高家湾特长隧道岩溶区段涌水量预测与评价

摘要

高家湾隧道是四川省桃园（陕川界）至巴中高速公路的重要控制性工程，位于巴中市南江县境内，横穿南江河谷右侧山体，隧道长3996m，最大埋深627m，隧道依次穿越向斜—背斜—向斜—背斜，均为歪斜褶皱，区内发育断层1条，局部发育破碎带宽度约2～5m的隐伏小型断裂，隧址区内地质构造及工程地质、水文地质条件均十分复杂，主要的工程地质问题之一为隧道岩溶涌、突水危害。
　　本文通过大量的地质调查、工程地质钻探、工程物探和水文地质试验等多种工程手段，揭示了隧址区岩溶发育规律及其控制因素、地下水的发育特征及规律。
　　隧址区岩溶发育的控制因素主要有:地层岩性、地形地貌、地质构造、新构造运动等。隧址区岩溶发育的规律主要有:呈层性、顺层性、不均匀性、向深性和垂向分带性等。
　　岩溶水动力垂向上可分为:表层岩溶带、包气带、季节交替带、浅饱水带、压力饱水带和深部缓流带;岩溶水动力水平上可分为:补给区、补给径流区、排泄区。
　　根据隧址区地下水的系统特征，采用隧道涌水专家评判系统对隧道涌水进行定性预测，判别该隧道在岩溶区可能产生大型涌水，采用地下水径流模数法、大气降水渗入量法、地下水疏干静水量概算法、泉流量汇总法和地下水动力法预测了隧道涌水量，预测结果分别为3440.70m3/d、4397.13m3/d、1687.08m3/d、4687.21m3/d、2155.55m3/d。采用地下水动力学法和地下水疏干静水量概算法预测隧道涌水量效果较差，采用大气降水渗入法、地下水迳流模数法和泉流量汇总法对预测隧道涌水量效果较好，预测结果与隧道现场施工实际情况基本吻合。根据隧址区的工程水文地质条件，提出了隧道涌水以“堵”为主的预防措施。评价了隧道贯通对隧址区水文环境和地表生态的影响。提出了隧道集中涌水段以堵为主、超前堵水、辅以限量疏排的处理措施和建议。由于隧道采取了限制排放地下水及对围岩进行衬砌，较好地恢复了地下水系统，既保证了工程建设，又合理地恢复了生态环境，有效遏制了水资源的枯竭。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究目标与主要内容

第2章 隧址区区域地质概况

2．1 自然地理和气象水文

2．2 区域地质

2．2．1 区域地层岩性

2．2．2 区域地质构造

2．2．3 新构造运动及地震

3．1 地形地貌

3．2 地层岩性

3．2．1 第四系堆积层

3．2．2 三叠系下统(T)

3．2．3 二叠系上统(P2)

3．2．4 二叠系下统(P1)

3．2．5 志留系中下统(S1+2)

3．3 地质构造

3．4 水文地质条件

3．4．1 地表水

3．4．2 地下水类型

3．5 隧道岩土体工程特征

3．5．1 隧道岩体结构特征

3．5．2 隧道岩体物理力学性质

3．6 不良地质与特殊岩土

3．6．1 岩溶

3．6．2 偏压

3．6．3 煤层瓦斯

3．6．4 石膏

第4章 隧址区岩溶发育特征

4．1 岩溶形态及分布特征

4．1．1 裸露型岩溶形态及分布

4．1．2 埋藏型岩溶形态及分布

4．2 岩溶发育规律

4．2．1 岩溶发育的呈层性

4．2．2 岩溶发育的顺层性

4．2．3 岩溶发育的不均匀性

4．2．4 岩溶发育的向深性

4．2．5 岩溶发育的垂向分带性

4．3 岩溶发育的控制因素

4．4 隧址区岩溶强度划分

4．4．2 岩溶强度划分(按岩性段)

4．4．3 岩溶强度垂直分带(按地下水垂向分带)

4．4．4 隧道通过地段岩溶发育强度预测

第5章 隧址区水文地质特征

5．1 岩组含水、富水性划分

5．1．1 隔水层(相对隔水层)

5．1．2 松散岩类孔隙含水岩组

5．1．3 基岩裂隙含水岩组

5．1．4 岩溶含水岩组

5．2 岩溶水的分带性

5．2．1 岩溶水动力垂向分带

5．2．2 岩溶水动力水平分带

5．3 地下水的补、径、排条件

5．4 地下水的动态变化

5．5 地下水质类型及侵蚀性

5．6 岩溶水的宏观分析

第6章 涌水量预测方法及涌水量计算

6．1 涌水预测方法

6．2 隧道涌水专家评判系统

6．3 涌水量计算

6．3．1 大气降水渗入量法

6．3．2 地下水径流模数法

6．3．3 地下水疏干静水量概算法

6．3．4 泉流量汇总法

6．3．5 地下水动力学法

6．4 隧道涌水量预测与评价

6．5 隧道涌水对工程、环境的影响预测与评价

6．5．1 基岩裂隙水对隧道建设的影晌

6．5．2 岩溶及岩溶地下水对隧道建设的影响

6．6 隧道涌水的预防措施

6．7 隧道贯通后的水文地质环境影响评价

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文