围滩水电站交通隧洞段工程地质评价

李志成

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 概况

交通公路起点位于晋城市珏山风景区南寺庄村，沿丹河左岸布设，经1号交通隧洞后跨越丹河大桥至丹河右岸，后经2号和3号交通隧洞至丹河水电站工程库区距坝址约200 m丹河右岸，经4号和5号交通隧洞至坝顶，另外3号交通隧洞出口经库区岸边至丹河水电站管理局。其中有4段明路、1座桥梁和5条交通隧洞，全长6.028 km。

2 交通隧洞工程地质情况

2.1 1号交通隧洞（桩号G1+261.6—2+350.44）

进口段桩号G1+261.6—1+361.6，隧洞围岩为奥陶系下统亮甲山组含燧石条带白云岩，该段岩层为单斜岩层，岩层产状：N50°～70°E/NW∠20°～28°；岩体中主要发育3组节理裂隙：第1组产状N30°～50°E/NW或 SE∠60°～80°。第 2 组产状 N60°～70°W/NE 或 SW∠80°～85°。第 3 组产状 N10°～20°W/NE 或 SW∠70°～80°，节理间距1～1.5 m，节理面无充填或少量钙质充填，宽度1～3 mm，大多数延伸性差，属较发育—不发育。受风化卸荷作用近岸坡处节理裂隙有所张开，宽2～10 mm，向岩体内部逐渐闭合。岩体中岩溶发育较弱，主要为溶孔、溶蚀裂隙，局部发育溶洞，地下水类型主要为岩溶水，透水性中等—较好，地下水低于隧洞底板。综合分析，隧洞围岩类别为Ⅳ类。且第1组节理裂隙走向与隧洞轴向方向大体一致，施工时可产生不稳定块体，施工时应及时打锚杆挂网并喷混凝土。洞脸施工时应及时清除不稳定块体。再者，岩层倾向河谷，为顺向岸坡，岩层倾角23°～30°，岸坡岩体稳定性较差，应采取工程措施防护。

洞身段桩号1+361.6—2+320.44，其中桩号1+361.6—1+821段隧洞围岩为奥陶系下统亮甲山组含燧石条带白云质灰岩。桩号1+821—2+320.44段隧洞围岩为奥陶系下统冶里组白云岩，含少量燧石条带，岩性坚硬。断裂构造不发育，岩层为单斜岩层，岩层产状：N50°～70°E/NW∠7°～13°；岩体中主要发育 3 组节理裂隙：第 1 组产状 N30°～50°E/NW 或 SE∠60°～80°。第 2组产状 N60°～70°W/NE 或 SW∠80°～85°。第 3组产状 N10°～20°W/NE 或 SW∠70°～80°,节理间距约 1～1.5 m，节理面无充填或少量钙质充填，宽1～3 mm，大多数延伸性差，属较发育—不发育。岩体中岩溶发育较弱，主要为溶孔、溶蚀裂隙，局部也有溶洞、管道岩溶，地下水类型主要为酸盐岩溶水，透水性中等—较好，地下水低于隧洞底板。在桩号1+459.03处发育断层，断层带较宽，岩体较破碎。综合分析，隧洞围岩类别为Ⅲ类。且第1组节理裂隙走向与隧洞轴向方向大体一致，施工时可产生不稳定块体，应及时锚固并喷混凝土。局部洞段可能存在渗漏或涌水问题，应及时排水。

出口段桩号2+320.44—2+350.44，隧洞围岩为奥陶系下统冶里组白云岩，含少量燧石条带，岩性坚硬。岩体受节理及卸荷的影响，岩体较破碎，围岩类别为Ⅳ级。洞脸施工时有不稳定块体存在，应及时清除。岩体中NE向节理裂隙走向与隧洞轴向方向大体一致，施工时可产生不稳定块体，应及时锚固、喷混凝土并对隧洞出口进行防护。另外，在隧洞出口处下游发育一冲沟，汛期冲沟内洪水对隧洞出口有一定影响，应进行防护。

2.2 2号交通隧洞（桩号3+143.5—3+537.4）

桩号3+143.5—3+172.0为隧洞进口段，洞口位于丹河右岸，岸坡较陡，为基岩岸坡。隧洞围岩为寒武系上统凤山组灰岩夹白云岩，受风化卸荷影响，岩体中节理裂隙有一定张开，岩体完整性较差，围岩类别为Ⅳ类，局部围岩稳定性较差应采用锚杆、挂网喷混凝土。同时应清除洞脸及其上部危岩。

