某隧道涌水量預測及地下水負效應環境評價

杜錦婷，李 曉

(成都理工大學地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室，四川成都610059)

該隧道位于分水嶺處，為熊貓棲息地的遷徙通道，進口里程為 DK288+590，高程3 397m，出口里程為 DK304+900，高程3365m，隧道全長16 310m，最大埋深約822m。

研究區屬于高山地貌區，地處青藏高原東北部，高程在3000～4 000m之間，相對高程在500m以內。溝谷縱橫，河谷一般較平緩，并且溝谷寬闊，各溝谷多為冰川U谷。

研究區氣候為高原溫帶寒溫帶季風氣候類型，以寒冷和半干燥為其基本特征，四季不分明，大部分地區冬季漫長，春秋相連，霜期短，晝夜溫差大，平均氣溫6℃～10℃，雨量較充沛，年均降雨量760 mm左右。

1 研究區地質構造條件

1.1 地層巖性

該隧道通過地層為三疊系上統新都橋組(T3xn)、侏倭組(T3zh)、中下統雜谷腦組上段(T1－2z2)和第四系(Q4)，以板巖、砂巖為主。

1.2 地質構造

隧道穿越區主要有推覆體構造、F1斷層，F10斷層和F24斷層。

推覆體(圖1):東西寬約5～10 km，南北長約27 km，面積約160 km，呈北北東向延伸，伴生斷裂不發育。

F1斷層:呈北北東向延伸，為略向南東方向突出的弧形斷裂，長約35 km，斷面傾向西或北西西。上盤地層為雜谷腦變質砂巖及侏倭組砂板巖、下二疊統三道橋組角礫狀灰巖及下三疊系菠茨溝組雜色層。傾向270°～300°―35°～50°，下盤地層為雜谷腦組及侏倭組，傾向120°～140°，傾角40°～60°。

圖1 推覆體形態

F10斷層:為一走向北西的平推斷層，北盤西移，南盤東移，橫向切斷所有褶曲及斷層，斷層兩盤巖層明顯錯位，走向上不能連接。破碎帶寬0.5～1m，兩側擠壓、牽引、撓曲明顯，節理裂隙發育。斷層走向N60°～75°W，傾向北東，傾角60°～80°。

F24斷層:為一走向近南北，傾向東的逆斷層，斷層呈直線狀溝槽、對頭溝、埡口等負地形，走向 N0～12°E，傾向南東，傾角 60°～80°。

2 研究區水文地質條件

2.1 地下水類型

松散巖類孔隙水:賦存于殘坡積粘土、河谷砂卵礫石層及河漫灘內。

基巖裂隙水:主要賦存于雜谷腦組(T1－2z2)和侏倭組(T3zh)地層基巖裂隙中，巖性主要為中砂巖、巖屑石英砂巖、長石石英砂巖和極少量板巖，屬于弱富水區域。

構造裂隙水:該隧道基本與推覆體向斜構造軸部一致，且有多條斷裂，故構造裂隙水豐富，屬于強富水區域，對隧道影響大。

2.2 地下水補給排特征

研究區主要接受大氣降水補給，區內坡陡谷深，砂巖、板巖透水性弱，主要轉化為地表徑流，部分通過裂隙、斷層進入地下形成地下水，其余匯入河谷、沖溝，部分出露地表形成泉。

2.3 水化學特征

對隧道周邊地區進行調查研究，采集研究區內泉水3件和地表水4件，共7件樣品(表1)，從表1可知，地表水主要為 HCO3－ Ca，泉水主要為 HCO3－Ca·Mg。

表1 水樣水化學簡表

3 研究區涌水量預測

3.1 隧道涌水量計算方法[1－8]

結合隧道資料、地質資料和水文地質資料等，本隧道涌水量計算采用地下徑流模數法。

地下徑流模數法計算式:Q=M·F

式中:Q為隧道通過含水體地段的涌水量(m3/d);M為地下徑流模數(m3/d·km2);F為隧道集水面積(km2)。

換算地下徑流模數M的單位則有:Q=86.4M·F

式中:M為地下徑流模數(L/s·km2)。

雨季最大涌水量:Qmax=1.5×Q

3.2 隧道分段計算成果

根據隧道資料、水文地質報告等綜合考慮，對隧道進行分段涌水量預測，計算結果見表2。

表2 隧道徑流模數法涌水量計算表

根據按徑流模數法計算，本隧道正常涌水量約 9834.126m3/d，雨季最大涌水量Qmax=9834.126×1.5≈14751.19m3/d。

4 研究區地下水負效應環境評價

為了盡可能全面分析并量化隧道工程對隧址區地下水環境的影響，就選擇綜合指標體系評價方法，具體方法與步驟參照劉向遠(2007)建立的巖溶隧道工程中地下水環境負效應評價的指標體系。

選取評價指標時，將整個環境系統逐層分解，按自然地理因素、地質水文地質因素和隧道工程因素3方面來描述，見表 3[9－10]。

表3 隧道施工中地下水環境負效應評價指標分級標準

根據區域資料以及現場調查情況，隧道實際指標見表3。其中缺少開挖面積與施工方法資料，記為影響較強等級。

經計算及評價，隧道對地下水負效應環境影響處于較弱與中等之間。

5 結論

綜上，通過對隧道地層巖性、地質構造、水文地質條件等分析，隧道對隧址區地下水環境影響不大。

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