引汉济渭工程秦岭隧洞主要工程地质问题分析研究

铁 68

道

建

筑

Ra i l wa y En g i n e e r i ng

文章编号： 1 0 0 3— 1 9 9 5 ( 2 0 1 3 ) 0 4— 0 0 6 8— 0 3

引汉济渭工程秦岭隧洞主要工程地质问题分析研究 李立民 (中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西西安 7 1 0 0 4 3 )

摘要：引汉济渭工程秦岭隧洞穿越秦岭岭脊，延伸长，埋深大，地质条件十分复杂。施 _ 7 -中将遇到各种各样的工程地质问题。文章详细阐述了秦岭隧洞高地应力条件下坚硬岩石发生岩爆的可能、高地温及热害、放射性及有害气体、围岩失稳、突水涌泥、软岩变形等一系列问题，并进行了分析研究，可供其它隧洞工程参考和借鉴。 关键词：引汉济渭工程秦岭隧洞工程地质问题 中图分类号： U 4 5 3 . 6 1; T V 2 2 1 . 2 文献标识码： A D O I: 1 0 . 3 9 6 9/ j . i s s n . 1 0 0 3— 1 9 9 5 . 2 0 1 3 . 0 4 . 2 1

引汉济渭工程为规划的陕西省内南水北调跨流域

1 . 3地质构造隧洞区在大地构造单元上属于秦岭褶皱系。秦岭褶皱系是一个中国古地槽，主要由北秦岭地槽和南秦 岭地槽组成。沉积巨厚，岩浆活动频繁，变质作用复

调水工程之一，即从秦岭南侧的汉江向秦岭北侧的渭 河调水工程。本工程地跨长江、黄河两大流域，穿越秦岭屏障，主要由黄金峡水利枢纽、秦岭输水隧洞 (以下简称秦岭隧洞 )和三河口水利枢纽等三大部分组成。 秦岭隧洞位于陕西省佛坪县、宁陕县及周至县境内，穿越秦岭分水岭，长达 8 1 . 7 7 9 k m,设计流量 7 0 . 0 i n / s。 过水断面采用钻爆法和 T B M法施工。其中 T B M法施 工长度 3 9 . 0 2 1 k m,钻爆法施工长度 4 2 . 7 5 8 k m。对秦

杂，褶皱、断裂发育。隧洞区内无现代明显活动断裂通 过。因此，总的构造稳定性是好的。隧洞区主要构造线呈近 E W向。此外，还发育走向为 N W, N E向的次 一

级断层。与隧洞有关的大小断裂多达 4 0条，主要断

裂构造有山阳一凤镇断裂、商县一丹凤断裂和黄台断 裂等。

岭隧洞而言，必须研究在高地应

力条件下坚硬岩石发

生岩爆的可能、高地温及热害、放射性及有害气体、围 岩失稳、突水涌泥、软岩变形等一系列问题。

因受侵入体和断裂构造的破坏，褶皱形态已极不完整。但次一级褶皱、劈理及挠曲仍较发育。秦岭褶皱系的次一级褶皱带总体呈近东西向展布，主要发育加里东期、华力西期及印支期褶皱带。与隧洞有关的 褶皱主要有 4条，为佛坪复背斜、极房子一小王涧复式向斜、黄石板背斜、高桥一黄桶梁复式向斜。

1秦岭隧洞的地质特征 1 . 1地形地貌

秦岭隧洞位于秦岭山区，区内山峰高耸，沟壑纵 横，横穿秦岭山脉，隧洞埋深普遍较大，大多在 6 0 0 m 以上，最大埋深约 2 0 0 0 I 1 1。

2工程地质问题 2 . 1地应力及岩爆问题大量深钻孔地应力实测资料表明，地应力的大小除与埋深、地质构造有关外，还与岩性密切相关。一般

1 . 2地层岩性区内主要地层岩性包括白垩系变质砂岩、千枚岩； 三叠系变质砂岩；石炭系变质砂岩、千枚岩；泥盆系变

质砂岩、千枚岩；志留系片岩、大理岩；中一上元古界变

而言，岩石越坚硬完整越易积聚能量，储藏较高的地应力。岩浆岩由高温高压的岩浆冷凝而成，岩体中地应力较高，最大、最小主应力差也最大；沉积岩为常温常压下的地表松散物经固结成岩作用而成，多为中等或软弱岩石，岩体中的地应力较低，最大、最小主应力差最小；变质岩则介于两者之间，见表 1。 根据工程经验，岩爆多发生在埋深>2 0 0 I n的地下洞室中。秦岭隧洞埋深多> 6 0 0 m,最深达 2 0 0 0 m,

质粒岩、片岩、石英岩、大理岩；下元古界混合片麻岩； 上太古界片麻岩等，并伴有印支期花岗岩、华力西期闪长岩、加里东晚期花岗岩和闪长岩体的侵入。

收稿日期： 2 0 1 2 - 1 0 1 8;修回日期： 2 0 1 2— 1 2— 2 0

作者简介：李立民( 1 9 6 9一 ),男，陕西蒲城人，高级工程师。

第1页