宜萬鐵路高陽寨隧道水環境監測研究

孫世濤

(中鐵隧道集團，河南洛陽 471009)

1 工程概況

高陽寨隧道(W8標)位于巴東縣野三關鎮東北鼓樓鄉西南高陽寨一帶，東起小甘坪村，西至故縣坪，分為Ⅰ線和Ⅱ線(一次復線)，隧道進口為陡崖，與木龍河大橋橋隧相連，崖下為318國道，隧道最大埋深755 m。隧道進口里程Ⅰ線為DK109+260，Ⅱ線為DK109+245，路肩標高為690.56 m，出口端設計終點Ⅰ線為DK113+990，路肩標高為756.42 m，出口端設計為燕尾式，與Ⅱ線DK113+649.76順接，設計全長4730 m。隧道進口段110多米位于R-4000 m的曲線上以及出口段約1430 m位于R-1600 m的曲線上外，中間地段均為直線。隧道內縱坡為連續上坡，從進口至出口線路縱坡分別為 4.8‰，14.8‰，14.5‰及 14.8‰。高陽寨隧道洞身內隧道涌水特征:

1)主要表現為長興組(P2c)灰巖巖溶水的活動特征。

2)長興組(P2c)灰巖巖溶水含水層上覆三疊系頁巖與薄層灰巖互層(T1d1)，下伏二疊系吳家坪組硅質巖，灰質頁巖，煤層(P2w)均為不透水層，其補給和水力活動受到限制，其富水性也減弱。

3)高陽寨隧道三面發育四條河流:母豬溪，木龍河，魚泉河，碗口河。其中木龍河，魚泉河，碗口河三條河流河水活動對高陽寨隧道洞身涌水影響較小;母豬溪河水成為各含水層的補給之一，尤其在DK111+000右側900 m處沿陡崖30 m～50 m范圍內發育數條豎向貫通溶蝕裂隙，裂隙寬0.5 m，貫通高度從母豬溪河底標高870 m至高陽寨半山坡標高1100 m陡崖，垂直高度約有230 m，裂隙走向216°～245°。對應于高陽寨隧道洞身里程約為ⅡDK111+500前后30 m～50 m范圍內。本段范圍與測繪調查的向斜軸部走向基本一致。河床距線路距離約1400 m，該段存在沿巖溶管道，裂隙向隧道涌水的可能。

根據計算成果及測區的巖溶發育特征和水文地質條件預測隧道涌水量為:正常涌水量Q=13455 m3/d，強降雨強度下隧道涌水量Q=88876 m3/d。

2 監測點位選擇確定

1)充分考慮隧道的走向、水文及河道地形、支流匯入及水工程情況、植被與水土流失情況、其他影響水質及其均勻程度的因素等。

2)力求以較少的監測測點獲取最具代表性的樣品，全面、真實、客觀地反映該區域水環境質量及污染物的時空分布狀況與特征。

3)斷面位置確定后，應設置固定標志，不得任意變更。

4)最終點位確定如下:1號監測點:位于碗口河大橋正2號墩線左，2號監測點:位于碗口河大橋3號墩線左坡上小路邊，3號監測點:位于野三關進口工區油庫旁，4號監測點:位于高陽寨隧道出口工區發電站水區上方，5號監測點:位于高陽寨隧道出口工區故縣坪村—水塘，6號監測點:位于魚泉河大橋附近山腳，7號監測點:位于高陽寨隧道進口工區母豬溪河。

測點詳細位置見表1。

表1 測點詳細位置一覽表

3 監控設備配置

監控設備配置見表2。

表2 監控設備配置

4 監控指標

4.1 監控隧道內出水點監測

隧道內暗河監測點中心里程，隧道內暗河監測點流量(L/s)，隧道內容腔監測點中心里程，隧道內容腔監測點體積、水量(m3)，隧道內裂隙監測點中心里程，隧道內暗河、容腔裂隙監測點水壓

(MPa)。

4.2 實測氣象資料

降水量(mm)，蒸發量(mm)，氣溫(℃)。檢測點水文實測資料:水位(m)，流量(L/s)，水溫(℃)。

5 采樣頻率

隧道正常情況(隧道只有小規模出水、滲水)每7 d監測一次，雨天增加監測。數據精度:溫度小數點1位，其余小數點2位。特別情況隧道大量涌水時連續3 d內，全天24 h連續觀測，每2 h觀測一次，計入當月表格中。其后一直到隧道大量涌水停止前，每3 d監測一次，雨天增加監測。數據精度:溫度小數點1位，其余小數點2位。

6 相關性分析

根據監測情況繪出:隧道出水與降雨相關圖;監測點水位(井、塘)與降雨相關圖;監控點流量(暗河、泉、地表水)與降雨相關圖;隧道排水與監測點水位(井、塘)相關圖;隧道排水與監測點水量(暗河、泉、地表水)相關圖。

7 結論和建議

高陽寨隧道環境水文監測從2007年10月開始～2010年10月結束，積累了大量的相關數據。通過對隧道排水與降雨量分析;監測點水位與降雨量相關圖;監測點流量與降雨量相關圖;隧道排水與監測點水位相關圖;隧道排水與監測點水量相關圖等分析來看，隧道施工過程中和施工后出水對地表水影響不大，其中隧道排水與降雨量分析圖中:施工完成后隧道排水在1.5 L/s左右，排水為一條平緩曲線，不受天氣降雨量影響。監測點水位與降雨量相關圖分析:4號監測點水位為泉眼，常年有水，其水位不受大氣降雨影響。監測點流量與降雨量相關圖分析:母豬溪流量與天氣變化影響很大，其他點位無變化。隧道排水與監測點水位、水量相關圖分析:隧道排水基本保持穩定，地表水與隧道排水關聯性不大。

［1］SL 219-98，水環境監測規范［S］.