云南鳳慶縣中心城區供水工程地質評價與地質災害防治

余大江

(云南恒誠建設監理咨詢有限公司，云南 昆明 650000)

云南省臨滄市鳳慶縣中心城區供水工程是由瀾滄江小灣庫區取水，由浮船式泵站提水，經黃家山隧洞、白花林倒虹吸引至鳳慶縣第二水廠，線路全長16 837.197 m。鳳慶中心城區供水工程設計保證年引水量為3 414.3萬m3，引水線路設計流量為1.62 m3/s。本文研究泵站區、輸水隧洞及倒虹吸線路區三類建筑物的工程地質條件、水文地質條件，并進行工程地質評價，以期為工程設計提供地質資料及建議。

1 地質環境概況

工程引水線路位于橫斷山脈的南部，工程區東部為唐古拉—昌都—蘭坪—思茅褶皺系，西部為岡底斯—念青唐古拉褶皺系。工程區屬巴迪—蘭坪掀斜隆起區之巴迪—碧江強烈凸起區。地勢北高南低，自然山坡坡度一般為30°～45°，地形切割強烈，形成了高山、峽谷、陡坡等地貌形態。

引水工程沿線斜坡地段第四系大面積覆蓋，出露基巖為古生界花木岺組中、下段片麻巖、變粒巖變質巖系，中后段下伏基巖為華力西期-印支期二云花崗巖。工程區處于瀾滄江斷裂、南汀河斷裂與柯街斷裂之間的三角形地塊，緊鄰瀾滄江斷裂帶，線路近場區內發育較大的區域性斷裂構造有近東西、北西和北東三組。

工程區處于滇西南地震帶[1]。區內復雜的地質構造背景決定了地震地質環境的復雜性。區域范圍內歷史地震記載，發生大于4.7級地震160余次。記錄到最早的地震為公元886年發生在云南大理的5.5級地震，最大地震為1976年云南龍陵7.4級地震，震中位于鳳慶西南約110 km。

2 工程地質評價

2.1 浮船式提水泵站工程

提水泵站區水庫正常蓄水位1 240 m以下的巖土體長期處于水下飽和狀態，表層殘坡積(Qedl)及碎裂結構巖體局部有崩解松動現象，變形深度3～5 m，自然岸坡總體穩定。當水位降低至1 180 m，庫岸大部分露出水面，地形坡度35°～45°，表層殘坡積及碎裂結構巖體局部有崩解松動現象，變形深度3～5 m，易引起岸坡表層巖土體坍塌變形。

提水泵站區地質構造以片麻理、片理結構面發育為主，以馬莊向斜軸部為界，北東翼片麻理、片理傾向SW，傾角28°～45°；南西翼片麻理、片理傾向北東、東，傾角25°～60°。次之發育的節理裂隙以陡傾為主，表現為張性。泵站區鉆孔及天然斷面揭露，全風化底界埋深5.1～16.5 m，全風化花崗片麻巖呈砂土狀；推測強風化底界埋深40～60 m。全、強風化巖體節理裂隙面閉合性差，相互交錯發育，巖體完整性差；深部弱風化巖體中的節理裂隙閉合性好，巖體較完整。

根據結構面赤平極射投影圖[2](圖1),片麻理傾向上游，與坡面斜交，L1、L2陡傾，L1、L2的組合結構面陡傾，L2與片麻理組合結構面傾向上游，傾角41°，均不存在不利的臨空條件；L1與片麻理組合結構面傾向坡外，傾角與坡面基本一致，為最不利的組合結構面，會引起局部邊坡失穩。

圖1 浮船式泵站岸坡結構面赤平極射投影圖

2.2 黃家山隧洞工程

(1)基本地質條件。隧洞平均埋深50～150 m之間，最大埋深約213 m，軸線方向193°。地面高程1 720～1 930 m，相對高差約213 m。地形坡度一般在30°～40°。出露巖性主要為花崗片麻巖夾變粒巖、片巖。漭街—施家山斷裂與隧洞斜交，物質組成以碎裂巖為主，寬度10～20 m，受斷裂影響，巖體完整性較差，受斷裂構造影響，層間褶曲發育。隧道進、出口段巖體呈強風化，洞身段全風化底界埋深約10～20 m，強風化底界埋深約50～150 m，斷裂構造附近存在風化深槽。地下水類型為基巖裂隙水，進、出口段地下水埋深約30～50 m，位于隧洞底板以下；洞身段地下水埋深50～120 m，高于隧洞底板50～100 m。隧洞穿越段大的不良物理地質現象不發育，出口段受巖體卸荷影響，表層為崩坡積覆蓋，厚度1～2 m。

(2)工程地質評價。黃家山隧洞全長1 071.019 m，隧洞圍巖穩定性分為不穩定、極不穩定型。工程地質根據圍巖穩定性分為八段。

第一段隧洞埋深0～30 m，圍巖呈強風化，巖體完整性較差，隧洞埋深較淺，沿片麻理、節理面及組合結構面易產生塑性變形，圍巖極不穩定，隧洞開挖受地下水影響輕微。

第二段隧洞埋深30～90 m，圍巖多為強風化巖體，碎裂—碎裂鑲嵌結構，巖體完整性較差，圍巖類別為不穩定—極不穩定，洞身段巖體呈強風化，中等透水，局部的破碎帶強透水，涌水量約1～2.5 L/(min·m)。

