某水电站地下厂房工程地质评价

PAGE某水电站地下厂房主要工程地质问题评价前言水电站地下厂房系统，布置于右岸，包括引水隧洞、厂房、主变洞、尾水隧洞，为3洞3机形式，总装机容量600MW，受断层、岩溶、层间错动等影响，地质条件较复杂，加上交通洞、施工支洞的布置，地下洞室纵横交错，工程地质问题较多。其中地下厂房跨度24m，长135.5m，高60.405m，其自2002年10月下旬大规模开挖以来，上、下部位的地质条件得到了不同程度的揭露与验证，据此，在工程地质条件重新分析及与前期资料对比的基础上，现将主要工程地质问题评价介绍如下。1基本地质条件1.1地形地貌坝址区为峡谷地形，两岸由两层高大雄伟的顺河陡崖组成，在两陡崖间为T1y3泥岩形成的缓坡台地，T1y3台地沿层面倾向上游。河谷呈基本对称的“U”型河谷，其以强烈的崩塌及溶蚀作用为主，漫滩分布零星且窄小，阶地残缺不全，共3级阶地隐约可见。坝址区河流流向N7～10°E，枯期河水位高程758-762m，河水面宽54～75m，水深5～10m。1.2地层岩性岩层倾向上游，从上而下，洞室围岩岩性依次为T1y2-3厚层至巨厚层块状灰岩，T1y2-2-2中厚层灰岩，T1y2-2-1薄层灰岩，T1y2-1-3极薄-薄层灰岩。从上至下，岩层单层厚度逐渐变薄，层间炭质薄膜逐渐增多，薄、极薄层灰岩夹层及层间错动极其发育，局部兼有揉皱现象。岩层产状略有变化，近河岸N70～80°W，SWÐ20～35°，靠山内N65～80°E，SEÐ20～25°。1.3构造右岸地下洞室涉及的主要断层有f2断层，该断层及两侧与之平行的结构面主要对引水隧洞进口段有较大影响。其余地段层间错动、夹层极其发育，如目前揭示的fj2～fj6，及fpd2-4-1等。T1y2-3内仅见裂隙发育，局部层面偶有泥膜；fj2，为T1y2-3/T1y2-2-2分界面，厚度变化较大，性状时好时差；T1y2-2-2内主要有fj5及小断层fpd2-4-1，均较连续，厚度大，泥质充填，性状差，并局部岩溶；fpd2-4-1倾角陡于岩层。fj6，为T1y2-2-2/T1y2-2-1分界面，性状其本同fj5；T1y2-2-1、T1y2-1-3岩层均薄，层间夹层及层间错动极其发育，厚度大于1cm的间距在0.7～1m左右，连续，多有软化现象，fj3、fj4仅为其中的略具代表性的两条，fj4厚度达10～30cm，一般层面则多有炭质薄膜。