調壓室地質描述

2022-09-08 12:21:02 字數 1714 閱讀 7049

一、地層岩性特徵:

根據施工招標檔案及現場勘察可知,氣墊式調壓室所出露的岩性為泥盆系中統下段灰白~灰黑色厚層含生物屑粉細晶灰岩、含生物骨屑結晶灰岩、大理岩化白雲岩,區域性夾深灰色千枚岩。岩石具細晶~微晶結構,巨厚層~塊狀構造,屬於堅硬岩石,硬度和脆性較大。化學成分主要為caco3和mgco3,其造巖礦物顆粒細小,無法用肉眼識別。

岩石變質作用不明顯,完好儲存了原始性狀。該地段總體岩性為含生物屑粉細晶灰岩、含生物骨屑結晶灰岩、大理岩化白雲岩組合,千枚岩僅在斷裂破碎帶內分布。

從巨集觀方面來看,該地處於青藏高原邊麓,屬於高山峽谷地帶,兩岸山體巍峨高峻,從河谷至山峰頂部所出露的岩性均為碳酸岩,岩層的厚度大,沒有其它性質岩石夾層,並且分布範圍比較廣,在岩體內部未發現生物化石。據此推測該地區岩體為中淺海相沉積產物,沉積期間因處於大洋深處,沉積環境穩定,不受海浪或其它自然條件影響,且地殼穩定,無大的公升降運動。沉積期後,該地區地殼受構造運動作用一直處於上公升狀態,經過不斷的接受風化剝蝕作用及構造作用的影響形成今天所展示的地層地貌。

二、構造及地下水:

從氣墊式調壓室所出露的圍岩情況來看,該處岩石層理不顯,完整性較好,僅在區域性發育小型斷層、節理,破壞了岩石的完整性。

該處地下水不太發育,分布也不均勻,僅沿斷層、節理裂隙帶呈面狀分布,地下水性質為裂隙水。

三、應力狀態:

該地區為大規模碳酸岩沉積建造,岩石堅硬,完整性較好,所以岩體內能聚集大量的應力、能量。

氣墊式調壓室的應力**於兩個方面,如下所述:

1.該處山體巍峨高峻,自河谷至山體頂端鉛直高差約有八百公尺,氣墊式調壓室處於山體內,水平埋深和豎直埋深都相當大,因此其所承受的上覆岩體由重力場引起的自重應力巨大。

2.該地處於青藏高原與四川盆地的過渡地帶的高山峽谷區,屬於板塊邊緣帶,青藏高原在近年代一直處於上公升狀態,在邊緣帶因為板塊之間的相對運動,積累了大量的構造應力。

所以氣墊式調壓室的應力是自重應力和構造應力的相互疊加。

四、圍岩地質缺陷:

1.氣墊式調壓室中導洞「調0+65至調0+40」洞段:

頂拱發育一產狀接近水平狀態的斷層,且沿著結構面無地下水出露,推測為逆斷層。由於調壓室中導洞的開挖,在此斷層的下盤形成乙個臨空面,使導洞周圍的岩體失去了支撐,破壞了原有的應力平衡狀態,引起圍岩內應力重新分布,圍岩將嚮導洞內部產生松漲位移。其位移結果,又改變了鄰近岩體的相對平衡關係,從而引起圍岩一定範圍內應力、應變及能量的調整,以達到新的平衡,形成新的應力狀態。

因此斷層下盤的岩體必然受到上盤岩體的擠壓發生變形。氣墊式調壓室圍岩承受較大的地應力,當下盤岩體發生的形變數超過岩體的最大彈性形變,岩體就會發生破壞,以至坍塌。2023年9月20日晚的掉塊事故就是由此原因引起的。

2.氣墊式調壓室「調0+0至調0+20」洞段:

頂拱左側圍岩完整,洞室成型較好,洞壁平整光滑;頂拱右側,岩石乾燥,洞壁岩石破碎,呈層狀、薄片狀層層剝落,並伴隨有岩石碎裂聲響,掉塊嚴重以致難以控制。

鑑於此種現象,以前在引水隧洞的開挖過程中乾燥洞段也出現類似現象,進洞左側岩石較完整,右側岩石則呈片狀層層剝落,再者引水隧洞和氣墊式調壓室也接近平行布置。據此可以推測出垂直於氣墊式調壓室右頂拱方向存在較大的應力(應力分布如下圖所示),此應力超過岩體的屈服極限,岩石發生塑性變形,完整性遭到破壞,並層層剝落。當岩塊剝落達到一定程度時,便在右頂拱產生凹坑,在此形成角點,周圍的應力便又進一步向此部位集中,使此部位應力加大,造成如今的地質問題:

岩石層層剝落,掉塊嚴重,並時常發出破碎聲響,難以控制其穩定性。

注:因為該地的地質資料缺乏,再者無法深入研究,上述觀點均為結合實地情況推斷所得,難免有差錯。

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