IV V类围岩支护专项施工方案23p
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水利枢纽工程位于贵州中部黔中地区、云贵高云苗岭宽缓山脊、两江分水岭河源地带、岩溶峡谷山区,涉及贵州3市(贵阳、安顺、六盘水)1州(黔南自治州)1地区(毕节)的10个县(区)和贵阳市区、安顺市区。工程以灌溉、城市供水为主,兼顾发电等综合利用,并为改善当地生态环境创造条件的Ⅰ等大⑴型水利枢纽工程。由水源工程、输配水工程和城市供水工程组成,分两期实施。其中一期工程包括水源工程、一期输配水工程。一期输配水工程由输水工程和一期配水工程组成。输水工程包括总干渠工程、桂松干渠工程、一期支渠工程;一期配水工程包括一期灌区田间配套工程、贵阳供水配水工程(以河代渠)。
1.2工程地质情况
1.2.1 地形地貌
本标段工程地处贵州西部高原,位于安顺市大寨至三轮坡一带,场区地形为北西高,南东低,沟谷发育,相对高差较大。工程区碳酸盐岩广泛分布,山脉多呈北东向展布,与构造线基本一致,受地层、岩性等因素影响,场区以侵蚀、剥蚀为主,溶蚀次之,属剥蚀、侵蚀性浅切中山-低中山沟谷及峰丛洼地和谷地地貌。地表溶洞、洼地落水洞广泛分布,地下岩溶管道较发育。
1.2.2 地层岩性
场区弧形坡面及槽谷、河谷等地大部分为第四纪覆盖层覆盖,陡坡、冲沟两侧等地基岩零星出露,根据地表地质调绘和钻孔资料,结合区域资料分析,场区地层岩性自上而下依次为:
(1)第四系覆盖层(Q):
场区覆盖层主要为残坡积层、冲洪积层等,可分为:
①残、坡积堆积层(Qel+dl),岩性为黄、褐黄色粘土夹少量碎石,呈松散~中等密实状态,主要分布于山麓坡脚、山前缓坡、冲沟两岸斜坡地带,厚0~6.8m。
②冲、洪积堆积层(Qal+pl):岩性为砂、砾石、块石,主要分布于松河河床一带,厚1.0~4.0m。
(2)基岩:
场区出露地层有三叠系中统江洞沟、法郎及关岭组及三叠系下统大冶组,从新至老分述如下:
①三叠系中统江洞沟组(T2j):杂色中厚层粉砂岩与薄至中厚层泥岩互层,主要分布于石头小苑及窝枝一带,厚200m。
②三叠系中统法郎组(T2f):灰色薄至中厚层灰岩,主要分布于石头小苑及窝枝一带,厚280m。
③三叠系中统关岭组第三段(T2g3):灰色中厚层白云质灰岩,为场区内主要出露地层,厚400m。
④三叠系下统大冶组(T1d):灰色薄至中厚层泥灰岩、灰岩和紫色黄绿色砂质泥岩夹泥质粉砂岩、粉砂岩、砂岩、杂色页岩及鲕状灰岩,主要分布于三轮坡一带,厚约90m。
1.2.3 地形构造和地震
桂松干渠近于由W向E,渠线经过区四级单元干渠从平寨水库至龙场,受岩脚向斜的影响,属威宁NW向构造变形区,岩层产状较平缓,一般倾角<25°、其余干渠总体为贵阳NE复杂构造变形区,输水线路与构造线多属大角度相交,未发现区域性活断层存在,构造基本稳定。
场区发育有三条断层,分别叙述如下:
(1)F1断层:位于深冲及大河隧洞之间,走向NE、倾向SE,断层NW面岩层产状平缓,倾角<10°,断层破碎带宽4~6m,断距<100m,为张性断层。
(2)F2断层:走向NW、倾向NE,倾角78°, 断层破碎带宽3~5 m,断距<80m。
(3)F3断层:走向NW、倾向SW,倾角70°, 断层破碎带宽1~3 m,断距<50m。
根据国家技术质量监督局2001年颁布《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),枢纽区、灌区及贵阳供水区地震动峰值加速度为0.05g,相应的地震基本烈度为Ⅵ度,区域构造基本稳定。
1.2.4 岩溶水文地质条件
