泄洪洞身围岩分类及评价技术研究

泄洪（导流）洞开挖揭露地层情况与前期地质结论基本一致，主要地质构造如五庙坡断层及F4、F5断层等均与前期预测较为吻合，但由于地质构造的复杂性，断层等的产状有一定变化，施工中揭露的主要断层出露位置与前期推测位置略有出入，同时洞室开挖中新揭露出部分小规模断层及褶皱等，洞室围岩类别划分局部与前期有所不同。

2.6.3.1　1号泄洪洞围岩分类及评价

1.前期勘察结论

0+000.00～0+075.00洞段岩性为花岗片麻岩等，考虑到F11缓倾角断层的影响，其围岩类别为Ⅳ类（断层带为Ⅴ类）。桩号0+075.00～0+133.00洞段岩性为花岗片麻岩等，围岩类别为Ⅱ类。0+133.00～0+289.00洞段为五庙坡断层及影响带，其围岩类别为Ⅳ类（断层带为Ⅴ类）。0+289.00～0+420.00洞段为1m4地层，其围岩类别为Ⅲ类。0+420.00～0+458.00洞段为F4、F5断层及影响带，其围岩类别为Ⅳ类（断层带为Ⅴ类）。0+458.00～0+600.00（出口）洞段，主要是1m3泥灰岩、白云岩等，岩体完整性差，并考虑风化卸荷影响，其围岩类别为Ⅳ类。与围岩类别相对应的岩体物理力学参数见表2.6-1。

2.开挖揭露地质条件及评价

（1）桩号0+000.00～0+056.00。出露岩性为中元古界汝阳群（Pt2r）石英砂岩、石英砾岩及太古界登封群（Ard）花岗片麻岩等，岩性坚硬。F11断层沿洞身中、下部穿过，断层将登封群片麻岩推覆至汝阳群石英砂岩及砾岩上，造成地层重复。断层产状：167°～205°∠13°～25°，宽度5～30cm，以压碎岩、断层泥为主。受F11断层影响，该段岩体较破碎，结构面较发育，岩体稳定性较差。该洞段地下水活动较弱，0+044.00～0+045.00桩号沿左拱脚有渗水。综合判断，该段岩体整体为Ⅳ类围岩，断层带为Ⅴ类围岩，应及时做好支护。

（2）桩号0+056.00～0+139.00。出露岩性为Ard花岗片麻岩夹少量片岩，岩性坚硬，岩体整体较完整，局部片理较发育，片理产状一般130°～170°∠20°～50°。0+078.50～0+081.50、0+087.00～0+091.50、0+136.00～0+139.00桩号附近沿顶拱或边墙有渗水现象。该段围岩整体完整，为块状结构，构造及地下水活动性较弱，岩体整体稳定性较好，整体为Ⅱ类围岩。

（3）桩号0+139.00～0+300.00，为五庙坡断层（F6、F7、F8）及影响带出露位置。其中F6断层出露桩号为0+267.00～0+300.00，断层产状：168°～200°∠45°～62°，断层带宽0.8～4m，断层带物质为断层泥及碎块岩，岩体破碎；F7断层出露桩号为0+200.00～0+230.00，断层产状：160°～185°∠50°～77°，断层带宽0.6～1.0m，充填岩屑及泥质，其中泥带厚约2～3cm；F8断层出露桩号为0+168.00～0+215.00，断层产状：155°～185°∠45°～76°，宽0.1～1.5m，充填岩屑及泥质，其中左壁见有多个破裂面。岩性以F6断层为界，上盘为寒武系馒头组（1m）白云岩，下盘为太古界登封群（Ard）花岗片麻岩。F6、F7、F8相距较近，且之间伴有多个次生小断层，断层破碎带连为一体，造成洞段岩体破碎，多呈碎裂结构或镶嵌结构，围岩稳定性差。该段地下水活动性较强，0+139.00～0+140.00、0+180.00～0+190.00及0+290.00～0+300.00桩号沿洞顶及洞壁有滴水，0+282.00～0+287.00桩号沿一组架空裂隙有涌水。综合判断，该段整体为Ⅳ～Ⅴ类围岩（断层破碎带为Ⅴ类）。

（4）桩号0+300.00～0+440.00，洞段出露岩性为寒武系馒头组1m4中上部及1m5板状白云岩、泥质条带灰岩等，总体为中硬岩，薄层～中厚层状结构，岩层产状一般20°～40°∠5°～10°。岩体裂隙较发育，以60°以上的陡倾角裂隙为主，局部节理密集带处节理发育间距5～10cm左右。洞段溶蚀现象发育较弱，局部见溶隙溶孔，宽度为毫米至厘米级，架空或半充填泥钙质及岩屑等。桩号0+300.00～0+310.00、0+322.00～0+327.00、0+435.00～0+440.00位置沿洞顶或洞壁有滴水现象。该段岩体整体较完整，层状结构为主，洞壁稳定性较好，洞顶局部易沿岩层面脱落。围岩类别Ⅲ类为主，局部节理发育段岩体较破碎。

