商漫高速鶻嶺隧道透水分析與防治措施

王榮社，范軍峰，陳文強(qiáng)

(1.陜西省地礦局第六地質(zhì)大隊(duì)，陜西 臨潼 710611;2.陜西省地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710016)

商漫高速鶻嶺隧道透水分析與防治措施

王榮社1，范軍峰2，陳文強(qiáng)1

(1.陜西省地礦局第六地質(zhì)大隊(duì)，陜西 臨潼 710611;2.陜西省地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710016)

商漫高速是國(guó)家高速公路網(wǎng)福銀高速(GTO)的重要組成部分，其間穿越的鶻嶺隧道屬一深埋特長(zhǎng)型公路隧道。隧道竣工后在K153+0.20～091.4段兩季出現(xiàn)透水，嚴(yán)重影響隧道的正常使用。透水是隧道施工和運(yùn)行中最常見(jiàn)的工程地質(zhì)問(wèn)題，產(chǎn)生的誘因很多。從鶻嶺隧道的水文地質(zhì)環(huán)境背景入手，分析隧道透水產(chǎn)生的外在和內(nèi)在矛盾，探討灰?guī)r地層隧道透水的處置方法及防治措施。

鶻嶺隧道;透水;防治措施

商漫高速位于陜西省商洛市到山陽(yáng)縣漫川關(guān)之間，是國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃的銀川至福州線的重要組成部分，也是一條承東啟西、貫穿南北，連接我國(guó)西北、華中和東南沿海地區(qū)最為便捷的快速大通道。其間穿越的鶻嶺隧道位于新開(kāi)嶺山脈，全長(zhǎng)約5.3 km，屬深埋特長(zhǎng)型公路隧道。工程竣工后隧道內(nèi)K153+020.0－091.4段受降水影響，在中心排水管滿負(fù)荷涌水狀況下，洞壁縫隙出現(xiàn)噴水現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了隧道的正常使用。

1 水文地質(zhì)環(huán)境背景

隧道地處的鶻嶺位于秦嶺南麓東段山區(qū)，地勢(shì)陡峭，侵蝕切割劇烈，植被覆蓋良好，是陜西省降水最豐富的地區(qū)之一。多年平均降水量747 mm，最大達(dá)1407.7 mm，最小502.8 mm，50%的降水集中于7－9月。地表水系較發(fā)育，以鶻嶺為界，北部支流注入銀花河后匯入丹江，南部支流注入金錢河，最終均匯入漢江。地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域上屬南秦嶺造山帶東南段，變形強(qiáng)烈，構(gòu)造總體格架屬秦嶺褶皺系的南秦嶺印支褶皺帶。隧道穿越地層為泥盆系下統(tǒng)公館－龍家河組(D1g+D1l)、泥盆系中統(tǒng)石家溝組(D2s)、古道嶺組(D2g)、大楓溝組(D2d)、泥盆系上統(tǒng)星紅鋪組(D3x)等，地層巖性為灰?guī)r、白云巖、砂巖和板巖。受構(gòu)造影響，地層產(chǎn)狀多呈高傾角或倒轉(zhuǎn)(圖1)。隧址區(qū)地下水以基巖裂隙水為主，其次為碳酸鹽巖巖溶溶隙水。地下水徑流模數(shù)為6.43×104m3/km·a，主要含水層為嶺脊南部古道嶺組(D2g)灰?guī)r，亦即隧洞涌水部位。

圖1 鶻嶺隧道地質(zhì)剖面略圖

2 透水狀況

隧道透水部位位于鶻嶺分水嶺南側(cè)，K153+020.0－091.4處。地層巖性為泥盆系古道嶺組泥灰?guī)r、灰?guī)r和砂質(zhì)板巖，產(chǎn)狀近于直立。正常狀況下中心排水管約有50～80 m3/h的涌水量，當(dāng)出現(xiàn)降水且降水強(qiáng)度達(dá)到一定值后8小時(shí)左右，在檢查中心排水管為滿負(fù)荷流水狀況下，隧道內(nèi)即出現(xiàn)沿支護(hù)間縫隙、排水邊溝與電纜溝槽等部位有股狀水流噴射涌出，其噴射強(qiáng)度和涌水量與降水強(qiáng)度呈正相關(guān)，即降水強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)時(shí)噴射強(qiáng)度和涌水量也大。

3 透水分析

鶻嶺隧道地處特殊的地理環(huán)境中，影響透水的主要因素有大氣降水、地表水、地形地貌、植被、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和人為因素等。

3.1 大氣降水和地表水

隧道區(qū)屬南涼亞熱帶半濕潤(rùn)與北部暖濕帶過(guò)渡性氣候，雨量充沛，日最大降水量達(dá) 99.7 mm，月最大降水量 352.8 mm。隧道上方分水嶺兩側(cè)的較大支溝均有常年性流水，但溝水流量較隧道開(kāi)挖前已有很大的變化，溝內(nèi)流水明顯減少。