桩号3+172.0—3+481.1为隧洞洞身段，隧洞围岩为寒武系上统凤山组灰岩夹白云岩、崮山长山组白云岩以及寒武系中统张夏组中厚层状鲕状灰岩。岩体中岩溶发育较弱，主要为溶孔、溶蚀裂隙，局部有溶洞、管道岩溶。该段地质构造简单，岩层为单斜岩层，岩层产状：N50°～70°E/NW∠7°～13°；岩体中主要发育 3 组节理裂隙：第 1组产状 N30°～50°E/NW 或 SE∠60°～80°。第 2 组产状 N60°～70°W/NE 或 SW∠80°～85°。第3 组产状 N10°～20°W/NE 或 SW∠70°～80°, 节理间距1～1.5 m，节理面无充填或少量钙质充填，宽10～30 mm，大多数延伸性差，属较发育—不发育。地下水类型主要为岩溶水，透水性中等—较好，地下水低于隧道底板。综合分析，隧道围岩类别为Ⅲ类，但是，受不利结构面组合，围岩局部稳定性较差，应锚固。

桩号3+481.1—3+537.4段为隧洞出口段，隧洞出口位于丹河右岸，隧洞围岩为寒武系中统张夏组中厚层状灰岩、鲕状灰岩，岩性坚硬。受风化及卸荷的影响，岩体较破碎，围岩类别为Ⅳ类。岩体中NE向节理裂隙走向与隧洞轴向方向大体一致，在不利结构面组合下形成不稳定块体，应及时锚固并喷混凝土。上部岸坡处分布有危岩，应及时清除。

2.3 3号交通隧洞（桩号4+400—4+930.30）

该隧洞段发育地层有奥陶系中统下马家沟组，其底部为薄层泥灰岩，中上部为厚层灰岩。奥陶系下统亮甲山组白云岩夹燧石条带，岩性坚硬。奥陶系下统冶里组白云岩，含少量燧石条带，岩性坚硬。寒武系上统凤山组灰岩夹白云岩，岩性较坚硬。寒武系上统崮山长山组薄层白云岩，岩性坚硬。寒武系中统张夏组鲕状灰岩，鲕粒结构，块状构造，岩性较坚硬。强风化厚度1.5～3.0 m。该段地质构造简单，在桩号4+580.26处，3号隧洞需穿越南掌沟背斜，以该背斜核部为界，其上游岩层产状为 N70°～80°E/NW∠5°～10°，下游岩层产状 N80°～85°W/SE∠3°～11°。岩体中主要发育两组节理裂隙，第1组产状N0～10°E/NW或SE∠75°～85°，与河流近于平行，无充填或充填少量岩屑。第 2 组产状 N60°～70°W/NE 或 SW∠80°～89°，与河流近于垂直，无充填或充填少量岩屑。

桩号4+400—4+435为隧洞进口段，该隧洞进口位于丹河右岸，岸坡较陡，岩层倾向河谷，为斜向岸坡，隧洞围岩为寒武系中统张夏组中厚层状鲕状灰岩组成，岩体中软弱结构面不发育，主要为陡倾角节理裂隙，进口处岩体稳定性较好，但分布有危岩，应清除洞脸上部的危岩。

桩号4+435—4+886.5为洞身段，隧洞围岩为寒武系中统张夏组中厚层状鲕状灰岩，岩性坚硬，局部发育岩溶，岩体较完整，隧洞底板高于地下水位。综合分析，隧洞围岩类别为Ⅲ类，岩体完整性较好，但局部有不稳定块体，施工时应及时锚固。在背斜核部隧洞围岩岩体完整性较差，围岩类别为Ⅳ类，特别是第2组节理裂隙走向与洞轴线方向一致，易产生不稳定块体，施工时应及时打锚杆挂网并喷混凝土。

桩号4+886.5—4+930.4为出口段，隧洞出口位于近坝库区丹河右岸，岸坡陡立。由寒武系中统张夏组中厚层状鲕状灰岩组成，岩层倾向岸坡内部，为斜向岸坡。岩体中软弱结构面不发育，岩体稳定性较好。但应清除洞脸处的危岩。

3 结论

第一，交通隧洞围岩主要为Ⅲ类，仅在进出口段背斜核部及断层带处为Ⅳ类围岩，工程地质条件较好。

第二，1号交通隧洞进口段隧洞围岩类别为Ⅳ类。洞身段隧洞围岩类别为Ⅲ类，出口段围岩类别为Ⅳ级。另外，在隧洞出口处下游发育一冲沟，汛期冲沟内洪水对隧洞出口有一定影响，应进行防护。

第三，2号交通隧洞桩号3+143.5—3+172.0为隧洞进口段，围岩类别为Ⅳ类，桩号3+172.0—3+481.1为隧洞洞身段。隧道围岩类别为Ⅲ类，桩号3+481.1—3+537.4段为隧洞出口段，围岩类别为Ⅳ类。

第四，3号交通隧洞桩号4+400—4+435为隧洞进口段，工程地质条件较好。桩号4+435—4+886.5为洞身段。桩号4+886.5—4+930.4为出口段，岩体稳定性较好。

第五，隧洞底板一般高于地下水位，这对隧洞开挖和隧洞围岩稳定均有利。