鐘 輝，楊緯卿

（1.中國(guó)電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南 昆明 650051；2.云南建投第一勘察設(shè)計(jì)有限公司，云南 昆明 650000）

隨著“一帶一路”倡議的實(shí)施，我國(guó)企業(yè)在老撾承接的勘測(cè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目逐漸增多，尤其在川壙高原附近有多個(gè)基建項(xiàng)目。鐵、鋅、鉛、銻、硫黃等作為川壙高原具有代表性的地質(zhì)礦物[1]，分布廣泛，為該區(qū)域重要的工程巖體。為更好地進(jìn)行該地區(qū)的基建工作，本文以某礦山工程為例，對(duì)該區(qū)域的工程特性及其典型工程地質(zhì)問題進(jìn)行初步研究，以期為基建工程提供一定幫助。

1 工程區(qū)基本工程地質(zhì)條件

工程區(qū)屬中國(guó)南方—東印支板塊的川壙—長(zhǎng)山華力西皺褶帶南側(cè)邊緣區(qū)，位于普雷山斷裂、蘭江—河靜斷裂與長(zhǎng)山—峴港斷裂帶所夾持的地塊內(nèi)，為川壙—長(zhǎng)山花崗巖帶。

區(qū)內(nèi)地勢(shì)總體北高南低，向湄公河傾斜，屬中高山構(gòu)造侵蝕、剝蝕地貌類型。流域兩岸山頂渾圓，植被發(fā)育，河谷以“V”型谷為主，沖溝較發(fā)育，地形完整性一般。工程區(qū)分布地層為印支—海西期侵入的花崗巖，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，僅揭露少量Ⅲ、Ⅳ級(jí)結(jié)構(gòu)面（見圖1）。物理地質(zhì)現(xiàn)象主要表現(xiàn)為巖體風(fēng)化與卸荷，勘探成果顯示深厚全風(fēng)化，最大埋深達(dá)72m；在陡峭部位，卸荷裂隙較發(fā)育。

工程區(qū)地處熱帶季風(fēng)型氣候區(qū)，降雨豐富，徑流來源以降雨為主。區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單，地下水埋藏總體較淺，主要為孔隙水和基巖裂隙水，補(bǔ)給來源主要為大氣降水，南杉河是流域地下水的最低排泄基準(zhǔn)面。

圖1 工程區(qū)地質(zhì)分布圖

2 礦體主要特性

2.1 礦石特征

礦石主要由斜長(zhǎng)石、正長(zhǎng)石、石英、黑云母、白云母及少量不透明礦物組成。斜長(zhǎng)石及正長(zhǎng)石總含量50%～60%；石英含量23%～27%；黑云母含量17%～22%；白云母含量小于3%；金屬礦物及硫化物含量1%～2%。

根據(jù)巖礦鑒定結(jié)果可知，該地區(qū)長(zhǎng)石含量較高，石英含量較低，即抗風(fēng)化能力較弱的礦物含量高，且礦物顆粒呈中粒、粗粒狀，為巖體風(fēng)化提供了有利條件，以致工程區(qū)巖體風(fēng)化劇烈，深厚全風(fēng)化層特性突出。

2.2 地質(zhì)礦物的物理力學(xué)特性

根據(jù)礦石試驗(yàn)成果，弱風(fēng)化礦石飽和抗壓強(qiáng)度在67.9MPa～94.8MPa之間，平均值79.5MPa（見表1），屬于堅(jiān)硬礦石。全風(fēng)化層為散體結(jié)構(gòu)，呈土狀，主要成分為砂質(zhì)黏土，物理力學(xué)性質(zhì)較差，弱透水～中等透水層；強(qiáng)風(fēng)化巖體為碎裂結(jié)構(gòu)～鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)，節(jié)理發(fā)育，完整性差，物理力學(xué)性質(zhì)一般，多為強(qiáng)透水層；弱風(fēng)化～微新巖體為次塊狀結(jié)構(gòu)～塊狀結(jié)構(gòu)，節(jié)理發(fā)育一般，完整性較好，物理力學(xué)性質(zhì)較好，多為弱透水層。

表1 礦石物理力學(xué)試驗(yàn)指標(biāo)