3.2 地形地貌和植被

鶻嶺一帶地貌以中低山為主，地形復(fù)雜，切割強(qiáng)烈，由于實(shí)施封山育林，植被覆蓋良好，喬、灌木茂盛，根劈作用強(qiáng)烈，利于涵養(yǎng)地下水。

3.3 地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造

透水地段巖性以薄層灰?guī)r夾薄層泥質(zhì)灰?guī)r為主，地質(zhì)構(gòu)造上處于板巖鎮(zhèn)斷裂和山陽(yáng)斷裂之間，南部隧道出口處附近即穿越了板巖鎮(zhèn)斷裂(F(2))，兩大斷裂均屬于深大復(fù)活性斷裂，兩側(cè)次級(jí)斷裂極為發(fā)育，致使地層在空間上發(fā)生很大變化，表現(xiàn)為地層受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)后的上升和下降，褶皺構(gòu)造發(fā)育，地層巖石受拉張和擠壓后巖石破碎，節(jié)理、裂隙發(fā)育，巖層產(chǎn)狀陡立，局部地段甚至發(fā)生倒轉(zhuǎn)，灰?guī)r中易形成的溶蝕現(xiàn)象，這些因素均為大氣降水的入滲創(chuàng)造了良好的地質(zhì)條件。

3.4 人為因素

鶻嶺隧道的施工對(duì)鶻嶺兩側(cè)地表水影響較為明顯。施工過(guò)程中采用爆破手段對(duì)巖體予以破碎，隧道上部住戶反映有明顯震感。爆破致使硐室頂部地層巖性的完整性受到一定影響，反映到地表即分水嶺兩側(cè)支溝水流明顯減小、支溝兩側(cè)小叉溝流水?dāng)嗔?、支溝水流出露部位明顯向溝口下游位移等現(xiàn)象。

4 透水的防治措施

鶻嶺隧道屬深埋隧道，透水影響因素較多，屬面狀匯集滲漏，未發(fā)現(xiàn)有滲漏點(diǎn)或滲漏裂隙，給治理隧道透水增加了難度。根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合地形地質(zhì)條件，對(duì)滲漏地段建議采取堵漏與疏導(dǎo)兩方面治理措施。

4.1 堵漏

一方面對(duì)隧道上方流水支溝及叉溝較大裂隙予以灌漿堵塞處理，大面積裂隙發(fā)育處應(yīng)予以水泥抹面處理;另一方面在滲漏中心地面周圍平緩處及沖溝平緩處布置適量的灌漿孔，通過(guò)水泥灌漿來(lái)堵塞地下水流的通道，減小或延緩地下水的下滲。

4.2 疏導(dǎo)

包括地面疏導(dǎo)和地下疏導(dǎo)兩個(gè)方面。地面疏導(dǎo)可考慮對(duì)隧道上方支溝及叉溝溝內(nèi)堆積的碎石土予以定期清理。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，建議采用地下疏導(dǎo)的措施，即從隧道側(cè)原排水管道附近重新開(kāi)鑿一條排水隧道，從根本上解決鶻嶺隧道的透水問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

1)鶻嶺隧道地處灰?guī)r分布區(qū)，其透水原因應(yīng)歸結(jié)于自然和人為兩大因素。透水較為典型，具有一定的代表性。由于隧道設(shè)計(jì)時(shí)排水量按正常狀況考慮，忽略了巖溶地區(qū)特殊的水文地質(zhì)特性和人為因素影響，致使降水強(qiáng)度達(dá)到一定值后隧道內(nèi)出現(xiàn)透水。

2)灰?guī)r地區(qū)施工的工程，對(duì)水文地質(zhì)的勘察應(yīng)引起足夠的重視，避免不必要的災(zāi)害事故發(fā)生。

［1］陜西省公路勘察設(shè)計(jì)院.西安至漫川關(guān)高速公路A2合同段詳細(xì)工程地質(zhì)勘察報(bào)告(隧道工程)［R］.2006.

［2］陜西地質(zhì)工程總公司.商漫高速公路鶻嶺特長(zhǎng)隧道涌水段水文地質(zhì)核查報(bào)告［R］2009.

［3］陜西省地礦局第十三地質(zhì)隊(duì).中華人民共和國(guó)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告(I－49－89－C 中村街幅)［R］.1988.

［4］陳明佑，等著.礦坑涌水量計(jì)算方法研究［M］.武漢:武漢地質(zhì)學(xué)院出版社 .1985.

［5］李玉文，王盤興，等.秦巴山區(qū)暴雨及其誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的特征分析［J］.陜西氣象.2007(1)21－25.

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1004－1184(2012)05－0175－01

2012－04－27

王榮社(1968－)，男，陜西周至人，工程師，主要從事實(shí)驗(yàn)測(cè)試和水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)工作。