厚层、中厚层灰岩中裂隙少量发育，以NNE、NEE两组陡倾裂隙为主，厂房区除少数较大裂隙充填有泥质，局部并有溶蚀现象外，一般裂隙以方解石充填为主，面平直粗糙，宽小于0.5cm，连通率小于30%，主变洞或近地表多有夹泥现象。薄、极薄层灰岩，方解石脉及隐节理发育，间距小于0.1m。1.4岩溶水文地质据前期钻孔勘察，地下水位近岸边为761～762m，靠山内为763m左右，一般高于河水位1～3m，水力比降1～2%，为地下水补给河水动力类型，地下水低平带宽大于230m。岩溶主要沿断层、裂隙及顺层发育。最大岩溶为K11岩溶管道。经前期勘探，其在PD2-2底板下分布长达70余米，最低高程在762m左右，主要沿N70°E裂隙发育，呈一缝状岩溶管道，宽度1～2m，下部顺层发展（fj5及fpd2-4-1），形成倾向河流的带状岩溶管道，其主要出口可能有多个，Sb4、Sb6等。2主要工程地质问题分析与评价2.1围岩分类及稳定性分析从开挖揭露的情况来，前期预测的地层岩性和主要结构面同开挖后的情况是一致的，主要差别在于分界线、结构面的具体位置，产状及性状略有差异。（1）围岩分类及整体稳定性龄围岩基本分类太同前，迈为清II-I叫V发类。曾顶拱肆以烘II-III薄1剑类为主，根据它开挖揭露情况锣展示图统计雪，仇T蔑1农y跨2-3装（厚层灰岩）给占限56状%趋，训T燕1绸y驻2-2-2闪（中厚层灰岩坝）柜占测44藏%轨。偿T欲1孝y芝2-3稿厚层灰岩，层如面不发育，稳山定性较好，乱为皂I柱I详类围岩劲；扰T携1纸y照2-2-2惧中厚层灰岩，谨结构面发育一槐般，稳定性稍岸差，数为挺III礼1爸类围岩。雀边墙，意以啊III钓1誉-I释V爽类为主。上部狂为贩T基1绝y蚂2-2-2切中厚层灰岩，愧属艺III冲1找类围岩；中部堤为拉T闭1梅y愧2-2-1充薄层灰岩浴属奸III时2仔类围岩，下部置为搂T派1栽y苦2-1-3迫薄、极薄层灰随岩，岩体较破欲碎，层间夹层受发育，稳定性伙差，添属扒I蜜V庸类围岩。泉综上所述，厂众房区无大型断锡裂，且均为灰堤岩，岩层层厚满成为影响围岩悉分类的主要因傻素，其典虽繁I炮I层至债I院V灰类围岩均有，亡但影响洞室围殃岩稳定的关键拢部位顶拱努为赖I裂I释、肝III金1舰类围岩，对洞袄室稳定有利，甚厂房的围岩整铸体稳定。风岩体的物理力渴学参数如或表肠1衣。氏表买1

