隧洞主要工程地质问题评价

关键词 水利水电 隧洞 工程地质 评价 

　　西安市辋川河引水李家河水库工程是以供水为主，兼有灌溉、发电等项目的综合性工程。引水隧洞线路自李家河坝址左岸引水口至黄土岭出口，全长约8.0 km，海拔高程770～1260m，所处地貌单元为秦岭中低山区。隧洞沿线冲沟发育，洞线经过的沟谷有龙望沟、姜沟、渗金庙、黑岩沟、白岩沟、鸽咕岔沟、曹家山沟、韩家沟、韩西沟等。 

　　西安市辋川河引水李家河水库工程地处渭河盆地东南部秦岭北麓低中山区，北与黄土台塬相接。河谷形态和沟谷发育方向主要受构造和岩性控制，塬区为第四系松散堆积层，第四系地层出露很少。工程区位于秦岭纬向构造北亚带、祁吕贺山字型构造东翼、新华夏构造体系的复合部位。该区地下水类型主要为基岩裂隙潜水，主要受大气降水补给，以下降泉的形式出露，排泄于沟谷河床之中。工程区位于华山北侧断裂带以南20～40Km（直线距离）以外的草坪――库峪断裂与铁炉子断裂所夹持的带状相对稳定的地块上，新构造以整体缓慢上升为主，历史地震活动性较弱，属相对稳定的地块。 

　　2 隧洞主要工程地质问题评价 

　　2.1环境水化学类型及对砼腐蚀性评价 

　　在隧洞附近泉水及钻孔中取水样7组。根据 《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99进行评价：泉水及地下水为HCO3--SO42--Ca2+型水，地表水为HCO3---SO42--Ca2+ -Mg2+型水。结果表明除姜沟地下水具有溶出型弱腐蚀外，其它位置水均对砼无腐蚀性。 

　　2.2隧洞可能涌水的分析与评价 

　　隧洞围岩压水试验成果表明，岩体透水率q=1～15Lu，岩体多属微～弱透水性，风化程度较深岩体为中等透水性，富水性不均一。Ⅱ～Ⅲ类围岩的洞段，岩体较完整，地下水以渗水和滴水为主，不会产生较大涌水。Ⅳ～Ⅴ类围岩特别是较大的断层、断裂，完整性差，属富水性较强岩组段，可能在施工中出现涌水现象，施工中应在这些部位加强超前排水措施。 

　　2.3岩爆问题分析与评价 

　　本工程隧洞一般埋深20～260m，其中B1+176.85～B2+600m段埋深270～373m，最深达439m，属深埋洞段，具产生岩爆的埋藏条件。 

　　从岩体储能条件来看，洞室岩体以弱～微风化后的岩爆临界埋深为278～326m，围岩强度应力比Rc/（max=4.86～5.87>4，综合判定认为，该工程地下洞室可能产生轻微～中等岩爆。 

　　2.4地温 

　　工程区断裂构造发育，为岩浆岩侵入区，由于隧洞埋深不大，一般在200m左右，最大为439m，地下没有地热异常体存在，按正常地温增温梯度，不会出现高地温带。地下不存在地热异常体或异常现象，故工程区地下洞室不会发生高地温问题。 

　　2.5有害气体 

　　引水隧洞穿越地层岩性主要为燕山期花岗岩及少量的（ZcK13）绿泥石石英片岩类。一般花岗岩中有赋存有害气体的可能性与同类花岗岩地区的工程类比，其氡气含量较微，对工程的影响相对轻微。建议施工中应注意监测和通风。 

　　3结论及建议 

　　3.1结论 

　　（1）引水隧洞中的地下水位均高于隧洞设计高程，环境水水化学类型为HCO3---SO42--Ca2+型水，地表水为HCO3--SO42- -Ca2+-Mg2+型水。除姜沟地下水具有溶出型弱腐蚀外，其它均对砼无腐蚀性。 

　　（2）隧洞岩体较完整，均属坚硬脆性介质，具有储存较大的弹性应变能的能力。综合类比分析B1+176.85～B2+600m段有岩爆现象，岩爆段长约1423m，岩爆的量级为轻微～中等。 

　　（3）引水隧洞沿线不存在有害气体、高地温、放射性等不良地质问题，建议在设计、施工中加强监测预报和通风换气措施。 

　　3.2建议 

　　（1）为了隧洞长期安全运行，根据已成工程经验，Ⅲ类围岩段应进行混凝土喷护处理，Ⅳ、Ⅴ类围岩应进行全断面混凝土衬砌处理。 

　　（2）建议隧洞出口明挖或洞脸后移140m。断层破碎带和全强风化岩开挖坡比1：0.85；碎石质壤土开挖坡比1：1.25。 

　　（3）建议加强现场岩爆监测工作，并采取喷洒高压水、加强临时支护、设临时防护网、预超前钻孔应力解除等工程措施以减轻或消除岩爆对施工的不利影响。 

　　（4）结合施工开挖，进行地质预测和预报工作。对洞室沿线的大的断层部位应超前排水，同时应监测隧洞涌水、有害气体、地温等不良地质现象，以便采取有效的防护措施。 

　　参考文献 

　　[1] 杨连生.水利水电工程地质[M].武汉大学出版社，2004. 

　　[2] 李仲春.水利水电工程地质论文集[C].黄河水利出版社，2004. 

　　[3] 孙广忠.地质工程理论与实践[M].地震出版社，1996.