前言：本站為你精心整理了談水文地質(zhì)特征及方案的選擇范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價(jià)值，我們的客服老師可以幫助你提供個(gè)性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要:通過調(diào)研某巖溶隧道的水文地質(zhì)條件，從巖溶發(fā)育、巖溶水補(bǔ)給、徑流、巖溶水文地質(zhì)單元等方面，闡述了隧道區(qū)巖溶水文地質(zhì)特征，并分析了其對(duì)隧道的影響，提出了隧道合適位置的建議方案，為類似巖溶隧道選線工程提供參考。

關(guān)鍵詞:隧道，巖溶，地下水，線路方案

1隧道工程概況

擬建隧道位于恩施市屯堡附近，為一公路雙線隧道，長(zhǎng)約1．88km，隧道最大埋深680m，縱坡為單面坡，坡度2．5%，穿越強(qiáng)巖溶發(fā)育區(qū)。

2隧道區(qū)地貌及地質(zhì)特征

2．1地貌特征項(xiàng)目區(qū)為構(gòu)造侵蝕溶蝕中高山區(qū)，南西側(cè)為清江，呈典型的山地臺(tái)原—陡崖—山前緩坡地貌，臺(tái)原區(qū)地面標(biāo)高為1400m～1800m，植被較發(fā)育，為饅頭山間巖溶槽谷，槽谷內(nèi)多被開墾為農(nóng)田，種植農(nóng)作物;陡崖近直立，高度400m～500m，無植被發(fā)育;陡崖底部山地斜坡地面標(biāo)高700m～1100m，坡度10°～20°，多為堆積體覆蓋，植被較發(fā)育，局部開墾為農(nóng)田。2．2地質(zhì)特征隧道穿越一小型向斜，走向約240°，向南(清江方向)傾覆，核部為T1d3厚層灰?guī)r，兩翼為T1d1～2泥質(zhì)灰?guī)r夾頁巖、P2灰?guī)r，北西翼產(chǎn)狀170°～210°∠14°～17°，南東翼產(chǎn)狀355°∠15°，清江岸邊陡坡地段地層產(chǎn)狀紊亂，近水平，區(qū)域巖層產(chǎn)狀235°∠8°，裂隙發(fā)育，巖體較破碎(見圖1)。

3隧道區(qū)巖溶水文地質(zhì)特征

3．1巖溶發(fā)育特征

1)隧道的巖性、巖組及對(duì)巖溶發(fā)育的控制作用。隧址區(qū)地層主要為T1d灰?guī)r，可細(xì)分為上部厚層、巨厚層灰?guī)r(T1d3)和下部泥質(zhì)灰?guī)r夾頁巖(T1d1～2)。厚層、巨厚層灰?guī)r為巖溶好發(fā)育巖組，為巖溶發(fā)育提供了良好的介質(zhì)空間，在下部泥質(zhì)灰?guī)r夾頁巖阻水層的作用下，大氣降水入滲形成的地下水在該層聚集，為巖溶提供充足的水動(dòng)力條件，因此，該層局部巖溶非常發(fā)育，易形成水平向展布的溶洞、暗河等，大量的巖溶漏斗、洼地、落水洞也多發(fā)育于該層。

2)地質(zhì)構(gòu)造對(duì)巖溶發(fā)育的控制作用。隧址區(qū)為小型寬緩式向斜構(gòu)造，受構(gòu)造影響，向斜核部裂隙發(fā)育，巖體破碎，加之核部進(jìn)一步匯集了各方地下水，因此向斜核部巖溶非常發(fā)育，在地下水的不斷侵蝕作用下，溶洞逐漸貫通，最終形成地下水暗河系統(tǒng)。此外，隧址區(qū)主要發(fā)育兩組垂直節(jié)理，沿兩組節(jié)理面，巖溶發(fā)育。