（5）桩号0+440.00～0+465.00，为F4、F5断层及影响带。F4产状：13°～200°∠70°～85°，宽度10～50cm；F5产状：25°～185°∠75°～80°。断层带宽度10～50cm，断层充填物为泥钙质及角砾、岩屑等，沿断层有溶蚀架空现象。另发育若干次生小断层，产状：175°～50°∠64°～88°，宽度1～20cm，充填泥及岩屑等。断层错动1m4岩石，断距1～3m。该洞段沿洞顶及洞壁有串珠状滴水现象。洞段岩体受构造作用影响明显，岩体较破碎，稳定性差，总体为Ⅳ类围岩，应做好支护及排水处理。

（6）桩号0+465.00～0+600.00，洞段出露地层以寒武系白云岩、泥灰岩等为主，桩号0+544.00～0+600.00段洞身下部出露中元古界汝阳群（Pt2r）石英砂岩、石英砾岩以及太古界登封群（Ard）花岗片麻岩。出露岩性中，除泥灰岩为较软岩，其余为中硬岩与坚硬岩。该段岩体以层状结构为主，洞顶岩体易沿岩层面脱落；1m3泥灰岩岩性软，遇水易泥化，为软弱结构面，不利洞室稳定；1m2与1m3-2白云岩中裂隙较发育，1m3-2白云岩受挤压作用影响，岩体破碎，底部沿方解石脉溶蚀现象较发育，溶孔孔径一般2～5cm，局部可见沿裂隙面溶蚀深度大于2m；Pt2r石英砾岩及Ard花岗片麻岩为硬质岩，靠近隧洞出口，节理发育，且有小断层分布，岩体较为破碎。洞段地下水活动性较弱，洞顶及洞壁一般呈干燥状态。该段洞室围岩完整性较差，且受构造、风化卸荷等作用影响，其围岩类别定为Ⅳ类。

2.6.3.2　导流洞围岩分类及评价

1.前期勘察结论

桩号0+000.00～0+110.00，岩性为太古界登封群花岗片麻岩、石英云母片岩等，岩体较完整，为Ⅱ类、Ⅲ类围岩；桩号0+110.00～0+172.00，岩性同上，考虑到F11缓倾角断层的影响，其围岩类别定为Ⅳ类（断层带为Ⅴ类）；桩号0+172.00～0+240.00洞段岩性同上，围岩类别为Ⅱ类；桩号0+240.00～0+367.00洞段为五庙坡断层（F8～F6）带及影响带，岩体破碎，其围岩类别为Ⅳ类（断层带为Ⅴ类围岩）；桩号0+367.00～0+520.00洞段，岩性为1m4板状白云岩夹紫红色页岩等，其围岩类别为Ⅲ类；桩号0+520.00～0+555.00洞段为F4、F5断层及影响带，其围岩类别为Ⅳ类（断层带为Ⅴ类）。桩号0+555.00～0+740.00洞段，岩性主要1m3泥灰岩、白云岩等，岩体完整性差，并考虑出口风化卸荷影响，其围岩类别定为Ⅳ类。

2.开挖揭露地质条件及评价

（1）桩号0+000.00～0+050.00。岩性以中元古界汝阳群石英砾岩及太古界登封群片麻岩等为主，岩性坚硬，岩体整体较完整，局部片麻理较发育处岩体完整程度较差，地下水位高于洞底，洞壁常沿节理、裂隙面有出水现象，围岩类别以Ⅲ类为主。

（2）桩号0+050.00～0+130.00。岩性以花岗片麻岩为主，岩性坚硬，节理、裂隙不甚发育，岩体较完整，围岩类别为Ⅱ类。(www.xing528.com)

（3）桩号0+130.00～0+200.00。为F11缓倾角断层带及其影响带出露位置，洞段岩性以花岗片麻岩为主，岩性坚硬，由于F11断层带较窄，宽处约20cm，最窄处约1cm，其对周围岩体影响范围有限，除断层带外，大部分岩体结构面不发育，完整性较好，该洞段围岩类别以Ⅲ类为主。

（4）桩号0+200.00～0+230.00。岩性同上，节理、裂隙不发育，岩体完整性较好，围岩类别为Ⅱ类。

（5）桩号0+230.00～0+420.00。洞段为五庙坡断层及其影响带（F8～F6）。其中F6断层出露于桩号0+363.40～0+393.00之间，断层倾向192°～195°，分上下两个断层面，上断层面倾角62°～72°，下断层面倾角约47°，断层破碎带洞顶最大出露宽度达13m，洞壁较窄，最窄处约1m，断层带物质为碎块岩、角砾、断层泥及岩屑等。F7断层洞内出露桩号为0+336.00～0+367.00，断层倾向142°～166°，倾角54°～74°，断层带出露宽度一般0.5～2.5m，断层带物质主要为断层泥、岩屑等。F8断层洞内出露桩号0+260.40～0+299.60，断层倾向160°～185°，倾角59°～73°，断层带宽度0.5～2.7m，断层带物质主要为断层泥、岩屑、岩块等。除五庙坡断层带外，该段洞室开挖过程中另揭露3条规模较小的断层。受断层带影响，岩体节理、裂隙较为发育，完整性差，沿断层有部分滴水现象，其围岩类为Ⅳ类、Ⅴ类（其中断层带为Ⅴ类围岩）。

