kāi)挖結(jié)束后需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)通知撤離，做好支護(hù)工作，待圍巖穩(wěn)定為止。

小撲隧洞涌沙、涌水等問(wèn)題。在施工前，加強(qiáng)對(duì)施工段的檢測(cè)和分析，使用導(dǎo)洞超前、深孔探測(cè)等探明巖溶洞穴、溶洞的問(wèn)題，及時(shí)作出應(yīng)對(duì)方案，對(duì)于突然發(fā)生的巖溶水倒灌問(wèn)題，進(jìn)行提早的防護(hù)，人員和機(jī)械設(shè)備的安全撤離，減少事故損失。對(duì)于溶洞分布情況進(jìn)行了解，提前挖出排水渠道，使用疏導(dǎo)、跨越、堵填、宣泄、注漿加固等措施進(jìn)行處理。裝備充足的排水設(shè)備，及時(shí)排除洞內(nèi)積水，保證施工的實(shí)施[4]。

小撲隧洞的瓦斯和有毒氣體的解決。需要保證施工段的通風(fēng)措施，延長(zhǎng)通風(fēng)時(shí)間，可以降低瓦斯的濃度。在瓦斯?jié)舛雀叩奈恢貌捎脡喝胧綖橹鞯幕旌鲜酵L(fēng)，瓦斯稀釋后，通過(guò)巷道排出洞外。配備專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)毒氣的儀器，配備專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)員，時(shí)常監(jiān)測(cè)。防止隧洞內(nèi)的明火，保證通風(fēng)。

小撲隧洞可能導(dǎo)致地下水的干枯，需要立即補(bǔ)充水源，保證當(dāng)?shù)厝嗣竦纳詈娃r(nóng)業(yè)的發(fā)展?？梢圆捎米{堵水，時(shí)常監(jiān)測(cè)，提前做好應(yīng)急處理方案。地下水豐富的位置，按照以堵為主，排堵結(jié)合的原則，采用地質(zhì)鉆機(jī)沿開(kāi)挖輪廓周?chē)@出傘狀灌漿孔，進(jìn)行隧洞周?chē)∧坏姆馑幚?。?duì)于施工廢水的排放要設(shè)立專(zhuān)門(mén)的排水方案，保證周?chē)Y源的安全。廢水排放要符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。

2.2?白云巖砂化。

小撲隧洞中共有十處白云巖砂化地層，總長(zhǎng)度達(dá)到5216.425米。為了解決這一問(wèn)題，在施工前我們需要采取超前注漿的手段，對(duì)周?chē)鷩鷰r進(jìn)行加固，減少?lài)鷰r中的水分，關(guān)注圍巖壓力的變化。對(duì)于暴露在外的圍巖，保持圍巖的干燥，及時(shí)對(duì)圍巖進(jìn)行封閉，消除圍巖吸水后導(dǎo)致的坍塌問(wèn)題。在外層設(shè)置柔性變形層，使用加強(qiáng)性鋼筋砼進(jìn)行二次襯砌，提高承受能力。在施工過(guò)程中，設(shè)立超前支護(hù)錨桿，保證施工的正常運(yùn)行。使用噴射混凝土、系統(tǒng)錨桿、鋼拱架合成支護(hù)系統(tǒng)，提高初期支護(hù)剛度。加強(qiáng)監(jiān)測(cè)力度，安排好施工順序。

結(jié)束語(yǔ)：滇中引水工程是解決滇中區(qū)的水資源短缺問(wèn)題，具有明顯的社會(huì)效應(yīng)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。政府明確提出：將滇中引水工程建設(shè)建立成經(jīng)得起歷史和實(shí)踐檢驗(yàn)的安全工程、優(yōu)質(zhì)工程、生態(tài)工程、民心工程、廉潔工程。

參考文獻(xiàn)

[1]?謝實(shí)宇，謝柳楊.云南滇中引水工程超深水平孔鉆探實(shí)踐與技術(shù)探討[J].西部探礦工程，2015，27（6）：69-71.

[2]?李樂(lè).滇中第三系軟巖工程地質(zhì)特性及對(duì)隧洞工程的影響[D].成都理工大學(xué)， 2014.

[3]?汪亞莉.海東隧洞水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)及涌水量計(jì)算研究[D].2015.

[4]?高偉，楊艷娜，李豫馨.巖溶地區(qū)隧道工程地質(zhì)選線適宜性評(píng)價(jià)[J].人民珠江，2016，037（003）：32-37.