淺談隧洞工程涌水突泥分析及對本溪水洞的影響評價(jià)論文

　　概述水庫洞室內(nèi)的巖性段地下水溢出水量不大 多小于31X- 寒武系可溶巖區(qū)洞室內(nèi)相對來說涌水量不大 沿線穿越隧洞的斷層 均屬壓性或壓扭性 沿?cái)嗔褞Оl(fā)生突水的可能性較小 可溶巖區(qū)巖溶發(fā)育帶基本在洞室以上 發(fā)生大規(guī)模涌水的可能性不大 而在斷層Q3 破碎帶寬達(dá) 且切穿下奧陶統(tǒng)灰?guī)r 可能會(huì)通過巖溶水進(jìn)入洞室而產(chǎn)生突水問題 局部有產(chǎn)生突泥突水的可能性

　　涌水及突泥部位分析

　　斷層構(gòu)造帶 所穿越洞線的共- 條斷層構(gòu)造均為壓性與壓扭性 除Q3 外 都不具備地下水的儲存和運(yùn)移條件 且規(guī)模均不是很大 發(fā)生突然性涌水問題的可能性不是很大 向斜和背斜核部匯水區(qū) 洞線所穿越的向斜和背斜均為平緩式 核部受拉張規(guī)模小 不具備大型地下水匯集的條件 隧洞開挖地下水發(fā)生涌水的可能性有 但水量不會(huì)太大

　　主隧洞中部寒武系可溶巖區(qū) 據(jù)UL 鉆孔揭露 于洞室上部及Q3 斷層上盤處發(fā)現(xiàn)兩處溶洞 洞徑分別為與 為沿頁巖所夾灰?guī)r段發(fā)生溶蝕 洞內(nèi)充填黃色粘土 全充填狀態(tài) 下部堿長組灰?guī)r以溶孔或溶蝕裂隙為主 本溶蝕為深部承壓水徑流而成 具一定的局限性 為獨(dú)立的巖溶系統(tǒng) 據(jù)壓水試驗(yàn)表明 兩處溶洞透水率分別為1j 與331j 為弱透水性 可見溶洞充填狀態(tài)平穩(wěn) 現(xiàn)無地下水活動(dòng)跡象 下部堿廠組灰?guī)r巖體透水率-1j 831j 弱透水 無貫通性較強(qiáng)的地下水集中通道- 本區(qū)在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以來表現(xiàn)為持續(xù)上升 鉆孔反映溶洞下部灰?guī)r以溶孔和溶蝕裂隙為主 無垂直溶蝕跡象 推斷巖溶向深部發(fā)育的可能性不大 綜合分析本段存在具規(guī)模的地下水滲流通道的可能性較小 但溶蝕裂隙會(huì)較發(fā)育 Q3斷層部位及構(gòu)造影響帶可能會(huì)出現(xiàn)涌水現(xiàn)象 另外由于巖溶為深部承壓水徑流而成 故不能排除此巖溶通道的承壓特性 隧洞開挖突泥的可能性較大

　　涌水處理設(shè)計(jì)

　　根據(jù)估算的涌水量選擇水泵 將水集中引出洞外- 對可能發(fā)生較大涌水的洞段 先采取洞內(nèi)超前預(yù)注漿為主 后期徑向注漿為輔 開挖采用鋼拱架超前小導(dǎo)管注漿+ 的綜合處理措施 具體操作如下

　　洞內(nèi)超前預(yù)注漿 取隧洞開挖輪廓線外 按照一次注漿長度 設(shè)計(jì) 開挖長度3 預(yù)留3止?jié){巖盤- 注漿材料采用普通硅酸鹽水泥 特殊情況時(shí)采用超細(xì)水泥- 注漿方式由外向內(nèi)逐環(huán)進(jìn)行 環(huán)內(nèi)分序注漿的方式 采取鉆一段注一段的分段前進(jìn)式注漿方法

　　超前小導(dǎo)管注漿 小導(dǎo)管布置沿洞室開挖輪廓外上半斷面均勻布置 小導(dǎo)管長度3 直徑2 中心間距3 小導(dǎo)管外插角為2p8p 縱向搭接長度8 初期支護(hù) 初期支護(hù)采用錨噴支護(hù)和鋼拱架支護(hù)聯(lián)合的方式4 二次模筑混凝土襯砌 二次襯砌采用厚的鋼筋混凝土襯砌 襯砌設(shè)計(jì)指標(biāo)為強(qiáng)度等級E3 抗?jié)B等級N