第三段隧洞埋深90～170 m，圍巖多為弱風化，層狀～塊狀結構，片麻理閉合性好，片麻理多傾向NE，傾角25°～35°，片麻理走向與軸線斜交，弱風化巖體完整性較好。受漭街—施家山斷裂影響，層間褶曲發育，順層破碎帶巖體結構較差，為不穩定 —極不穩定；洞身段巖體呈弱風化，微透水—中等透水，局部的破碎帶強透水，涌水量約3～5 L/(min·m)。

第四段隧洞埋深170～200 m，受漭街—施家山斷裂構造影響，碎裂—碎裂鑲嵌結構，巖體完整性較差，圍巖類別為不穩定—極不穩定，洞身段巖體呈強風化，中等透水，局部的破碎帶強透水，涌水量約4～6 L/(min·m)。

第五段受漭街—施家山斷裂的斷層帶及破碎帶，物質組成為壓碎巖，圍巖為不穩定，巖體強透水涌水量約5～7 L/(min·m)。

第六段隧洞埋深160～200 m，受漭街—施家山斷裂構造影響，碎裂—碎裂鑲嵌結構，巖體完整性較差，圍巖類別為不穩定—極不穩定，洞身段巖體呈強風化，中等透水，局部的破碎帶強透水，隧洞開挖存在線狀水流，涌水量約4～6 L/(min·m)。

第七段隧洞埋深80～160 m，圍巖多呈弱風化巖體完整性較好；受漭街—施家山斷裂影響，層間褶曲發育，順層破碎帶巖體結構較差，為不穩定—極不穩定；局部的破碎帶強透水，涌水量約2～4 L/(min·m)。

第八段隧洞埋深0～80 m，圍巖呈強風化，碎裂—碎裂鑲嵌結構，巖體完整性較差，圍巖類別為不穩定—極不穩定，出口段地形坡度20°～30°，受強卸荷影響，表層覆蓋1～2 m厚的崩坡積碎石土，天然邊坡基本穩定，開挖邊坡局部穩定性差。

2.3 白花林倒虹吸工程地質

(1)基本地質條件。地形條件整體平坦，兩岸地形坡度10°～15°。巖性主要為河床沖洪積砂卵礫石，層厚度3～5 m，第三系砂質泥巖、砂礫巖夾褐煤，半成巖狀。第三系巖層近水平狀。場地內不良物理地質現象不發育。地下水埋深0～2 m。工程地質分段分為基本穩定型和中等穩定型。

(2)工程地質評價。置于第四系殘坡積工程，覆蓋層厚度小，墩基可置于下部全風化花崗巖中，承載力、抗滑穩定性滿足設計要求。河床沖洪積層砂卵礫石層作為持力層，承載力、抗滑穩定性可滿足設計要求。

置于上第三系中的過程，承載力、抗滑穩定性可滿足上部管道的荷載要求。

鳳小公路為瀝青路面，運行多年至今未發生過地基沉降和較大變形破壞，地基固結程度高，管道布置于公路內側也不會存在不良的地基穩定問題，管道基礎總體基本穩定。

沿著鄉村公路內側布置，公路運行良好，未發生過路面沉降變形，該段地形相對平緩，管道基礎置于半成巖砂質泥巖中，地基承載力可滿足上部管道荷載要求，局部段公路內側邊坡穩定性差，管道基礎開挖易引起失穩，需進行支護，總體屬基本穩定。

3 地質災害防治

3.1 浮船式提水泵站工程防治

浮船段山體總體穩定，受水庫水位升降及表層巖土體強卸荷影響，錨墩以下岸坡表層0～5 m巖土體已發生了變形，為不穩定巖土體。建議錨墩及浮船停靠站基礎置于5 m以下，深入強風化巖體內一定深度，并采取地基錨固措施，永久邊坡需進行護坡處理，建議開挖坡比1∶ 0.75～1∶ 1。浮船錨墩位于水庫正常蓄水位高程1 240 m附近，在水庫正常運行情況下，基礎開挖受庫水的影響大。1 240～1 166 m段岸坡全風化層上部還存在液化的可能，不可作為基礎持力層。

3.2 黃家山隧洞工程防治

隧洞進出口段基巖出露，巖體呈強風化，巖性為花崗片麻巖夾變粒巖、片巖。巖體結構面以片麻理發育為主。自然邊坡基本穩定，開挖邊坡局部穩定性差，建議開挖坡比1∶ 0.5～1∶ 0.75，需進行護坡處理，進口0～10 m建議采用掛網+系統錨桿進行支護，局部巖體破碎洞段采用鋼拱架支護。隧道開挖中圍巖不穩定—極不穩定地段，需采用掛網噴錨及鋼拱架支護措施，并及時襯砌。隧洞內水壓力大，掘進過程中可能出現涌水，建議做好超前固結灌漿和排水。

3.3 白花林倒虹吸工程防治

自然邊坡基本穩定，開挖邊坡局部穩定性較差，永久邊坡段建議開挖坡比1∶ 0.75～1∶ 1，需采取護坡措施。公路內側邊坡開挖穩定性差的問題，管道基礎開挖需采取相應的護坡措施。對于層透水性強，水位高的地段，基礎開挖存在基坑涌水和邊坡穩定問題，需采取抽排水和邊坡支護措施。

4 結論

本文對云南鳳慶縣中心城區供水工程路線地質特征進行了詳細調查，認為工程區域構造穩定性較差，屬地質災害易發區。通過對浮船式提水泵站工程、黃家山隧洞工程、白花林倒虹吸工程地質特征進行評價，并采取相應工程手段進行治理，以確保工程順利施工。