富水黃土隧道涌水水文地質勘查

邱 代 平

(山西省第三地質工程勘察院，山西 晉中　030620)

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富水黃土隧道涌水水文地質勘查

邱 代 平

(山西省第三地質工程勘察院，山西 晉中030620)

摘要：介紹了山西吉河高速公路喬原隧道的工程概況，對該隧道進行了水文地質勘察，計算分析了隧道的涌水量及涌水補給來源，為隧道后期采取針對性的治理措施提供了有效依據。

關鍵詞：隧道，地質鉆探，涌水量，潛水

0引言

黃土是最新的地質時期形成的土狀堆積物，在我國華北地區廣泛分布，其中黃河流域為最主要的黃土分布區，約占總面積的83%。黃土在我國因分布廣、范圍大、性質特殊，隨著經濟發展的需要，高速公路不可避免的需穿越黃土地層，富水黃土隧道開挖后易造成圍巖泥化，基底變形，沉降量增大等危害，使隧道發生病害。因此，黃土隧道涌水水文地質勘查對隧道設計、安全施工和運營管理都具有十分重要的現實意義。對富水黃土隧道進行水文地質勘查，正確查清隧道水文地質條件、隧道涌水量有利于隧道后期采取針對性的治理措施，確保工程的穩定、安全。

1工程概況

吉河高速公路喬原隧道位于鄉寧縣昌寧鎮喬原村東側約20 m，設計為左右分離式，隧道左右線均屬長隧道，總體走向呈西北—東南向，兩洞中軸線最大間距約32 m。右線洞體全長1 626 m，左線洞體全長1 572 m，洞體最大埋深104.2 m，設計洞寬10.25 m，洞高8.632 m。洞室圍巖為第四系中更新統粉質粘土夾鈣質結核層。

2014年10月隧道貫通。貫通后，由于洞體內出現滴滲水現象，隧道邊墻出現開裂，隧道涌水量采用三角堰對進出口中央管溝進行觀測，左右洞總涌水量為81.3 m3/d。隧道水文地質條件勘查有利于隧道后期采取的針對性治理措施，確保工程的穩定、安全。

2隧址區工程地質條件

隧道出現病害后，在隧道洞身段取樣14組，進行土工試驗分析，洞身圍巖為粉質粘土夾鈣質結核，局部夾粘土，飽和度85.3%～100%，平均為95.76%；塑性指數Ip=12.6～18.0，液性指數Il=0.04～0.50，呈可塑～硬塑狀態。

3隧址區水文地質條件

隧址區由于黃土土質疏松在地表水的侵蝕、沖蝕作用下，四周沖溝發育，溝深坡陡，溝間多有殘塬分布。以龍皮、喬原、中陽村和龍皮、喬原、斂子村兩線為分水嶺，將隧址區分為中陽北溝、石澗溝、內陽溝三個水系。

隧址區東北為一個連續的黃土塬面，塬面東北高西南低，調查區內其面積達2.80 km2，黃土塬上部為濕陷性黃土，其下為粉質粘土夾鈣質結核，為大氣降雨入滲提供了較好的儲水條件。大氣降雨入滲后，部分形成潛水，潛水由東北向西南徑流補給，隧道建成后，隧道底板低于潛水靜水位線，潛水側向補給隧道，形成隧道涌水。

隧道穿越中陽北溝1號、2號、3號支溝下游，支溝排水條件極差，雨季大氣降雨形成地表徑流，直接入滲補給下部潛水。

4水文地質鉆探

在隧址區內布設水文地質孔3個(SK1，SK2，SK3)、觀測孔1個(GK1)。

經抽水試驗確定Q為滲透流量,m3/d；H為潛水含水層厚度，m；h為動水位線以下含水層厚度，m；r為鉆孔半徑，m；S為抽水時的水位降低，m。

本次抽水層位為粉質粘土夾鈣質結核，鉆孔均進入基巖不小于10 m，地表水與鉆孔位置關系為遠離地表水，試驗井類型為完整井，地下水類型為潛水。

滲透系數采用裘布依理論式(1)計算：

(1)

影響半徑采用庫薩金經驗式(2)計算：

(2)

根據以上兩個公式，結合抽水試驗數據采用迭代法進行計算，經計算SK1鉆孔K=0.003 183 m/d，R=5.18 m；SK2鉆孔K=0.004 473 m/d，R=12.73 m；SK3鉆孔K=0.004 827 m/d，R=3.35 m；GK1鉆孔K=0.005 587 m/d，R=19.56 m(見表1)。

地下水對混凝土和鋼筋的腐蝕性為微腐蝕。

5隧道涌水量計算

1)涌水補給來源。

隧道涌水地下水類型為松散巖類孔隙水，屬潛水。隧址區松散巖類孔隙水主要補給來源為大氣降雨，在黃土塬區入滲補給和隧道頂部溝谷入滲補給。經計算：隧址區東北塬面大氣降雨平均每天入滲補給潛水量Q=437 m3/d，隧道頂部溝谷大氣降雨平均每天入滲補給潛水量Q=50.89 m3/d。

文章編號：1009-6825(2016)14-0165-02

收稿日期：2016-03-02

作者簡介：邱代平(1985- )，男，助理工程師

中圖分類號：U452.11

文獻標識碼：A