高水头地下水对长水工隧洞施工的影响探讨-论文.pdf

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1、第44卷第12期人民长江Vo1．44，No．122013年6月YangtzeRiverJune，2013文章编号：100l一4179(2013)12—0059—04高水头地下水对长水工隧洞施工的影响探讨赵发辉，周锐(云南省水利水电勘测设计研究院，云南昆明，600021)摘要：牛栏江一滇池补水工程金奎地隧洞和大五山隧洞施工过程中发生了突水涌泥事故，对施工产生了较大影响。根据地质情况分析，突水涌泥事故均由岩溶裂隙水引起，具有水头高、流量大的特点。经研究．决定调整隧洞线路，并采用超前地质预报、超前排水减压、

2、超前固结灌浆、超前管棚支护、短进尺、弱爆破、及时衬砌的施工方案。施工实践表明，所采用的施工方案合理可行，及时有效地处理了事故，并保证了后续施工的顺利进行。关键词：隧洞施工；高水头裂隙水；突水涌泥事故；地质分析；牛栏江一滇池补水工程中图法分类号：TV554文献标志码：A在长水工隧洞施工过程中，常遇沿线地质条件复对简单。杂、高外水压力、高地应力、地热增温、岩爆、软岩流变1．2裂隙水塌陷、突泥、涌沙及突涌水等工程地质问题，极大地增裂隙水主要分布于隧洞洞身岩体中，受岩性、构加了施工难度。特别是当隧洞处于地下水

3、类型复杂、造、风化程度、节理裂隙发育情况而具有各向异性，富水头较高、活动强烈地段时，此类工程地质问题处理更水性具有明显的裂隙尺度效应。根据裂隙的成因不为棘手，如不能及时采取有效处理措施，地下水带来的同，裂隙水可分为层状裂隙水、构造裂隙水及风化裂隙技术问题往往会成为制约整个工程工期和投资的关键水3类。性因素。(1)层状裂隙水。层状裂隙水主要分布于以砂地下水类型分布与地形地貌、地层岩性及构造发岩、砾岩为主的夹泥页岩或可溶岩与非可溶岩相间的育密切相关，地貌、岩性及构造的总体格局控制着地下地层中，具有明显的成

4、层分布特征。砂砾岩中裂隙普水赋存、运动和排泄方向，也决定着地下水对隧洞施工遍较为发育，深度较深，裂隙充填物少，连通性好而富的影响程度。地下水按赋存介质不同可分为孔隙水、水性强，属中等～强含(透)水层；而粉砂岩、泥岩、页裂隙水及岩溶水3类。本文结合牛栏江一滇池补水工岩裂隙发育程度较弱或多有泥土充填，深部水量微弱，程金奎地3号支洞下游及大五山隧洞13号支洞上游属弱一微含(透)水层；砂砾岩层间裂隙水较发育。在穿越特大突水涌泥区的施工经验，重点分析了对施工可溶岩与非可溶岩相间地层中，可溶岩一般为含(透)影响较

5、大的裂隙水和岩溶水，对长水工隧洞施工中高水层，非可溶岩为隔水层，可溶岩沿层面接触带裂隙溶水头地下水与突水涌泥的发生机理作了总结研究。蚀发育，呈层状排泄。故层状裂隙水具明显的深度特1不同类型地下水对隧洞施工的影响征，各层间水力联系一般，地下水较动态稳定。岩溶水主要影响隧洞洞身开挖，易产生线状渗水。1．1孔隙水可溶岩与非可溶岩互层区域沿接触带可能发生突涌在水工隧洞中，地下水一般为潜水含水层，动态稳水，软岩及破碎岩体中可能发生突水涌泥，对围岩稳定定，埋藏较浅，主要对隧洞进出口有轻微影响，对洞身及施工影响较大

6、。围岩稳定无影响，在进出口开挖中可直接抽排，处理相(2)构造裂隙水。构造裂隙水分布不均匀、水力收稿日期：2013—04—22作者简介：赵发辉，男，高级工程师，主要从事水利工程规划设计工作。E—mail：zfhyx@qq．com人民长江联系差、动态变化较大，常沿张性断裂带、裂隙密集带与非可溶岩接触带等呈条带状分布。③地下水与地及地层接触带展布，主要赋存在向斜贮水构造或贮水表水转化频繁，据相关研究资料，岩溶发育地区可吸收性强的断裂构造及裂隙密集带中。断裂或裂隙密集带降水量的80％，石灰岩地区一般为40％～

7、50％【】，一在坚硬、半坚硬的岩体中较为富水，而泥岩、页岩层及些河流流人石灰岩地区后可全部漏入地下形成盲谷。软硬岩石相间的岩体富水性较弱，或构成相对隔水层，④由于受降水等影响较大，地下水动态变化剧烈。⑤沿断裂带附近由于其阻水或透水性较强，易构成地下运动状态复杂，岩溶水是以溶洞和溶隙为运动通道，通水集中分布区。在地层接触带往往因蚀变作用强烈，道的大小和连通程度对地下水的运动状态有决定性影常形成地下水汇集带，故构造裂隙水常呈条带状分布响。运移、排泄，在钻孔、平硐、竖井及各种地下工程中，涌岩溶水主要影响水工

8、隧洞洞身开挖，易出现集中水量、水位、水温与水质往往变化很大，对地下隧洞施突涌水及短暂性洞穴涌泥等，对围岩稳定及施工影响工影响极大。由于断裂及裂隙密集带在长隧洞中发育较大。具有隐蔽性，分布规律、规模等不易查清，故构造裂隙2地下水与突水涌泥机理水的分布及处理是施工中需重点研究的工程水文地质问题。国内外水工隧洞中发生的突水涌泥均与地下水密构造裂隙水主要影响隧洞洞身开挖，易产生较大切相关。地下水类型对突水涌泥起着重要的控制性作的突涌水及突涌泥现象，对围岩稳定及隧