（6）桩号0+420.00～0+544.00。岩性为1m4板状白云岩夹页岩等，岩性较坚硬，为层状结构，岩层面微倾向NE，倾角一般在5°～15°之间，岩体节理、裂隙不甚发育，整体完整性较好，其围岩类别为Ⅲ类。

（7）桩号0+544.00～0+570.00。为F4、F5断层及其影响带，岩性为1m4、1m3板状白云岩、页岩及泥灰岩，岩体裂隙发育，沿断层面有溶蚀架空（架空最宽处近1m）及滴水现象，其围岩类别为Ⅴ类。

（8）桩号0+570.00～0+667.00。洞段上、中部岩性主要为1m3泥灰岩及板状白云岩，底部有中元古界汝阳群石英砂岩、砾岩出露。其中1m3泥灰岩岩性较软，遇水易软化，层间有数层泥化夹层或镜面，为不稳定的软弱结构面；石英砂岩、砾岩岩性坚硬，但较多发育一组倾向185°～200°，倾角74°～85°节理，岩体完整性较差，洞段围岩整体为Ⅳ类。

（9）桩号0+667.00～0+740.00，洞壁岩性主要为中元古界汝阳群石英砂岩、砾岩及太古界登封群花岗片麻岩等，岩性坚硬；拱脚以上至洞顶主要为1m3下部泥灰岩及板状白云岩，其中泥灰岩岩性较软，强度较低。该洞段小型断裂构造较发育，受构造影响，岩体节理、裂隙发育，完整性差，综合考虑出口段岩体风化卸荷作用影响，其围岩类别定为Ⅳ类。

3.主要工程地质问题及处理

在桩号0+230.00～0+420.00五庙坡断层及影响带出露位置，岩体破碎，节理、裂隙发育，完整性差，呈碎裂～散体结构，施工过程中由于支护不及时等多次出现塌方、掉块等围岩稳定问题，特别是F6断层带出露段，最大塌方高度达10m以上，给施工安全和洞室稳定带来了较大的安全隐患。根据该段洞室的实际开挖情况，现场已采取了多层钢支撑、固结灌浆及断层塞等综合处理措施进行处理和加强支护。

2.6.3.3　2号泄洪洞龙抬头改建段围岩分类及评价

2号泄洪洞龙抬头改建段起止桩号为2泄0+000.00～2泄0+150.00，其中2泄0+150.00与导流洞桩号导0+274.00重合。

1.前期勘察结论

2号泄洪洞0+000.00～0+048.00洞段岩性为花岗片麻岩等，考虑到F11缓倾角断层的影响，围岩类别为Ⅳ类（断层带为Ⅴ类）。0+048.00～0+116.00洞段岩性为花岗片麻岩，为Ⅱ类围岩。0+116.00～0+150.00洞段为五庙坡断层及影响带，其围岩类别为Ⅳ类（断层带为Ⅴ类）。

2.开挖揭露地质条件及评价

（1）桩号0+000.00～0+020.00，岩性上半洞及顶拱为中元古界汝阳群石英砂岩、石英砾岩，下半洞为太古界登封群花岗片麻岩，均为硬质岩。洞壁中下部出露F11缓倾角断层，断层产状：190°～200°∠10°～22°，断层带宽度0.1～1m，充填泥质、压碎岩等。洞段裂隙及片理面发育，多处发育节理密集带及破碎带，由于结构面相互切割，岩体整体较为破碎，以碎裂或镶嵌结构为主，施工开挖期间局部洞顶出现小规模掉块现象，围岩稳定性较差，沿部分裂隙面有滴水现象。该段围岩类别整体为Ⅳ类。

（2）桩号0+020.00～0+045.00，岩性为太古界登封群花岗片麻岩，岩性坚硬，洞段片理面较发育，片理面倾角一般较缓，多在15°～30°之间，易造成洞顶岩体脱落掉块。洞段岩体整体完整性较差，镶嵌结构为主，部分裂隙面有滴水现象，围岩类别整体为Ⅲ类。

（3）桩号0+045.00～0+110.00，岩性为太古界登封群花岗片麻岩，岩性坚硬，洞段节理裂隙不发育，岩体较完整，块状或整体状结构，局部有轻微滴水现象，围岩类别整体为Ⅱ～Ⅲ类。

（4）桩号0+110.00～0+150.00，为F8断层及其影响带范围，断层产状：161°∠47°～54°，断层带充填泥质、岩屑、角砾等，其中泥带宽1～2cm。洞段出露岩性为太古界登封群花岗片麻岩，受断层作用影响，岩体破碎，碎裂结构为主，局部断层带呈散体结构，围岩稳定性差，围岩类别为Ⅳ～Ⅴ类。