黃家灣水利樞紐工程格鬧隧洞開挖對周邊泉水影響評價

吳 波，常 成

（貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院，貴州 貴陽 550002）

1 概述

黃家灣水利樞紐工程大壩位于紫云縣板當(dāng)鎮(zhèn)格凸河上游黃家灣河道上，壩型為面板堆石壩，水庫正常蓄水位1055.0 m，總庫容1.57 億m3，該工程是以城鄉(xiāng)生活和工業(yè)供水、農(nóng)業(yè)灌溉為主，結(jié)合發(fā)電等功能的大（2）型綜合性水利樞紐工程。

格鬧隧洞起點位于水宗支渠樁號水宗K5+621.583 處，止于樁號水宗K6+106.926，全長485.343 m，方位角S82°29′E；隧洞進口底板高程為1105.324 m，出口底板高程為1105.082 m；隧洞前后接明渠。隧洞斷面為城門洞型，最大開挖斷面尺寸為2.5 m×2.3 m，其中底寬2.3 m，直墻高1.763 m，頂拱內(nèi)徑1.266 m，中心角120°，設(shè)計流量為1.278 m3/s，由《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252-2017）判定格鬧隧洞工程建筑物級別為4 級。

2018 年7 月，格鬧隧洞開始施工準(zhǔn)備工作，進行移民征地。在移民征地過程中，由于隧洞出口北東側(cè)210 m 的S1 泉水為格鬧村居民飲用水源點，當(dāng)?shù)鼐用駥λ矶撮_挖是否會造成居民飲用水水源點枯竭提出了質(zhì)疑，故移民征地工作暫緩?；诖?，本文針對該隧洞開挖對周邊泉水的影響進行專題調(diào)查和評價。

2 格鬧隧洞工程地質(zhì)條件

2.1 基本地質(zhì)條件

格鬧隧洞穿越格鬧組南側(cè)分水嶺附近山體，整體上為兩山夾一埡口，隧洞進口側(cè)地表高程1085 m～1207.0 m，隧洞進口南側(cè)沖溝內(nèi)常年有水，沿線地形坡度35°～60°，整體為陡坡至峻坡。隧洞出口側(cè)沿線地表高程1010.0 m～1207.0 m，地形坡度約40°，局部為陡崖，1025 m 以下多為階梯狀耕地，隧洞工程區(qū)整體為溶蝕、侵蝕低中山地貌，見圖1。

圖1 格鬧隧洞工程區(qū)地貌示意圖

隧洞工程區(qū)出露的地層巖性主要有第四系殘坡積層（Qel+dl）、石炭系下統(tǒng)大塘組、擺佐組(C1b+d)泥巖、砂巖夾含燧石結(jié)核灰?guī)r和石炭系中統(tǒng)黃龍群(C2hn)的中厚層灰?guī)r，工程區(qū)所處大地構(gòu)造單元為揚子準(zhǔn)地臺（Ⅰ）黔南地陷（D-T32）貴定南北向構(gòu)造變形區(qū)（I21）的西部；工程區(qū)總體位于宗地背斜南西翼，未見大的斷裂構(gòu)造通過?？傮w為單斜構(gòu)造，層狀結(jié)構(gòu)，巖層產(chǎn)狀總體為200°～230°∠30°～50°。

2.2 水文地質(zhì)條件

隧洞出口一帶出露的地層巖性主要為C1b+d 的泥巖、砂巖夾含燧石結(jié)核灰?guī)r，為相對隔水層，區(qū)內(nèi)大氣降水及地下水沿裂隙、沖溝向河谷排泄，地下水類型主要為基巖裂隙水，河流為補給型河谷。

根據(jù)前期勘察資料及現(xiàn)場調(diào)查，格鬧隧洞出口至格鬧組北側(cè)埡口長約700 m 距離內(nèi)分布有S1～S6, 共6 個天然泉水，泉水出露地層為C1b+d 的泥巖、砂巖夾含燧石結(jié)核灰?guī)r地層，泉水類型為侵蝕泉，因上部石炭系中統(tǒng)黃龍群（C2hn）巖體內(nèi)地表降水及石炭系下統(tǒng)大塘組、擺佐組（C1b+d）內(nèi)部地表降水下滲后經(jīng)C1b+d 地層內(nèi)部泥巖阻隔自然出露的下降型侵蝕泉。

目前格鬧組使用的居民飲用水僅為S1 泉水、各泉水的位置及與隧洞出口的相對關(guān)系見表1。

表1 黃家灣水利樞紐工程格鬧隧洞出口周邊泉水情況統(tǒng)計表

3 隧洞開挖對現(xiàn)有泉點影響評價

3.1 評價依據(jù)及方法

格鬧組總戶數(shù)32 戶168 人，其中貧困戶7 戶26 人，日常用水全部來自S1 泉水。根據(jù)目前國家脫貧攻堅戰(zhàn)略，農(nóng)村飲水安全為脫貧目標(biāo)的一部分，故本次評價采用最保守的方式進行評價。

