淺談馬欄隧洞坍塌種類及支護形式的選擇

秦鵬

（陜西省桃曲坡水庫灌溉管理局 陜西 銅川 727031）

1 馬欄河引水隧洞工程狀況

馬欄河引水工程是為解決銅川市城市用水嚴重不足而修建的跨流域調水工程。引水隧洞是該項目的關鍵控制工程，進口位于涇河流域馬欄河上的旬邑縣馬欄鎮境內，出口位于渭河流域沮河上的耀縣廟灣鎮境內。該隧洞全長11.49 km，為無壓2m×2.1m城門洞型，設計流量33m3/s,比降1/400。隧洞穿越子午嶺山脈，埋深65m～397m間。巖石為泥質砂巖，強度低、遇水軟化。隧洞工程于1993年5月正式開工，采用鉆爆法施工、全斷面開挖及電瓶車牽引有軌運輸、城門洞型砼襯砌。1997年12月隧洞全線貫通。1998年10月竣工通水，年均引水2000萬m3。

2 隧洞地質構造和巖石成分

該隧洞穿越喬山山脈系的子午嶺山脈，地質構造以砂巖為主，有少量礫巖夾層或透鏡體游離穿越隧洞，長度范圍1200m，分布在（K3+050—K4+200）洞段。洞體開挖后洞壁滲水成線狀，經多次多段實測平均滲水量在0.333m/m·d（砼襯砌成洞后，因每1.5m預留2處排水孔，故滲水在圍巖暴露和襯砌兩種狀態的影響暫不計）。

該隧洞所處的巖石處于飽水狀態，砂巖以褚紅色為主，屬中粒結構（D=0.5mm～0.25mm），長石含量在33%，粘土礦物質含量﹥39%，膨脹礦物質含量﹥15%，膨脹力 P=18 kPa～25kPa,軟化系數 Kd=0.19～0.25，摩擦系數 f=0.7，凝聚力 C=4×105PA，為Ⅳ-Ⅴ類別泥質長石砂巖。巖石層理發育，經水浸泡后，極易分解，加之鈣泥質膠結，與水崩解、軟化，導致巖石強度降低。根據相關聲波技術現場測試推算，飽水狀態的巖石在爆破后圍巖由于產生裂隙，強度降為完整巖體的0.38～0.58倍，即強度已經下降1倍多。……