滇中引水工程小燕塘段工程水文地质条件及其线路优化探析

摘要

滇中引水工程初始段位于迪庆州德钦县金沙江奔子栏河段，总干渠末端布置在红河州州府所在地蒙自，全长共848.2 km。其中，小燕塘段处于引水线路末端，三叠系个旧组(T2g)岩溶地层发育，沿线构造多分布，地下水补给丰富、径流条件复杂。复杂的岩溶水文地质条件，隧洞工程在建设过程中，会对地下水环境发生改变，对沿线地区泉点、井点以及水源地的造成影响，同时会遭遇涌突水等环境地质灾害，威胁施工安全。有必要对引水线路小燕塘段进行工程优化探讨，科学地提出线路优化建议。
　　论文主要依据引水线路小燕塘段复杂的工程水文地质条件，初步拟定线路C1、线路C2、线路C3三条引水线路方案。结合不同的预测方法，从隧洞工程施工安全与对地下水环境影响两方面考虑，对初拟线路的各个影响指标进行预测分析，并建立数学模型对岩溶区初拟线路引起的工程水文地质问题进行综合评价，最终推荐出最优的引水线路方案。论文主要得出的成果如下:
　　(1)将芦江岩溶水系统划分为一级岩溶水系统，裸露的可溶岩地区为系统地下水主要补给区。以乍甸河、鸡街河～大屯海作为系统内排泄基准面划分两个独立的二级岩溶水系统:乍甸河岩溶水系统，自南至北的地下水流动系统，在乍甸、鸡街盆地多出露泉点，总排泄量达9001/s，为当地居民主要的生活、生产水源地;鸡街～大屯镇岩溶水系统，自北西向南东、自西至东的地下水流动系统，地下水受构造与岩层展布控制，在鸡街河、大屯海、长桥海及其支流以线状进行排泄。
　　(2)引水线路小燕塘段地形陡峻，山峦起伏，从绕行、深堑以及隧洞三种线路方案进行分析，认为隧洞方案是比较合理、可行的，初步拟定三条引水隧洞方案:线路C1、线路C2、线路C3。对各初拟线路产生的工程水文地质问题的诸多控制因素进行分析、归纳，涌突水大小、外水压力值以及隧洞涌突水危险性评价结果构成隧洞施工安全评价指标;渗流场变化、隧洞开挖影响半径构成对地下水环境影响评价指标;其他因素评价指标主要包括自然环境、社会环境、施工条件以及施工成本。
　　(3)对初拟线路产生的工程水文地质问题进行定性判断:线路C2对隧洞施工安全和地下水环境的影响最大，线路C1、线路C3也存在一定的影响。
　　(4)运用理论公式计算法以及数值模拟法对引水工程小燕塘段初拟线路区各影响指标进行地下水渗流场演化预测分析;引用西南地区隧洞涌突水危险性评价系统对初拟线路的涌突水危险性进行分析，以对潜在涌突水灾害的可能性进行评估。总体来说，线路C2对地下水渗流场影响最大;线路C1对岩溶隧洞涌突水灾害风险度最高;线路C3影响最小。
　　(5)对隧洞施工安全、地下水环境影响的各影响指标分别进行对比分析的基础上，采用层次分析法(AHP)，建立综合评价系统，对三条初拟线路选取的影响指标进行综合评价。通过评价结果可知，线路C2对工程施工安全、地下水环境影响最大，其次为线路C1，线路C3影响最小。最终依据综合评判结果，建议线路C3作为推荐方案。

目录

声明

摘要

第1章 前言

1．1 选题依据与研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 滇东南地区工程建设现状研究

1．2．2 工程建设控制要素的研究

1．2．3 隧洞工程对地下水环境影响预测研究

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 研究区工程地质环境条件

2．1 区域地质背景条件

2．1．1 地理与交通

2．1．2 地形地貌

2．1．3 气象水文

2．1．4 地层岩性

2．1．5 地质构造

2．2 研究区岩溶水文地质条件

2．2．1 可溶岩的分布与出露特征

2．2．2 岩溶发育类型及发育程度分级

2．2．3 地下水补径排特征

2．2．4 岩溶水水化学特征

2．2．5 岩溶水系统划分及其特征分析

2．2．6 地下水开发利用现状

第3章 引水线路方案设计及工程水文地质问题分析

3．1 引水线路方案初步设计

3．1．1 引水线路小燕塘段工程概况

3．1．2 线路方案分析

3．1．3 引水线路初步设计

3．2 引水线路水文地质问题

3．2．1 隧洞工程

3．2．2 渡槽、倒虹吸

3．2．3 小结

3．3 工程水文地质问题控制因素分析

3．3．1 工程水文地质问题控制因素的选择

3．3．2 引水线路控制因素分析

3．4 初拟线路施工影响初步分析

3．4．1 线路C1

3．4．2 线路C2

3．4．3 线路C3

第4章 初拟线路地下水渗流场演化预测分析

4．1 引水线路段地下水渗流场演化预测方法

4．1．1 理论公式法

4．1．2 数值模拟法

4．2 基于理论公式方法对地下水渗流场影响预测

4．2．1 隧洞工程涌水量预测

4．2．2 线路影响范围预测分析

4．2．3 外水压力预测分析

4．3 基于三维数值模拟对地下水渗流场演化分析预测

4．3．1 天然状态条件下的模型校验

4．3．2 数值模拟结果分析

4．4 引水隧洞地区涌突水危险性评价

4．4．1 对引水线路涌突水危险性评价

4．4．2 涌突水危险性评价结果分析

4．5 对隧洞施工安全因素预测结果分析

4．6 对地下水环境影响因素预测结果分析

第5章 岩溶地区工程线路综合评价及推荐方案

5．1 岩溶地区工程各影响因子对比分析

5．1．1 从施工安全方面进行分析

5．1．2 从地下水环境的影响进行分析

5．1．3 从其他影响因素进行分析

5．1．4 综合分析

5．2 岩溶地区工程线路综合评价

5．2．1 建立层次结构模型

5．2．2 对初拟线路进行综合评判

5．3 线路方案推荐及优化建议

5．3．1 方案推荐

5．3．2 方案优化建议

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的学术成果