　　隧洞工程對本溪水洞的影響

　　本溪水洞發(fā)育行跡的主體方向除受地層巖性空間分布特征的嚴(yán)格制約外 基本上是以區(qū)域主斷裂帶為導(dǎo)向 沿北西向呈折尺狀水平展布 小湯河與太子河之間地塊 由于復(fù)雜的斷裂作用使馬家溝組灰?guī)r為主體的分布空間形成斷裂與裂隙發(fā)育帶 構(gòu)成一個(gè)良好的透水通道 為地表小湯河水的滲透補(bǔ)給和水洞發(fā)育初期地下水的運(yùn)動(dòng)與循環(huán)提供了十分有利的條件

　　隧洞于本溪水洞南側(cè)布設(shè) 距水洞最近約3G 洞室穿越地層巖性為青白口系南芬組頁巖 泥灰?guī)r及震旦系石英砂巖 均為非可溶巖 隧洞附近地下水類型為基巖裂隙水 與水洞無直接水力聯(lián)系 且洞底高程-3 高于水洞水位高程故隧洞開挖由于地下水的排出 雖可能降低周邊地區(qū)地下水水位 但不會(huì)影響到水洞的水位

　　隧洞中部穿越寒武系可溶巖區(qū) 該部位距水洞約G 且與水洞方位角與水洞發(fā)育方向相背且通過測繪 鉆探資料 該地層僅見小規(guī)模溶洞其地下水類型主要為層間裂隙水 巖體透水率于1j 81j 間- 變質(zhì)巖節(jié)理不發(fā)育8較發(fā)育 巖體多為次塊狀結(jié)構(gòu) 巖體透水率基本等同于沉積巖巖體透水率 有溶蝕的存在 洞室部位主要以溶蝕裂隙為主 且基本無連通性 溶洞基本為粘土 碎石土充填 故可判斷該區(qū)巖溶與水洞無水力聯(lián)系 隧洞開挖不會(huì)影響水洞水位

　　根據(jù)本溪水洞現(xiàn)有的水文地質(zhì)資料 本溪水洞地下暗河的補(bǔ)給源主要集中在小湯河張家堡子一段河道 受小湯河水直接補(bǔ)給 小湯河張家堡子段左岸為洪積物發(fā)育的河漫灘 右岸為奧陶系灰?guī)r巖質(zhì)岸坡 河床為第四系沖洪積物 河道中部發(fā)育面積為G的灘地 研究部門2 年 月曾在該段河道上下游斷面上進(jìn)行過流量監(jiān)測 監(jiān)測成果表明 相距約的兩個(gè)斷面間河水流量減少 且主要發(fā)生在右側(cè)河道 靠近南側(cè)山腳 而左側(cè)河道流量基本沒有流量損失 同時(shí)間本溪水洞地下暗河監(jiān)測流量為 小湯河斷面的損失量占本溪水洞地下暗河流量的F 表明小湯河張家堡子河段右河道是本溪水洞地下暗河的主要補(bǔ)給源 根據(jù)該段河道的水文地質(zhì)條件 發(fā)生在右河道的流量損失基本垂向通過第四系含水層直接滲入下部奧陶系灰?guī)r裂隙和破碎帶中 通過地下徑流補(bǔ)給本溪水洞形成地下暗河

　　本段設(shè)計(jì)管線沿小湯河左側(cè)河道的左岸岸邊布置 遠(yuǎn)離右側(cè)河道 水洞地下暗河主要補(bǔ)給源以上 管線溝槽的臨時(shí)開挖及防滲處理基本不會(huì)影響小湯河對本溪水洞地下暗河的補(bǔ)給 建議該段管線的埋設(shè)施工選擇在枯水期非旅游季節(jié)

　　結(jié)論及建議

　　涌水突泥問題 根據(jù)勘察資料 可溶巖段存在溶洞 溶孔的現(xiàn)象 并充填細(xì)粒粘性土 由于洞室埋藏較深 地下水位較高 穿越溶洞有產(chǎn)生涌水和突泥的可能性 建議隧洞經(jīng)過該可溶巖段時(shí) 一定要做好超前預(yù)報(bào)分析 并制定相應(yīng)的處理錯(cuò)施預(yù)案 隧洞涌水量的估算是個(gè)難題 計(jì)算結(jié)果存在一定誤差 建議施工過程根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件不斷進(jìn)行分析研究 并做好地下水涌水預(yù)報(bào)

　　輸水隧洞與本溪水洞之間沒有直接的水力聯(lián)系 隧洞施工不影響本溪水洞的自然規(guī)律 其補(bǔ)給源位于小湯河張家堡子一段河道南側(cè)支流上 與管線之間有一定距離 管線開挖對本溪水洞的補(bǔ)給源影響不大 建議選擇枯水期施工

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