(1)碳酸盐岩溶分布区,出露地层为(T2g),岩性以灰岩、灰质白云岩、白云岩为主,属强岩溶。场地为大山哨隧洞出口至大坡隧洞段为龙宫强岩溶发育段,该区岩溶形态以天生桥、地下暗河、深大落水洞、溶洞等型式出现。天生桥跨度达100m左右,暗河流量一般可达1m3/s,溶洞直径一般3~5m,落水洞直径一般5m左右。
(2)碎屑岩分布区,出露地层为(T2j)、(T2f),岩性以砂岩、粉砂岩、泥岩为主,属隔水层,地下水主要为基岩裂隙水。
1.2.5 不良物理地质现象
碳酸盐岩分布区:岩溶发育,岩溶洼地及漏斗附近常发生小规模塌陷,由于河谷深切,谷坡较陡,在较陡的谷坡脚常有崩塌堆积体。
碎屑盐岩分布区:河谷切割一般较深,坡谷较缓,在较缓的斜坡地带产生小规模的滑坡、泥石流等地质现象。
1.2.6 区域稳定性评价
(1)桂松干渠C2标段近于由W向E,场地区处在贵阳NE复杂构造变形区,输水线路与构造线多属大角度相交,沿线通过的主要构造线主要为背斜、向斜、断层等。灌区未发现区域性活断层存在,构造基本稳定。地表为残坡积、冲洪积层小块石质土构成,厚0~10m,结构松散,分布极不均一,稳定性差,物理力学指标较小,基岩为三迭系中统关岭组第三段(T2g3)白云质灰岩、三迭系中统法郎组(T2f)灰色中厚层灰岩、三迭系下统T1d灰色薄至中厚层灰岩、泥质灰岩等构成,在大河隧洞出口前洞身段为一小规模崩塌体,其余地表未见滑坡、崩塌体和泥石流现象。
(2)隧洞工程
桂松干渠C2标隧洞共7条,总长9251m,分别为西苗坝隧洞(桂松09+387~桂松10+713)、深冲1#隧洞(桂松10+805~桂松11+917)、深冲2#隧洞(桂松12+335~桂松12+874)、大河隧洞(桂松12+948~桂松14+653)、大坡隧洞(桂松14+809~桂松14+943)、石头小苑隧洞(桂松15+376~桂松16+294)、窝枝隧洞(桂松16+399~桂松19+916)。根据岩性、地质构造、地下水埋深情况等综合分析,隧洞硬质岩洞身段大部分为Ⅲ类围岩,断层带及岩溶发育带为Ⅲ~Ⅳ围岩,软质岩强风化带为Ⅴ类围岩,洞身段大部分为Ⅳ围岩,局部新鲜岩体为Ⅲ围岩,各隧洞工程地质条件评价如下:
①西苗坝隧洞
隧洞总长为1326m(设计桩号:桂松09+387~桂松10+713),为无压城门洞型隧洞,断面为3.4m×4.24m。隧洞位于珠江流域与长江流域的分水岭之南坡,地貌上属于峰丛洼地及谷地,岩溶较发育,为龙宫强岩溶发育段,该区岩溶形态以天生桥、地下暗河、深大落水洞、溶洞等型式出现。隧洞穿越地层主要为三叠系中统关岭组第三段(T2g3)灰色厚层白云岩夹中厚层灰岩,隧洞大部分位于地下水位以下。隧洞围岩类别以Ⅲ类围岩为主。该隧洞段岩溶发育,遭遇岩溶的可能性较大,要求做好支护及排水措施,遭遇岩溶段按特殊洞段处理,同时加强施工图阶段地质勘察及施工地质配合工作。
②深冲1#隧洞
隧洞总长为1112m(设计桩号:桂松10+805~桂松11+917),为无压城门洞型隧洞,断面为3.4m×4.18。隧洞位于珠江流域与长江流域的分水岭之南坡,地貌上属于峰丛洼地及谷地,岩溶较发育,为龙宫强岩溶发育段,该区岩溶形态以天生桥、地下暗河、深大落水洞、溶洞等型式出现。隧洞穿越地层主要为三叠系中统关岭组第三段(T2g3)灰色厚层白云岩夹中厚层灰岩,岩体强风化层厚度一般为4.5~5.0m,岩层产状280°∠4°,岩层走向与隧洞线小角度相交,隧洞埋深20~211m。其中桂松10+805m~桂松11+577m位于地下水位以下,桂松11+577m~桂松11+917m位于地下水位以上,隧洞穿越弱风化岩体内,岩体较完整,围岩为三叠系中统关岭组第三段(T2g3)灰色中厚层白云质灰岩夹中厚层灰岩,岩石呈微风化至新鲜状态,为硬质岩,围岩整体稳定性较好,岩体呈中厚层状结构,属Ⅲ类围岩。该隧洞局部地段在岩溶管道顶板上部通过,岩溶管道距离隧洞底板大于3倍洞径,遭遇岩溶的可能性较大,要求做好支护及排水措施,遭遇岩溶段按特殊洞段处理,同时加强施工图阶段地质勘察及施工地质配合工作。
