一般引水隧道常见地质问题

2．2地质构造特征

（1）断层及其特征

隧洞施工中共揭露大小断层25条，其中对隧洞围岩稳定影响较大的断层特征和分布情况见表2。其中，F230、F4’两条断层规模较大。其他断层也不同程度地对洞身围岩稳定性有一定影响，断层发育洞段岩石裂隙发育，岩石破碎，洞顶易产生塌落现象。

（2）节理发育情况及其特征

在引水口工程区发育的4组节理中，从隧洞地质编录资料显示，走向345°~ 355°这组节理最为发育，但大多层内发育，切层的很少。走向270°~ 290°这组节理在桩号1+900以前较为发育，且部分贯穿隧洞。走向 10°~30°这组节理在桩号2+470以后较为发育。走向60°~70°这组节理只是在局部洞段发育。洞室节理密度一般在1~2条/m。层状岩层中，4组节理均呈高角度切割层面致使岩石呈块状，局部破碎，顶部及两壁易产生塌落，掉块现象。部分洞段270°~290°走向节理与洞轴线夹角较小、呈纵向切割，并延伸较远，对围岩稳定性影响较大。

2.3水文地质情况

引水隧洞区地下水类型为基岩裂隙水，地下水分布情况及水量的大小主要与地形、裂隙发育情况和降水有关。

引水隧洞桩号0＋336（F230断层）以前为二迭系地层，钻孔资料显示地下水位高程222.03m，洞室在地下水位以上，没有滴水、渗水现象。桩号0＋336～0＋900洞段，地下水位高程227.4m～257.44m，洞室大部分在地下水位以下，且该段上覆岩层受沟谷切割，地下水与外界地表水联系密切，较多数洞段渗水现象严重。根据寺院坡T442长观孔资料显示，地下水位高程在270m左右，桩号0＋900以后，引水隧洞基本在地下水位以下。从隧洞开挖后的情况看，桩号0＋900～2＋360段渗水、滴水、线流点较多，尤以0＋900～0＋990、1＋882～1＋905、2＋127～2＋136段较为突出，局部洞顶、洞底线流水量达0.05L／S。

2.4岩石的力学性质

引水口工程区各岩组的岩石抗压强度指标见表3。二迭系P23-3、P23-5、P24岩组为粘土岩，属软岩；二迭系P23-2、P23-4、P23-6岩组，三迭系 T11、T12、T13-2、岩组为钙质、泥钙质砂岩，属坚硬岩；三迭系T13-1、T14岩组为钙硅质砂岩，属极坚硬岩。

2.5地应力

据小浪底坝址区应力解除法、钻孔水压致裂法、声发射法和岩组法地应力测试成果分析，一般认为：岩体的初始应力以自重应力为主，同时受构造应力的影响，侧压力系数(入)在0.7～0.9之间，最大水平地应力方向约为NE45°，最大应力值在5 MPa左右，围岩岩体强度应力比(S)基本大于4，属低应力区，且空间应力状态分布较均匀，对隧洞轴线影响不大。

3 引水隧洞围岩分类

对引水隧洞围岩分类采用中国水利水电工程分类，根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287－99）附录P围岩工程地质分类方法对引水隧洞围岩进行分类。依据该规范中围岩分类的基本方法，对控制洞室围岩稳定的岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水和主要结构面产状五项因素之和的总评分为基本判据，围岩强度应力比为限定判据。参考岩体质量RQD、Vp等工程地质参数，对引水隧洞围岩进行工程地质分类（见表4）。

依据水利水电围岩工程地质分类，引水隧洞各类围岩分布情况见表5。

4 主要工程地质问题及处理措施

4.1地质构造对洞室围岩稳定的影响

隧洞施工阶段共揭露断层25条，其中又以F230、F4’两条断层规模最大，对洞室围岩稳定影响最大，其它断层对洞室围岩稳定性也有一定影响。走向270°～290°这组节理，与洞轴线近平行，在洞室内延伸较远，对洞室围岩稳定影响较大。同时局部洞段发育的节理密集带，造成岩体破碎，对洞室围岩稳定影响较大。对断层带、破碎影响带及节理密集带等不良地质洞段，除采用锚杆、喷混凝土加钢筋网、超前支护等措施外，对F230、F4’这两条大断层还采用格栅钢拱架支护。

4.2地下水对二迭系粘土岩、断层破碎带等不良岩体洞段围岩的影响

引水隧洞在桩号0+336（F230断层）以后，大多数洞段均在地下水位以下。从隧洞开挖后的情况看，桩号0+900～2+360段渗水、滴水、线流点较多。二迭系粘土岩主要成分为伊利石，遇水后易产生膨胀、崩解。施工期补充了粘土岩的膨胀性实验，结果表明，二迭系粘土岩的膨胀压力最大140.25kPa。地下水对断层带、节理密集带充填物质，可能产生管涌和潜蚀作用。因此对防止结构内外渗要求较高，设计中对Ⅲ、Ⅳ类围岩洞段按抗裂设计，Ⅱ类围岩洞段按限裂设计，限制裂缝宽0.15mm。同时在粘土岩洞段纵向施工缝中增设了PVC止水片及

跨缝钢筋。对于跨越断层的洞段为防止不均匀沉陷。将纵向钢筋由原Ф12改为Ф22。

5 结论

引水隧洞围岩为二叠系P23-3～P24岩组、三叠系T11～T14岩组，属Ⅱ、Ⅲ类围岩，规模较大断层破碎带为Ⅳ类围岩。对断层带、破碎影响带及节理密集带等不良地质洞段，除采用锚杆、喷混凝土加钢筋网、超前支护等措施，对F230、F4’这两条大断层还采用格栅钢拱架支护。桩号0+324以后，特别是桩号0+890～2+360地下水多处集中渗漏，应采取堵漏措施。

第42卷第 3期现代隧道技术 Vol42 No.3

2005年6月 ModernTunnellingTechnology Jun.2005文章编号:1009-6582(2005)03-0049-05

掌鸠河引水供水工程 TBM施工段相关

工程地质问题探讨

尹俊涛1, 2 尚彦军1 史永跃1 丁继新1

(1中科院地质与地球物理研究所,北京 100029; 2中南大学地学与环境工程学院,长沙 410083)

摘要文章介绍了上公山隧洞TBM掘进过程中遇到的断层破碎带、节理密集带、软岩大变形、岩溶、地下水

等主要工程地质问题,并详细地论述了相应的工程处理措施;同时指出,虽然TBM对于不良地质条件适应性较差,

但只要给予足够的重视,借鉴以往TBM施工中取得的经验与教训,并针对不同的工程地质条件,分别采取相应的

处理措施,TBM是可以安全、快速地通过不良地质地段的。

关键词TBM 不良地质条件处理措施

中图分类号:U457+.2 文献标识码:A

97.258km,其中隧洞 16座,总长85.655km[3]。1 引言上