考慮到格鬧隧洞本身洞長485.343 m，整個洞段都在一個地質(zhì)單元內(nèi)，工程、水文地質(zhì)條件較簡單，故采用工程地質(zhì)類比法，將整個隧洞類比為一個地下洞室進行評價。

主要評價依據(jù)為《水利水電工程水文地質(zhì)勘察規(guī)范》（SL 373-2007）。將格鬧隧洞類比為一個集中開挖的地下系統(tǒng)，隧洞設(shè)計圖中所有斷面均預(yù)留有永久排水孔，故本次采用大井法預(yù)測其開挖及襯砌后的井半徑。根據(jù)規(guī)范附錄H 中B/L≈0 時，r0=0.25L。

根據(jù)規(guī)范求出格鬧隧洞開挖及永久襯砌后類比為大井對周圍含水巖體的影響井半徑，在根據(jù)各泉水距隧洞軸線距離判斷隧洞開挖對各泉水的影響情況。

3.2 評價成果

根據(jù)設(shè)計資料，隧洞長485.343 m，現(xiàn)按486 m 計算，其r0=121.5m；由表1 可知，S1～S6 泉水距隧洞軸線距離均大于r0，且S1～S6 距離逐漸增加，見圖2、圖3。

圖2 格鬧隧洞出口A-A′工程地質(zhì)剖面圖

圖3 格鬧隧洞出口B-B′工程地質(zhì)剖面圖

由圖1 可看出r0范圍內(nèi)無泉水分布，僅有小部分S1 集雨面積分布，故隧洞開挖對泉水S1 無直接影響，不會造成S1 斷流，僅可能會影響其小部分集雨面積。隧洞開挖對S2～S6 泉水無任何影響。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況泉水類型為侵蝕泉，形成機制為上部石炭系中統(tǒng)黃龍群（C2hn）巖體內(nèi)地表降水及石炭系下統(tǒng)大塘組、擺佐組（C1b+d）內(nèi)部地表降水下滲后經(jīng)C1b+d 地層內(nèi)部泥巖阻隔自然出露的下降型侵蝕泉。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查詢問附近泉水汛期、枯期流量變化較大，受大氣降雨影響汛期泉水流量較大，枯期流量較??；故泉水流量受氣象因素影響較大，不排除因氣象因素導(dǎo)致泉水流量減小的情況。

4 結(jié)論及建議

4.1 結(jié)論

（1）格鬧隧洞出口至格鬧組北側(cè)埡口一帶700 m 范圍內(nèi)分布有S1～S6 共6 個泉水；S1 泉水被引流至格鬧組使用，其余泉水均處于未利用狀態(tài)。

（2）各泉水出露高程均高于隧洞出口底板高程。

（3）泉水與隧洞軸線之間距離S1 泉水為168.21 m，S2～S6泉水距離為264.17 m～581.97 m（依次增大）；以上距離均大于隧洞大井法影響半徑r0（121.5 m）。

（4）各泉水出露高程均高于于目前格鬧組現(xiàn)用水集水池，所有泉水均具備引流至目前村民所用蓄水池的高程條件。

（5）格鬧隧洞開挖及后期永久襯砌后，對S1 泉水無直接影響，不會導(dǎo)致S1 泉水?dāng)嗔鳎瑑H有可能會造成流量少量減少，對S2～S6 泉水無影響。

（6）以上泉水類型均為侵蝕泉(潛水井)，泉水本身流量本身即存在流量隨著枯期、汛期相應(yīng)變化的現(xiàn)象。

4.2 建議

（1）根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況來看，現(xiàn)場具備對格鬧組用水進行補充的水源點的高程條件，在隧洞施工之前，參建各方宜做好相關(guān)預(yù)案對S1 泉水進行補充，如對其他泉水泉眼清理、水質(zhì)監(jiān)測、引水至目前村民用水水池的管路準(zhǔn)備等。

（2）將格鬧隧洞C1b+d 碎屑巖洞段內(nèi)永久襯砌的排水孔取消，從而將隧洞的影響半徑r0縮小。

（3）在目前脫貧攻堅戰(zhàn)略決勝階段大背景下，格鬧組引用水源僅為S1 泉水，較單一；泉水類型為侵蝕泉，受氣象因素影響較大，建議選擇其余5 個泉水在水質(zhì)監(jiān)測符合農(nóng)村居民飲用水標(biāo)準(zhǔn)的前提下作為補充水源，以防枯、汛變化異常的氣象因素等不可抗力因素導(dǎo)致S1 泉水流量減小而造成格鬧組飲水困難。