2.3 礦體風(fēng)化特性

由于礦體風(fēng)化劇烈，使得礦體風(fēng)化成為區(qū)內(nèi)主要物理地質(zhì)現(xiàn)象，同時(shí)也是本工程的主要工程地質(zhì)問題之一[2]。根據(jù)勘探成果及對(duì)開挖揭露情況的統(tǒng)計(jì)分析可知：全風(fēng)化層底界15m～35m，鉆孔揭露最深可達(dá)72m；強(qiáng)風(fēng)化層底界30m～35m，層厚1.5m～3.0m，局部較厚；弱風(fēng)化礦體底界一般大于30m，覆蓋層以下即為弱風(fēng)化礦體。

對(duì)不同部位的風(fēng)化情況進(jìn)行分析可知，在凸出的山梁及地形平緩的山坡，風(fēng)化層較厚，山坳、沖溝及地形較陡的部位，風(fēng)化層較薄。節(jié)理發(fā)育及地下水活動(dòng)強(qiáng)烈部位，風(fēng)化層較厚，反之則較薄。同時(shí)，球狀、囊狀等不均勻風(fēng)化現(xiàn)象較突出，常沿結(jié)構(gòu)面風(fēng)化加劇，呈全風(fēng)化狀，厚度一般0.1m～1.5m。

礦體風(fēng)化特性總體表現(xiàn)為風(fēng)化程度由地表向深處逐漸變?nèi)醯木鶆蝻L(fēng)化趨勢(shì)，但全風(fēng)化層厚度大、強(qiáng)風(fēng)化層薄、不均勻風(fēng)化等問題較突出。

3 主要工程地質(zhì)問題及其分析

3.1 全風(fēng)化高邊坡穩(wěn)定問題

工程區(qū)深厚全風(fēng)化層特性突出，結(jié)構(gòu)松散，物理力學(xué)性質(zhì)較差，易產(chǎn)生圓弧型滑移失穩(wěn)，邊坡穩(wěn)定性差。由于左岸山體較高，自然坡度約33°，壩肩邊坡若采用較陡的開挖方案，雖開挖量小，但邊坡穩(wěn)定性差，為保證邊坡穩(wěn)定所需支護(hù)成本較大[3]。根據(jù)全風(fēng)化層的性質(zhì)，經(jīng)穩(wěn)定性計(jì)算，在1:1.2的開挖坡比下，邊坡基本穩(wěn)定。經(jīng)綜合比較，采取了放緩坡比+適當(dāng)支護(hù)方案。

開挖后，左岸壩肩邊坡最大坡高達(dá)60.5m，除下部局部為強(qiáng)風(fēng)化層外，其余部位均為土質(zhì)邊坡。由于采取了放緩坡比的方案，邊坡基本穩(wěn)定，但余度不大，且主要為砂質(zhì)黏土成分，其抗沖刷能力較差，支護(hù)方案以增加穩(wěn)定性為主，結(jié)合坡面防護(hù)。主要開挖方案和支護(hù)措施：①開挖坡比1:1.2，設(shè)3級(jí)馬道，寬3m，每級(jí)邊坡高19.5m～20m；②坡面設(shè)C20混凝土拱形網(wǎng)格梁，間距3×3m，節(jié)點(diǎn)設(shè)φ25錨桿；③開口線設(shè)截水溝，每級(jí)邊坡中下部設(shè)φ76排水孔，間距6m，深10m，上仰10°，馬道設(shè)排水溝；④坡面植草。邊坡支護(hù)完成后，經(jīng)過近三年時(shí)間的監(jiān)測(cè)分析，其位移變形在允許范圍內(nèi)，并趨于收斂，邊坡穩(wěn)定性良好。

3.2 不均勻風(fēng)化問題

兩岸斜坡壩基開挖過程中，揭露多處不均勻風(fēng)化條帶，其中規(guī)模最大的條帶位于右岸壩縱0+050～0+063.16處，順結(jié)構(gòu)面展布，呈全風(fēng)化土狀，寬度0.5m～1.5m，貫穿整個(gè)壩段，并連通上下游。條帶位于河床壩段與斜坡壩段交界處，低處接近最大壩高，水頭壓力較大。全風(fēng)化礦石物理力學(xué)性質(zhì)接近于土體，形成壩基軟弱帶，易使壩體產(chǎn)生不均勻沉降，對(duì)壩體穩(wěn)定形成安全隱患。同時(shí)，全風(fēng)化層滲透系數(shù)較大，屬弱透水～中等透水，如不進(jìn)行專門處理，可能發(fā)生流土和接觸沖刷滲透破壞，易形成滲漏通道。