3)地下水對(duì)巖溶發(fā)育的控制作用。地下水為巖溶發(fā)育提供動(dòng)力條件，地下水運(yùn)移特征不同，巖溶發(fā)育存在很大差異。根據(jù)地下水運(yùn)移特征差異，可將地下巖溶空間分為垂直滲流帶、季節(jié)變動(dòng)帶、水平徑流帶、深部循環(huán)帶。垂直滲流帶:地下水主要以垂直下滲運(yùn)動(dòng)為主，巖溶發(fā)育主要為垂直型的溶洞和溶蝕裂隙為主，在地表主要表現(xiàn)為漏斗、落水洞、豎井、天坑等。由于地下水流相對(duì)比較分散，水力作用有限，溶洞之間的連通性相對(duì)較差，地表被水流帶走的土石等雜物多停留在這一層，溶洞多充填粉質(zhì)黏土及塊石。季節(jié)變動(dòng)帶:洪水位與平水位之間的巖溶空間稱為季節(jié)變動(dòng)帶，受大氣降水影響，雨季時(shí)，地下水位上升到達(dá)洪水位，地下水流運(yùn)動(dòng)以水平運(yùn)動(dòng)為主，旱季時(shí)，地下水位下降，到達(dá)平水位，地下水以垂直型運(yùn)動(dòng)為主。水動(dòng)力條件對(duì)巖溶發(fā)育非常有利，巖溶發(fā)育最強(qiáng)烈，往往發(fā)育成層的水平及垂直的溶洞及暗河系統(tǒng)，溶洞多為無充填的空洞。水平徑流帶:位于最低地下水位以下，其下限為當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面，地下水以水平運(yùn)動(dòng)為主，大量的溶洞、暗河、地下湖泊等都產(chǎn)生于此帶。深部循環(huán)帶:位于水平巖溶發(fā)育帶之下，在區(qū)域構(gòu)造作用下，地下水做更長(zhǎng)更遠(yuǎn)的區(qū)域性流動(dòng)，水位埋深大，水循環(huán)交替緩慢，巖溶發(fā)育很弱，主要為溶隙及溶孔。根據(jù)水文地質(zhì)條件以及本次勘察成果分析，水平徑流帶大概處于標(biāo)高700m～1100m范圍內(nèi)，其上為垂直滲入帶，其下為深部循環(huán)帶。隧道洞身處于水平徑流帶中。

3．2巖溶水的補(bǔ)給、徑流、排泄特征研究區(qū)巖溶地下水的主要補(bǔ)給來源為大氣降水，補(bǔ)給區(qū)主要為隧道北部的山地臺(tái)原區(qū)，地形地貌為饅頭山間巖溶槽谷,發(fā)育大量巖溶洼地、天坑、落水洞等，無地表河流，大氣降水在洼地匯集后，通過落水洞流入地下，入滲極快，地下水的補(bǔ)給方式以集中式的點(diǎn)狀補(bǔ)給為主，隧道區(qū)總的補(bǔ)給區(qū)面積約30km2。巖溶地下水的徑流，在不同巖溶發(fā)育帶具有不同特征。垂直滲流帶以溶蝕裂隙、溶縫、管道的縱向滲流、管流為主，淺層多垂直型的落水洞、天坑;季節(jié)變動(dòng)帶以溶洞、管道及地下河紊流為主;水平徑流帶以管道、溶隙的層流為主，多發(fā)育暗河;深部循環(huán)帶以溶隙、裂隙滲流為主。研究區(qū)的侵蝕基準(zhǔn)面為清江，為地下水總的排泄點(diǎn)，地下水在清江附近多以泉的形式出流，通過地表溪溝流入清江，隧道附近的主要泉點(diǎn)為七眼出泉、龍洞泉及五龍水泉，七眼出泉常年有水，測(cè)時(shí)流量0．5m3/s，隨季節(jié)變化較大;龍洞泉為季節(jié)性泉水，測(cè)時(shí)無水，下大雨時(shí)有水，3h～4h達(dá)到峰值，雨停后消退快;五龍水泉常年有水，測(cè)時(shí)流量約5m3/s，雨時(shí)水量漲落明顯。