叠渣当辜痕腾地下厂房各层夺岩体力学参数泛建议值表跨地层止岩性届风反化叠容重乒变模削湿抗压完泊设松馆比纺抗剪羞岩体综合错抗剪断垮围岩颂分类饱单位弹抗系数已Ko使(惨GPa)椒(债KN/m夸3割)乱∥蝇⊥自(冠MPa)侍f水f限’桌C午’抗(演MPa)毁（办MPa/m)蓬T漂1健y晕2-3正厚层灰岩，块置状结构。滚微新奥27.0贩12搬12织65纠0.25图0.70姿1.2唇1.2看II个6000吧T何1鼠y叹2-2-2帜中厚夹薄层灰托岩。层状结构会。翻微新务27.0酬8.0乒6.5掌45仪0.30钻0.65间1.0彼1.0敞III清1夜4000甘T稿1饶y筒2-2-1膝薄层灰岩，薄笛层状结构腾微新扔27.0辽6.0乏4.0万42嫁0.32拼0.55某0.8坛0.6崖III橡2喉3200都T俗1驼y衰2-1-3渐极薄、薄层层观灰岩岩，夹炭落质层。极薄层碰状结构。五微新条27.0困5.0吗3.0率40徐0.32猜0.55尽0.7预0.5俩IV芒2500些（抖1园）以上参数未旨考虑溶洞影响企。筝（洲2借）岩体综合抗慌剪强度指完整啊岩体强度，层驰面及裂隙方向曲强度不能用此夸表。渐（葛2眉）局部结构岩目体稳定分析①顶拱：惯同前期分析，绍层间错躁动竟fj未2少、图fj奥5悦与差N70°欲E怒，慨NWÐ70-竹80叶°救及迁N0-20°愤E惩，围SEÐ80蜂°交两组陡倾裂隙坐组合，以层间哄错动面为顶剥美离面，裂隙为疮侧向切割面，剖形成上游薄下揭游厚的楔形锥技体。就fj姜5邀性状差，其在命顶拱形成的塌浑落体，顶部沿迈面完全分离，挪稳定性较差，和但影响范围小坡，据统计面积腹为冒271m仍2膨，辅占瓶7.4洪%绝，锥体顶尖位夹于安装健间闹N土E问下游角，最厚税6m者左右。昨fj奇2笋影响范围较大误，面积为扎1627m摧，占厂房顶拱鸡面积殊的熊44东%逮，锥体顶尖亦渴位于安装症间经N盈E姓下游角，最厚渴为趴13m雁左右，其面性故状比前预测稍铃好，局部尚炕有饲c叫值维系，稳定针性相对较好。业由于上述结构暴岩体的形成，鹿并受裂隙的发芳育程度影响，青而目前揭露的悼情况，大裂隙昌发育较少，一沃般裂隙连通率奋小季于满<30勤%沈，岩体完整性检较好，结构岩跃体尚能自稳。陶从目前开挖的预情况，厂房顶真拱阿T掌1致y优2-3也厚层灰岩基本习无掉块现象，妹开挖面较完整于，炒而喝T火1苏y效2-2-2麦中厚层灰岩地登段则主要挠在央fj辛2吊、技fj丑5熔及层面夹泥多倡的地段沿层间俘错动或层面剥婚离有小掉块，溜开挖面相对破膊碎，表现出叠月板状，在下游竖拱座部位，由跃于帽fj透5谈、殖f较pd末2菠－浑4萌－柄1酷、岩溶的发育笑，及平行洞轴当线方向的反倾声裂隙较多，稳蒜定性较差。②边墙俯下游边墙属顺宜向边墙，对于里中厚层及薄层农灰岩，夹层与宝层间错动发育待，受裂隙切割永后易产生顺层坟滑移块体，稳妙定性较差多。帖T译1反y第2-2-2吹中厚层灰岩中绘构成不利底滑酱面的结构面迎有奸fj滚5木、永f锋pd概2首－艳4蹈－既1烫、泳fj掉6湾。其肌中叶f捡pd葱2荣－您4创－煌1绑切倾角陡于层货面，倾旋角险40奶°励，两侧受裂隙织切割，顶部歌以热fj厕5跃为界，形成楔缺形体，稳定性崖较差偏。拾T尽1尽y救2-2-1境薄层灰岩核及郑T调1致y币2-1-3脱薄、极薄层灰星岩中因夹层极济发育，不利底贵滑面密集，其皱以就fj福3晓、辞fj墙4臭为代表，间览距附1~士5m绘不等。就现岩持壁吊车部位上屿段开挖揭露的朋情况来看，此赤类岩体破坏型岗式普遍存在，荒由于应力调整注，岩壁产生卸纳荷松动，产生啄多处岩体后缘勇以平行洞轴线形的陡倾直立裂贼隙为切割面，明底面顺夹层、坦层间错动向外方滑移，最大位锈移量达次到强7仇-8cm姻。悟上游边墙属逆叔向边墙，整体颂稳定，局部将液因串N70°崭E雾反倾陡倾裂隙裹切割，产生小太规模不稳定块掘体。就目前上译段开挖揭露的鼻情况来看，此跪类岩体破坏型昼式不多，仅局凯部存在。胆N眨E盟、贝S幕W炸边墙均为横向痰坡，整体稳定童，局部因裂隙塑切割有不稳定爽块体。枝根据上述条件吗，各结构面抗咬剪强度建议如项表珍2汉。志表盟2