地質(zhì)專業(yè)會(huì)同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)對(duì)該風(fēng)化槽進(jìn)行了專門處理。主要采取方案為地基加固，對(duì)整個(gè)風(fēng)化槽進(jìn)行擴(kuò)挖置換，擴(kuò)挖深度按風(fēng)化槽寬度的1.0～2.5倍控制，回填與壩體同等級(jí)混凝土?；靥詈蠹愉丠RB400φ20金屬網(wǎng)，間距20cm，垂直走向延伸1m。后期固結(jié)灌漿加深處理，由3m度調(diào)整為5m，灌漿深度穿透風(fēng)化槽，同時(shí)沿壩軸線進(jìn)行帷幕灌漿。后經(jīng)多年運(yùn)行檢驗(yàn)，壩體穩(wěn)定，壩基滲透量亦控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)，防滲效果良好。

3.3 涌水突泥問題

巷道開挖過程中，發(fā)生多處涌水突泥現(xiàn)象。主洞整體埋深較大，多數(shù)洞段位于弱風(fēng)化礦體中及地下水位以下，開挖過程中共發(fā)生6處涌水較嚴(yán)重洞段，其中涌水量最大的部位，實(shí)測(cè)涌水量達(dá)777.6m3/d，呈噴射狀?，F(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)復(fù)核，突水易發(fā)區(qū)域礦體多呈弱風(fēng)化狀態(tài)，節(jié)理密集發(fā)育，且有貫穿性張開節(jié)理，礦體較破碎，完整性較差。礦體破碎，節(jié)理連通性好，地下水豐富是造成涌水的主要因素。施工過程中為保證洞室穩(wěn)定，設(shè)置了拱架，間距80cm，掛金屬網(wǎng)，噴混凝土10cm進(jìn)行一次襯砌，二次襯砌采用雙層混凝土。同時(shí)，對(duì)水文地質(zhì)條件進(jìn)行復(fù)核可知，外水壓力常年大于內(nèi)水壓力，增設(shè)排水孔，使外水內(nèi)滲，增加了引水流量。后期檢查發(fā)現(xiàn)，巷道穩(wěn)定性良好，支護(hù)措施有效。2#施工支洞位于斜坡部位，埋深不大，進(jìn)口前段埋深小于50m，位于全風(fēng)化層中。開挖過程中，發(fā)生多次突泥現(xiàn)象。為此，可通過調(diào)整開挖方案，采取小管棚注漿預(yù)固結(jié)巷道周邊巖土體，嚴(yán)格控制開挖進(jìn)尺，及時(shí)進(jìn)行一次襯砌。在這種情況下，雖然工期會(huì)受到一定程度的影響，但洞室穩(wěn)定性可以得到保證，處理效果明顯。

4 結(jié)語

（1）川壙地區(qū)多種礦產(chǎn)資源分布廣泛，抗風(fēng)化能力弱的礦物含量高，且多呈中粗粒狀，為礦體風(fēng)化提供了有利條件，以致礦體風(fēng)化劇烈，深厚全風(fēng)化層特性突出，并伴有不均勻風(fēng)化現(xiàn)象。

（2）在礦區(qū)進(jìn)行地下巷道開挖時(shí)，應(yīng)充分重視涌水突泥現(xiàn)象，必要時(shí)進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，制定針對(duì)性的開挖和支護(hù)方案，確保工程質(zhì)量。

（3）在礦區(qū)施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)施工地質(zhì)勘察工作，及時(shí)將揭露的地質(zhì)情況與前期勘察成果進(jìn)行復(fù)核，當(dāng)與前期成果不一致時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。

（4）通過對(duì)老撾川壙礦體特性以及工程地質(zhì)問題的分析研究，積累了一定工程經(jīng)驗(yàn)，可作為該地區(qū)或其他工程地質(zhì)條件類似工程的參考。