滇中引水工程小扑隧洞白云岩砂化地质问题研究

段振兴

摘 要： 滇中引水工程的受水区域包括六个市：丽江、玉溪、大理、楚雄、昆明、红河的35个县、市，涉及面积达到36900平方千米，每年滇中引水工程的饮水量可以达到34.03亿立方米，引水工程的渠道首部在石鼓，渠道首部流量每秒钟135立方米，整个渠道的总长度达到664.236千米，其中需要穿过的隧洞58座，隧洞的长度占据总长度的92.13%，是主要工程。滇中引水工程的输水线路分为大理Ⅰ段、大理Ⅱ段、楚雄段、昆明段、玉溪段及红河段6段。

关键词： 滇中引水工程;隧洞

【中图分类号】TV554 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）02-0014-01

滇中引水工程是节水、供水重大水利工程中具有代表性的工程，我国西南部规模最大、投资最多的水资源的配置工程。2018年3月16日，我国的水利部门对滇中引水工程的设计报告予以行政许可，标志着滇中引水工程前期的工作已经完成，可以正式施工。滇中引水工程浩大，本文主要对于其中玉溪段的小扑隧洞和白云岩砂化地质进行分析和论述，得出结论。

1 概述

玉溪段在云南省中部，属亚热带季风气候区，具有四季温差小、干湿季分明的低纬高原季风气候特点。玉溪段的区域按照云南省暴雨气候划分，属于滇中暴雨正常区，暴雨主要发生在五月至十月之间，暴雨量比较集中，降雨量最大的时间段占总时间段的六至七成。

1.1 小扑隧洞。

小扑隧洞在玉溪段上，是玉溪段的起点，小扑隧洞全长31.9千米，共布置8条施工支洞，预计水流量是每秒钟40立方米，隧道形状是马蹄形，断面尺寸的长和宽都是4.582米。小扑隧洞位于南盘江水系与金沙江水系的分水岭地带，分水岭北翼由走向近南北向条带状展布的中～古生代岩层构成低中山剥蚀、溶蚀地貌，地形坡度是20度到35度，小扑隧洞的地面高程两千米至两千两百米，相对高差是一百米至二百米，地势是南向较高，北向较低[1]。

小扑隧洞的地岩岩性有白云岩、灰岩、板岩、页岩、砾岩、泥岩、长石砂岩等。根据人员统计，隧洞沿线砂岩、泥岩、页岩、砾岩等碎屑岩累计长 15.663千米，占隧洞全长的 48.8%;碳酸盐岩地层占据 26.4%;玄武岩占据6.6%;板岩占据 18.2%;

1.2 白云岩。白云岩是沉积碳酸盐岩，主要由白云石组成，在我们使用时常将石英、方解石、长石和粘土矿物混合在一起，表面是灰白色，质地较脆。

2 问题提出与解决

2.1 小扑隧洞。

小扑隧洞的主要问题在于，小扑隧洞在地震带上，地震烈度为Ⅷ度，需要对抗震问题进行解决。小扑隧洞在施工过程中可能出现溶洞、地下岩塌陷、涌沙、涌水和暗河等地质上的问题，隧洞从非可溶岩地层穿越到阻水性断层至岩溶化地层时，涌水现象可能会突然发生。小扑隧洞工程的实施可能会导致附近村庄的三处地下水水源干枯，造成地下水的集中排泄带泉点水量减少，影响人民的生活。小扑隧洞邻近区域有五个水库，存在通过砂岩和隧道相通的可能，水库水向隧洞泄露的问题，可能会导致隧洞水源的污染。小扑隧洞有十六个潜埋暗挖地层，总长度为4181.714米，埋深处在60米以内，浅埋隧洞施工条件差，容易出现坍塌的问题。隧洞的部分地段有毒害气体，长度约928米。小扑隧洞有3.48千米的软岩，可能会导致围岩变形[2]。小扑隧洞和玉江高速公路相交，隧洞从玉江高速公路下部穿过，根据实际情况选择开挖方式，目的是减少对公路的影响。