3．3主要巖溶水文地質(zhì)單元根據(jù)邊界條件，巖溶發(fā)育規(guī)律，以七渡河、屯堡河、清江之間形成的地表分水嶺所對(duì)應(yīng)的地下分水嶺為界，將隧址區(qū)劃分為一個(gè)水文地質(zhì)分區(qū)，發(fā)育五龍水暗河系統(tǒng)和砂鍋洞暗河系統(tǒng)其中砂鍋洞暗河系統(tǒng)對(duì)隧道基本無影響，下面就五龍水暗河系統(tǒng)做簡(jiǎn)要介紹。3．3．1暗河的補(bǔ)給、徑流、排泄特征五龍水暗河系統(tǒng)無明顯的暗河入口，補(bǔ)給區(qū)主要為隧道北部的山地臺(tái)原區(qū)，臺(tái)原區(qū)地形地貌為饅頭山間巖溶槽谷，發(fā)育大量巖溶洼地、天坑、消水洞等，無地表河流，大氣降水入滲極快。暗河的補(bǔ)給方式以集中式的點(diǎn)狀補(bǔ)給為主，總的補(bǔ)給區(qū)面積約30km2。巖溶地下水的徑流，在不同巖溶發(fā)育帶具有不同特征。垂直滲流帶以溶蝕裂隙、溶縫、管道的縱向滲流、管流為主;季節(jié)變動(dòng)帶以溶洞、管道及地下河紊流為主;水平徑流帶以管道、溶隙的層流為主;飽水緩流帶以溶隙、裂隙滲流為主。五龍水暗河系統(tǒng)的總的排泄點(diǎn)為五龍水，最終排泄區(qū)為本區(qū)侵蝕基準(zhǔn)面———清江(標(biāo)高約600m)。據(jù)調(diào)查，龍洞、七眼出均與五龍水暗河相通，為暗河內(nèi)部排泄點(diǎn)，水量隨降雨變化較大，一般在雨后3h～4h出現(xiàn)峰值，其中龍洞的水量可達(dá)20萬m3/d。3．3．2暗河與隧道空間位置關(guān)系分析五龍水暗河出口標(biāo)高約708．7m，龍洞暗河出口標(biāo)高1055．2m，距暗河出口2500m，平均水力坡度12．54%，按此推測(cè)，與隧道相交處暗河標(biāo)高為977．28m，此處隧底標(biāo)高為954．25m，暗河高出隧道23．03m(見圖2);另據(jù)物探資料分析，在隧道附近存在較大的巖溶物探異常區(qū)。由于巖溶發(fā)育的復(fù)雜性和無規(guī)律性，推測(cè)的暗河位置與實(shí)際暗河發(fā)育位置可能存在較大的差距，根據(jù)ZK-Ⅲ214隧深1水位觀測(cè)資料，隧道中部洞身附近的水位標(biāo)高為1081．03m，比隧道高約130m。

4巖溶地下水對(duì)隧道的影響評(píng)價(jià)

從前文分析可知，目前線路位于地下水的水平徑流帶中，施工過程中極有可能遭遇暗河主管道，加之地下水水頭高，易誘發(fā)突水突泥災(zāi)害，同時(shí)隧道修建形成新的排泄基準(zhǔn)點(diǎn)，可造成地下水位下降，存在表水枯竭、巖溶地面塌陷等風(fēng)險(xiǎn)。

5隧道位置方案選擇

目前線位方案存在較大的施工風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)從平面上和剖面上進(jìn)行優(yōu)化。平面上線路應(yīng)盡量往南側(cè)暗河排泄方向偏移，避開暗河主管道;剖面上線路應(yīng)盡量抬高，降低隧道水頭，條件允許的情況下走行于地下水的垂直入滲帶中。

參考文獻(xiàn):

［1］毛燁峰，伍進(jìn)．巖溶發(fā)育控制因素及發(fā)育規(guī)律淺析［J］．西部探礦工程，2009(15):80-82．

［2］鐵道部科學(xué)研究院西南分院．既有隧道環(huán)境地下水變化規(guī)律以及對(duì)環(huán)境生態(tài)平衡影響的評(píng)估［Z］．1996．

［3］中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所巖溶研究組．中國(guó)巖溶研究［M］．北京:科學(xué)出版社，1979．

［4］TB10049—2004，鐵路工程水文地質(zhì)勘察規(guī)范［S］．

作者:譚家華 單位:中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司