锦屏二级水电站引水隧洞施工技术
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1.4 工程地质

1.4.1 地形地貌

雅砻江河谷呈典型的V形断面,两岸山坡陡峭。除东、西雅砻江两岸及局部沟谷外,整个隧洞沿线地形起伏,高程均在3000m以上,最高山峰达4125m,由白山组大理岩组成地形主分水岭。该主分水岭两侧地形不对称,东侧宽而西侧窄;山麓和冲沟内多见崩坍堆积物及倒石堆,在沟口形成冲积锥。山高、谷深、坡陡,是工程区地形地貌的基本特点。

1.4.2 地层岩性

锦屏工程区内出露的地层为前泥盆系~侏罗系的一套浅海~滨海相、海陆交替相地层。区内三叠系广布,分布面积约占90%以上,其中碳酸盐岩出露面积占70%~80%。

三叠系地层构成了引水隧洞、锦屏山隧道、排水洞的主要围岩,主要为西部三叠系下统(T1)、盐塘组(T2y)、杂谷脑组(T2z)、

白山组(T2b)、三叠系上统(T3)及第四系角砾岩。根据引水隧洞已揭露及锦屏山隧道开挖揭露洞段的资料,引水隧洞线地层岩性分布如图1.1所示。

图1.1 引水隧洞地质纵剖面图

1.三叠系下统(T1

该地层由绿砂岩、绿泥石片岩、灰白色或浅肉红色大理岩组成,呈互层状。单层厚度在20~60cm不等,其中绿泥石片岩的各向异性明显。产状变化较大,以SN~N20°EW/NW∠75°~85°为主,该地层构成落水洞背斜的核部。该套地层岩性复杂,岩相变化较大,根据其岩性变化特征,大致可分为四个亚层(T11、T12、T13、T14)。

T11为绿泥石片岩,顺层常有灰白色大理岩条带及透镜体,具片状构造。层厚大于104m。

T12为灰白色厚层状大理岩及大理片岩夹具片理构造的绿泥石片岩。据钻孔及测绘表明,该层岩溶不发育,仅见少量沿裂隙面的溶蚀现象,未发现有岩溶管道。层厚35.9m。

T13下部为灰绿色绢云母片岩夹灰白色层状大理岩;中部为灰绿~灰白色中厚层状黑云母片岩夹灰白色薄层片状大理岩,含石英透镜体;上部为灰绿~白色中厚层角砾状、条带状大理岩夹绿泥石片岩。层厚124.3m。

T14为灰绿色变质粉细砂岩,夹白色条带状大理岩,具片状构造。层厚96.7~119.6m。主要分布在进水口布置范围内。

2.白山组(T2b

主要分布于工程区中部,是区内主要的岩溶化地层。该地层在锦屏山隧道出露长度8056~8097m(东端全部进入白山组,而西端引水隧洞未揭露),岩性为灰~灰白色、粉红色厚层中细晶~中粗晶大理岩、灰黑色厚层大理岩、花斑状或条带状中厚层大理岩,层理不清晰。产状为N15,W~N15°E,NE~SE或SW~NE∠60°~70°。

3.杂谷脑组(T2z

分布于锦屏山以西,该地层岩性较杂,主要有灰黑色夹灰白色、白色角砾或花斑组成的角砾状大理岩和花斑状大理岩、灰色厚层细晶大理岩、灰黑色细晶夹灰白色条带大理岩或灰白色夹灰黑色条带大理岩、灰色~灰白色厚层状细晶大理岩,中、厚层~巨厚层状,局部夹绿砂岩条带或透镜体,与上覆砂岩、板岩呈整合接触。在引水隧洞内出露的视厚度为16~1155m;岩层产状:N32°~66°E,NW∠68°~84°,局部为SN~N10°E,E~SE∠83°。

4.中三叠系上统(T3

分布于锦屏山以西,为一套T31地层,岩性以中厚层钙质粉砂岩局部夹薄层板岩,局部为泥质板岩夹粉砂岩,岩性较单一,钙质粉砂岩单层厚0.5~1.5m,泥质板岩单层厚5~20cm(以5~10cm为主)。层理清晰,但由于位于向斜的转折端走向变化大,走向为N10°~65°E不等,总体倾向NW,以陡倾角为主,倾角一般65°~80°。

1.4.3 围岩分类与强度

隧洞西部围岩由三叠系(T)地层组成,岩性主要为碳酸盐岩及少量砂岩、板岩、绿泥石片岩。围岩以Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类为主,Ⅳ类围岩约占T1地层的23%~30%,Ⅱ、Ⅲ类围岩稳定性较好,以绿泥石片岩为主的Ⅳ类围岩相当于铁路围岩分级的Ⅳ~Ⅴ级。

根据锦屏山隧道西端情况,岩石的饱和单轴抗压强度:砂板岩22~114MPa;T2z大理岩:55~80MPa;T2b大理岩:60~210MPa,抗拉强度达到8MPa;绿砂岩:10~40MPa;绿泥石片岩:3~40MPa。

1.4.4 岩溶及水文地质

1.岩溶情况

电站工程区碳酸盐类地层分布广泛(约占70%~80%),具有岩溶发育的地质环境。4条引水洞在西端均揭露出岩溶,尤其3号、4号引水隧洞分别在引(3)0+270~0+325桩号及引(4)0+252~0+330桩号揭露特大型溶洞,该溶洞贯穿于3号、4号引水隧洞之间。引(3)1+500桩号附近也揭露一溶洞,结合辅助洞及相邻标段的岩溶分布情况,引水隧洞在碳酸盐中的岩溶发育还是比较强的。主要表现形式有大型溶洞(厅)、串珠状溶蚀管道,溶隙或溶孔或小溶洞等,岩溶形态一般均以近垂直的为主。

2.水文地质情况

受NNE向主构造线与横向(NWW、NEE)扭~张扭性断裂交叉网络的影响,构成了河间地块地下水的集水和导水网络。因此整条洞线的地下水主要受层面及NEE~NWW向构造结构面所控制,当隧洞穿越不同地段的含水层将会遇到不同程度的涌水。

据工程地质的介绍,区域最高地下水位约为2623m左右,最大压力水头约为1000m,锦屏山隧道西端多次涌水压力在3~4MPa,局部达5~7MPa。