小扑隧洞有十六个浅埋暗挖地层，容易出现坍塌的问题。首先是坍塌的预防，预防施工现场的坍塌是施工安全的关键，影响施工进度，在施工过程中需要时刻对地质进行检测，对隧洞采取支护手段，防止坍塌的情况发生。在施工过程中使用弱爆破，强支护、常监测的施工原则，对于地质柔软、渗水的位置进行提前的支护。对于发生坍塌的部分，需要立即停工，保证施工人员的安全。对施工位置进行调查，分析坍塌的原因，了解坍塌的规模，尽快建立可行性的处理方案。

小扑隧洞的断层破碎带共十六处，也容易产生坍塌的问题。在开挖过程中，需要对围岩喷射混凝土进行封闭处理，混凝土厚度需要达到三到五厘米，防止断层破碎带的风化问题，掌子面根据现场情况采用喷混凝土进行封闭处理，保证开挖掌子面与洞轴线能够达到垂直的效果，方便大型机械进行作业[3]。开挖结束后需要进行监测，发现问题及时通知撤离，做好支护工作，待围岩稳定为止。

小扑隧洞涌沙、涌水等问题。在施工前，加强对施工段的检测和分析，使用导洞超前、深孔探测等探明岩溶洞穴、溶洞的问题，及时作出应对方案，对于突然发生的岩溶水倒灌问题，进行提早的防护，人员和机械设备的安全撤离，减少事故损失。对于溶洞分布情况进行了解，提前挖出排水渠道，使用疏导、跨越、堵填、宣泄、注浆加固等措施进行处理。装备充足的排水设备，及时排除洞内积水，保证施工的实施[4]。

小扑隧洞的瓦斯和有毒气体的解决。需要保证施工段的通风措施，延长通风时间，可以降低瓦斯的浓度。在瓦斯浓度高的位置采用压入式为主的混合式通风，瓦斯稀释后，通过巷道排出洞外。配备专业的检测毒气的仪器，配备专业的检测员，时常监测。防止隧洞内的明火，保证通风。

小扑隧洞可能导致地下水的干枯，需要立即补充水源，保证当地人民的生活和农业的发展。可以采用注浆堵水，时常监测，提前做好应急处理方案。地下水丰富的位置，按照以堵为主，排堵结合的原则，采用地质钻机沿开挖轮廓周围钻出伞状灌浆孔，进行隧洞周圍帷幕的封水处理。对于施工废水的排放要设立专门的排水方案，保证周围水资源的安全。废水排放要符合《污水综合排放标准》。

2.2 白云岩砂化。

小扑隧洞中共有十处白云岩砂化地层，总长度达到5216.425米。为了解决这一问题，在施工前我们需要采取超前注浆的手段，对周围围岩进行加固，减少围岩中的水分，关注围岩压力的变化。对于暴露在外的围岩，保持围岩的干燥，及时对围岩进行封闭，消除围岩吸水后导致的坍塌问题。在外层设置柔性变形层，使用加强性钢筋砼进行二次衬砌，提高承受能力。在施工过程中，设立超前支护锚杆，保证施工的正常运行。使用喷射混凝土、系统锚杆、钢拱架合成支护系统，提高初期支护刚度。加强监测力度，安排好施工顺序。

结束语：滇中引水工程是解决滇中区的水资源短缺问题，具有明显的社会效应，促进经济的发展。政府明确提出：将滇中引水工程建设建立成经得起历史和实践检验的安全工程、优质工程、生态工程、民心工程、廉洁工程。

参考文献

[1] 谢实宇，谢柳杨.云南滇中引水工程超深水平孔钻探实践与技术探讨[J].西部探矿工程，2015，27（6）：69-71.

[2] 李乐.滇中第三系软岩工程地质特性及对隧洞工程的影响[D].成都理工大学， 2014.

[3] 汪亚莉.海东隧洞水文地质结构及涌水量计算研究[D].2015.

[4] 高伟，杨艳娜，李豫馨.岩溶地区隧道工程地质选线适宜性评价[J].人民珠江，2016，037（003）：32-37.