顿转拘些窄矩厂房结构面抗狐剪强度建议值俯表焦结构面名称冠结构面沃倾角吼（火°状）趟抗剪强度丛备注锡f(奋f崇’嘱)兼c(步c煎’固)礼（耽MP捐a烫）亦NN爸E纲、僻NE艇E倚、漏NN融W碗裂隙综合抗剪充断（含岩桥）笨70搁～吧90鲁0.65廉0.5破T饲1捷y切2-3园、掠T嗽1拥y挣2-2-2伟中连通斩率兵<30%热0.60延0.45橡T撑1缘y珍2-2-1层中连通和率亭30-40%埋0.55轮0.15辜T铲1座y沉2-1-3李中隐节理发育家。要fj2捆

似0.40湿0.01描综合俩fj3~fj脚6酿等层间错动带及欢f绩PD拖2-4-1躬

慢0.25每0声不含溶洞段毯T碑1帆y朋2-2-2芦一般层面醋

析0.55碍0.1俩不含泥质，间霸距控40熊-50cm嗓。耍T嘴1弟y止2-2-2坏有泥膜层面捐

议0.45芬0.02饿集中抬于荐fj2圾～疮fj骗5全之间，间蛋距富20塑-30cm婶。隙T钞1滩y丈2-2-1帮中炭质及黄色仪泥质夹层薄

胖0.28丽0.002啄间绪距衰5率-6m影。迟乓T差1政y筹2-2-1还中一般层面制

吗0.45躁0.02剖间议距驳10牲-20cm省。秘T始1兽y傍2-1闪中炭质夹层六

碧0.30允0.005科间共距遗0.7~压1m麦。纪T休1铺y魄2-1鄙中一般层面（未含炭质薄膜）嚼

威0.35敌0.01希间肌距僚<推0.1m浆。召2.速2冲厂房涌水涌泥逼预测胸（依1售）挥K1配1吧岩溶管道的涌设水，因其地表该积汇水面积有炎限，估计一般桑流抬量绳<躲20L些/购s疯，汛期最大涌锁水荡200L鉴/继s艰。劈（脏2验）河水位以下螺开挖时，厂房蚕基坑涌水除妹受业K1忠1沙岩溶管道的岩蓬溶水补给外，厉尚接受河水倒妖灌，其进口主叉要沿岸坡顺层村小溶洞、溶蚀垦裂隙及零星的侨小管道等。河妨水倒灌是地下著厂房基坑涌水死的主要形式及果来源。桂（英3在）薄沿练fj同5妄、宣f轧pd峡2-4-1技发育的溶洞中相有黄色粘土及述块石等洞室充衰填物，其下游躬侧揭露出口倾卷向厂房内汛期膜地下水活动加弊强，充填物将通向厂房滑落，茄形成涌泥、涌猪水等不利地质盾现象，影响施邻工安全。狐2.览3著处理建议内（后1效）要T导1中y荷2-3轰厚层灰岩，秒为秆I敲I刷类围岩，围岩赶基本稳定，支细护措施需考虑差局部因裂隙切绿割而可能产生局的掉块、风化锡及施工爆破影卧响，其主要分伞布于顶拱，建规议喷锚支护扑；瞎T誓1旗y张2-2-2肯中厚层灰岩，篮为奖III蛮1西类围岩，围岩块稳定性稍差，扫顶拱建议喷锚销加钢筋网，边知墙喷锚支护捕；互T漫1席y核2-2-1跳及灶T概1仁y颗2-1-3漂薄、极薄层灰慌岩，害为邮III富2念-I催V工类围岩，围岩照稳定性差，其平分布在边墙部炒位，建议喷锚庸加钢筋网。目剧前开挖揭露的郊顶拱，设计方焰面主要进行喷倍锚支护，锚杆药长度有狸9m昆、注6m摸两种，间距鸣2.4m沾，喷钢纤维砼代或聚丙烯砼揪（哭C2掠5趁）卖15cm介。灿（嗽2越）对局部结构诊块体加强支护旋，宜采用长预炼应力锚杆为永驾久性加固措施镰，顶部锚固深跳度最深应切竹穿扭fj鹰2贴，到达厚层灰勿岩一定深度，日顶拱下游侧及饥下游边墙锚杆扣方向应尽量切和穿并垂鲁直挠fj雄5跨、彼f梳pd闷2嗽－建4中－执1岗、项fj淹6地等结构面，并绝采用快速监测详方法对块体稳分定进行监测牙。殖T犹1星y讨2-2-1表及府T兆1林y绸2-1-3灾层位建议加系虚统长锚杆。目束前设计方面对熄岩壁吊车梁位介置布置了预应岔力锚索，但顶座拱的围岩未作逮加强处理，安围全度可能不够悬，应密切关注潮变形监测情况景，同时需对下叫游边墙已出现个的变形破坏，土采用物探手段染了解变形松动纯圈厚度，尽快免加强监测，清势除已严重变形垒破坏的岩体，逮采取预应力锚敬杆、锚索等加惊强支护等措施肝。疫（厌3北）对岩溶管道侍水宜采取抽排么，对河水倒灌裹以堵为主的处谁理措施。岩溶誉管道水处理重涝点在袍于首K1帝1暂岩溶系统；河效水倒灌处理则思主要是对靠河使侧岩溶管道进这行封堵，同时好对周边一定范策围内进行帷幕掌灌浆，对尾水曾洞未能作帷幕新灌浆的地段应脑在岩体表层作授砼喷护。桑（屋4丛）对开挖揭露明的岩溶管道、到溶蚀带、断层己等需局部深挖谦回填或灌浆处袖理。安装间上元游边墙愿的精K1倘1僻溶洞，在开挖哭过程中为处理亦之重点，宜在部开挖之前，在丧厂房区外对岩凯