③深冲2#隧洞
隧洞总长为539m(设计桩号:桂松12+335~桂松12+874),为无压城门洞型隧洞,断面为3.25m×4.09m。隧洞位于珠江流域与长江流域的分水岭之南坡,地貌上属于峰丛洼地及谷地,岩溶较发育,为龙宫强岩溶发育段,该区岩溶形态以天生桥、地下暗河、深大落水洞、溶洞等型式出现。隧洞穿越地层主要为三叠系中统关岭组第三段(T2g3)灰色厚层白云岩夹中厚层灰岩,岩体强风化层厚度一般为4.5~5.0m,岩层产状290°∠4°,岩层走向与隧洞线小角度相交,隧洞埋深30~190m。隧洞大部分位于地下水位以上,隧洞洞身处于弱风化岩体内,岩体较完整,围岩为三叠系中统关岭组第三段(T2g3)灰色中厚层白云质灰岩夹中厚层灰岩,岩石呈微风化至新鲜状态,为硬质岩,围岩整体稳定性较好,岩体呈中厚层状结构,大部分属Ⅲ类围岩。该隧洞段岩溶发育,遭遇岩溶的可能性较大,应做好支护及排水措施,遭遇岩溶段按特殊洞段处理,同时加强施工图阶段地质勘察及施工地质配合工作。
④大河隧洞
隧洞总长为1705m(设计桩号:桂松12+948~桂松14+653),为无压城门洞型隧洞,断面尺寸3.25m×4.04m,该隧洞位于珠江流域与长江流域的分水岭之南坡,地貌上属于峰丛洼地及谷地,岩溶较发育,为龙宫强岩溶发育段,该区岩溶形态以天生桥、地下暗河、深大落水洞、溶洞等型式出现。隧洞穿越地层主要为三叠系中统关岭组第三段(T2g3)灰色厚层白云岩夹中厚层灰岩,岩体强风化层厚度一般为4.0m~5.0m,岩层产状110°∠22°,岩层走向与隧洞线小角度相交,隧洞埋深20m~104m,隧洞位于地下水位以上,隧洞大部分处于弱风化至新鲜状态岩体内,岩体较完整,围岩为三叠系中统关岭组第三段(T2g3)灰色中厚层白云质灰岩夹中厚层灰岩,为硬质岩,围岩整体稳定性较好,岩体呈中厚层状结构,属Ⅲ类~Ⅳ类围岩。该隧洞局部地段在岩溶管道顶板上部通过,岩溶管道距离隧洞底板大于3倍洞径,遭遇岩溶的可能性较大,要求做好支护及排水措施,遭遇岩溶段按特殊洞段处理,同时加强施工图阶段地质勘察及施工地质配合工作。
⑤大坡隧洞
隧洞总长为134m(设计桩号:桂松14+809~桂松14+943),为无压城门洞型隧洞,断面为3.25m×4.04m,。隧洞埋深4~45m,位于地下水位以上。进口地形坡度30~45°为逆向坡,出口地形坡度30~35°,为顺向坡,自然边坡较稳定。基岩裸露,岩性为T2g3 灰色厚层角砾状灰岩,岩石呈微风化至新鲜状态,围岩整体稳定性较好,岩体呈中厚层状结构,大部分属Ⅲ类围岩。隧洞洞身段岩溶较发育,洞隙率约13%,应作好支护及排水措施,岩溶洞隙段应按特殊洞段处理。工程开挖时应作好护坡处理。
⑥石头小苑隧洞
隧洞总长为918m(设计桩号:桂松15+376~桂松16+294),为无压城门洞型隧洞,断面尺寸3.25×4.04m,穿越的主要地层为三叠系中统法郎组(T2f)灰色中厚至厚层灰岩, 三叠系中统江洞沟组(T2j)杂色中厚层粉砂岩夹薄层泥岩,岩层产状120~150°∠22~28°。进口段地形坡度40°左右,洞口基岩裸露,岩层产状124°∠21°左右,为逆向坡,自然边坡较稳定。出口地形坡度30°左右,基岩裸露,为顺向坡,自然边坡较稳定,施工开挖后应作好护坡处理。洞身段平均埋深约90m,处在地下水位以上。围岩整体稳定性好,大部分属Ⅲ~Ⅳ类围岩。岩溶发育较弱,预测岩溶不良段5%左右,岩溶不良段按特殊洞段处理。