摘 要 新中國(guó)成立以來,隨著我國(guó)水利水電事業(yè)的發(fā)展,在一些山區(qū)和平原區(qū)興建了86400多座水庫,為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和農(nóng)業(yè)發(fā)展奠定了深厚的基礎(chǔ),并取得顯著成效。但由于興建水庫,引發(fā)的工程地質(zhì)問題屢見不鮮,尤其是修建隧洞引發(fā)的工程地質(zhì)問題更值得我們深入思考。本文以“西安市輞川河引水李家河水庫工程”為依托,淺談新建總干渠引水隧洞工程地質(zhì)條件、隧洞主要工程地質(zhì)問題評(píng)價(jià),最后得出結(jié)論及建議。
關(guān)鍵詞 水利水電 隧洞 工程地質(zhì) 評(píng)價(jià)
西安市輞川河引水李家河水庫工程是以供水為主,兼有灌溉、發(fā)電等項(xiàng)目的綜合性工程。引水隧洞線路自李家河壩址左岸引水口至黃土嶺出口,全長(zhǎng)約8.0 km,海拔高程770~1260m,所處地貌單元為秦嶺中低山區(qū)。隧洞沿線沖溝發(fā)育,洞線經(jīng)過的溝谷有龍望溝、姜溝、滲金廟、黑巖溝、白巖溝、鴿咕岔溝、曹家山溝、韓家溝、韓西溝等。
1區(qū)域地質(zhì)概況
西安市輞川河引水李家河水庫工程地處渭河盆地東南部秦嶺北麓低中山區(qū),北與黃土臺(tái)塬相接。河谷形態(tài)和溝谷發(fā)育方向主要受構(gòu)造和巖性控制,塬區(qū)為第四系松散堆積層,第四系地層出露很少。工程區(qū)位于秦嶺緯向構(gòu)造北亞帶、祁呂賀山字型構(gòu)造東翼、新華夏構(gòu)造體系的復(fù)合部位。該區(qū)地下水類型主要為基巖裂隙潛水,主要受大氣降水補(bǔ)給,以下降泉的形式出露,排泄于溝谷河床之中。工程區(qū)位于華山北側(cè)斷裂帶以南20~40Km(直線距離)以外的草坪――庫峪斷裂與鐵爐子斷裂所夾持的帶狀相對(duì)穩(wěn)定的地塊上,新構(gòu)造以整體緩慢上升為主,歷史地震活動(dòng)性較弱,屬相對(duì)穩(wěn)定的地塊。
2 隧洞主要工程地質(zhì)問題評(píng)價(jià)
2.1環(huán)境水化學(xué)類型及對(duì)砼腐蝕性評(píng)價(jià)
在隧洞附近泉水及鉆孔中取水樣7組。根據(jù) 《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》GB50287-99進(jìn)行評(píng)價(jià):泉水及地下水為HCO3--SO42--Ca2+型水,地表水為HCO3---SO42--Ca2+ -Mg2+型水。結(jié)果表明除姜溝地下水具有溶出型弱腐蝕外,其它位置水均對(duì)砼無腐蝕性。
2.2隧洞可能涌水的分析與評(píng)價(jià)
隧洞圍巖壓水試驗(yàn)成果表明,巖體透水率q=1~15Lu,巖體多屬微~弱透水性,風(fēng)化程度較深巖體為中等透水性,富水性不均一。Ⅱ~Ⅲ類圍巖的洞段,巖體較完整,地下水以滲水和滴水為主,不會(huì)產(chǎn)生較大涌水。Ⅳ~Ⅴ類圍巖特別是較大的斷層、斷裂,完整性差,屬富水性較強(qiáng)巖組段,可能在施工中出現(xiàn)涌水現(xiàn)象,施工中應(yīng)在這些部位加強(qiáng)超前排水措施。
2.3巖爆問題分析與評(píng)價(jià)
本工程隧洞一般埋深20~260m,其中B1+176.85~B2+600m段埋深270~373m,最深達(dá)439m,屬深埋洞段,具產(chǎn)生巖爆的埋藏條件。
從巖體儲(chǔ)能條件來看,洞室?guī)r體以弱~微風(fēng)化后的巖爆臨界埋深為278~326m,圍巖強(qiáng)度應(yīng)力比Rc/(max=4.86~5.87>4,綜合判定認(rèn)為,該工程地下洞室可能產(chǎn)生輕微~中等巖爆。
2.4地溫
工程區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育,為巖漿巖侵入?yún)^(qū),由于隧洞埋深不大,一般在200m左右,最大為439m,地下沒有地?zé)岙惓sw存在,按正常地溫增溫梯度,不會(huì)出現(xiàn)高地溫帶。地下不存在地?zé)岙惓sw或異,F(xiàn)象,故工程區(qū)地下洞室不會(huì)發(fā)生高地溫問題。
2.5有害氣體
引水隧洞穿越地層巖性主要為燕山期花崗巖及少量的(ZcK13)綠泥石石英片巖類。一般花崗巖中有賦存有害氣體的可能性與同類花崗巖地區(qū)的工程類比,其氡氣含量較微,對(duì)工程的影響相對(duì)輕微。建議施工中應(yīng)注意監(jiān)測(cè)和通風(fēng)。
3結(jié)論及建議
3.1結(jié)論
。1)引水隧洞中的地下水位均高于隧洞設(shè)計(jì)高程,環(huán)境水水化學(xué)類型為HCO3---SO42--Ca2+型水,地表水為HCO3--SO42- -Ca2+-Mg2+型水。除姜溝地下水具有溶出型弱腐蝕外,其它均對(duì)砼無腐蝕性。
(2)隧洞巖體較完整,均屬堅(jiān)硬脆性介質(zhì),具有儲(chǔ)存較大的彈性應(yīng)變能的能力。綜合類比分析B1+176.85~B2+600m段有巖爆現(xiàn)象,巖爆段長(zhǎng)約1423m,巖爆的量級(jí)為輕微~中等。
。3)引水隧洞沿線不存在有害氣體、高地溫、放射性等不良地質(zhì)問題,建議在設(shè)計(jì)、施工中加強(qiáng)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)和通風(fēng)換氣措施。
3.2建議
。1)為了隧洞長(zhǎng)期安全運(yùn)行,根據(jù)已成工程經(jīng)驗(yàn),Ⅲ類圍巖段應(yīng)進(jìn)行混凝土噴護(hù)處理,Ⅳ、Ⅴ類圍巖應(yīng)進(jìn)行全斷面混凝土襯砌處理。
。2)建議隧洞出口明挖或洞臉后移140m。斷層破碎帶和全強(qiáng)風(fēng)化巖開挖坡比1:0.85;碎石質(zhì)壤土開挖坡比1:1.25。
。3)建議加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巖爆監(jiān)測(cè)工作,并采取噴灑高壓水、加強(qiáng)臨時(shí)支護(hù)、設(shè)臨時(shí)防護(hù)網(wǎng)、預(yù)超前鉆孔應(yīng)力解除等工程措施以減輕或消除巖爆對(duì)施工的不利影響。
。4)結(jié)合施工開挖,進(jìn)行地質(zhì)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)工作。對(duì)洞室沿線的大的斷層部位應(yīng)超前排水,同時(shí)應(yīng)監(jiān)測(cè)隧洞涌水、有害氣體、地溫等不良地質(zhì)現(xiàn)象,以便采取有效的防護(hù)措施。
參考文獻(xiàn)
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