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重庆东温泉山既有隧道疏排对岩溶水的影响

发布时间:2020-03-21 17:03所属平台:学报论文发表浏览:

摘要:岩溶水径流路径非常复杂,而隧道疏排对岩溶水的影响更是一个长期复杂的过程。在长期观测数据以及实地调查研究的基础上,分析重庆东温泉山既有隧道疏排对岩溶水的影响,总结出水平流动带内隧道疏排岩溶水形成的降落漏斗一般可达到隧道标高附近,岩溶裂

  摘要:岩溶水径流路径非常复杂,而隧道疏排对岩溶水的影响更是一个长期复杂的过程。在长期观测数据以及实地调查研究的基础上,分析重庆东温泉山既有隧道疏排对岩溶水的影响,总结出水平流动带内隧道疏排岩溶水形成的降落漏斗一般可达到隧道标高附近,岩溶裂隙水带内隧道疏排岩溶水形成的降落漏斗仍保持在隧道上方一定高度,渗透性是隧道疏排对岩溶水影响的关键因素。

  关键词:东温泉山;隧道疏排;岩溶水;影响分析

岩溶地质

  地质论文范文:岩土地质深基坑设计分析

  当前我国岩土工程逐渐进步,建筑的荷载亦逐步提高,对于基坑的负载需求有了显著提升。在岩土地质深基坑的施工中,需全方位勘察施工的场地,凭借勘察到的对深基坑的支护结构合理设计,确保深基坑施工可有序安全地开展,并确保工程整体的质量。

  关键词:岩土地质,深基坑,支护

  0引言

  岩溶及由隧道疏排岩溶水造成的环境问题是岩溶地区隧道选址和建设的主要问题,岩溶地区线位选择原则一般遵循“一绕避,二靠近排泄面,位于岩溶水垂直循环带通过,三拔高靠近既有通道,位于既有通道疏排地下水降落漏斗内通过”,在拔高靠近既有通道这项原则中,认为既有隧道会形成岩溶水疏排降落漏斗,降落漏斗位于隧道标高附近。目前隧道疏排对岩溶水的影响研究大多为岩溶水资源、水质、地面塌陷等环境问题的研究[1-3],庄旭峰等[4]阐述了岩溶水对隧道设计、施工的影响,苏贵芬等[5]论述了隧道等对岩溶水循环系统的影响,钟玲敏等[6]论述了多级水流系统下深部岩溶分异特性,而对隧道疏排岩溶水的程度、控制因素等论述较少。

  隧道疏排对岩溶水的变化影响过程是复杂的长期演变过程,与地貌、构造、渗透性、隧道位于岩溶垂向分带[7]位置等有较大关系。本文从隧道所处岩溶垂向分带的角度,通过现场调查和长期水文观测,分析隧道补给、疏排量及岩溶水位的变化,并结合隧道岩溶水文特征,总结出隧道疏排对岩溶水的变化影响特征,以期为类似岩溶地区选线及隧道疏排岩溶水影响分析提供参考。

  1研究区概况

  1.1地质特征

  重庆东温泉山位于川东北东向隔挡式构造带,为狭长背斜构造,地貌上形成“一山四脊三槽”形态,两翼须家河组砂岩及核部飞仙关组二、四段泥岩形成“四脊”,雷口坡、嘉陵江、飞仙关组三段灰岩形成“三槽”,槽谷内岩溶强烈发育。

  1.2岩溶及岩溶水特征

  可溶岩分布于背斜核部,受构造控制呈北东向长条状圈闭分布,无河流切穿可溶岩,岩溶水天然排泄口主要为槽谷内顺构造线南北向展布的暗河系统以及切割至可溶岩地层的横向沟,岩溶水呈南北向运移。岩溶具垂向分带特征,受槽谷内岩溶排泄面控制。

  1.3区内既有隧道现状

  东温泉山分布4条既有隧道、1条在建隧道、1条拟建隧道,隧道开挖对岩溶水进行大量疏排,对岩溶水影响较大,既有及在建隧道处于不同的岩溶垂向分带,均遭遇不同程度的岩溶水问题。

  2长期观测结果

  2.1既有隧道地下水疏排量

  沪蓉南线高速公路羊鹿山隧道为既有隧道中主要的岩溶水疏排通道,根据观测数据[7]显示,地下水疏排流量为:23068(2019.3)~45478(2018.7)m3⋅d-1,2018年底春天门隧道西侧洞口揭露到可溶岩段开始涌水之后,其流量出现了下降,同期相比下降约3000m3⋅d-1,这说明春天门隧道排水对其产生了袭夺作用。

  茶涪路赚宝隧道、天池隧道、两江新区至南川高速公路春天门隧道地下水疏排量观测数据统计显示赚宝隧道、天池隧道水量动态变化大,尤其是天池隧道,其最大涌水量达61689m3⋅d-1,约为最小涌水量的28倍。羊鹿山隧道2013年隧道贯通后至2019年均对其疏排量进行了观测,其疏排量在23068~45478m3⋅d-1,总体上较为稳定,水量动态变化不大,丰水期约为枯水期的1.9倍。

  3既有隧道疏排对岩溶水的影响

  选择区内两个通车时间较长的天池隧道、羊鹿山隧道进行分析。

  3.1既有隧道岩溶水文特征

  天池隧道:穿越北区水文单元东槽谷,位于岩溶水水平流动带[8],天池隧道开挖揭示在480~500m发育较多的溶洞,最大洞径约15m,溶洞底部沉积黏土及砂、卵石等。隧道地表为封闭槽谷,洼地、落水洞发育,天池隧道示踪试验显示,地表洼地与隧道洞身连通性好,渗透性强。羊鹿山隧道:穿越南区水文单元,位于岩溶裂隙水带[8],羊鹿山隧道开挖揭示,以岩溶裂隙为主,局部发育小的管道、溶洞,充填泥质;根据抽水试验渗透系数一般为0.03~0.07m3⋅d-1,局部可到达0.5m3⋅d-1左右,为弱—中等透水,渗透性相对较差。

  3.2既有隧道补给、疏排量变化及对岩溶水的影响

  天池隧道:丰水期(暴雨后)为61690m3⋅d-1,枯水期为2142m3⋅d-1,主要受大气降雨补给,其受降雨影响明显,动态变化近20倍。隧道处于水平流动带,以溶洞、岩溶管道为主,隧道揭示多个大型溶洞及水平管道,与含水层连通性好、渗透性强,降雨能快速、充分形成补给,同时能充分疏排岩溶水,根据降雨入渗计算隧道正常补给量约为25646m3⋅d-1,观测最大排泄量远大于补给能力,其形成降落漏斗深度大,基本位于隧道标高附近,而枯水期水量仅为2142m3⋅d-1,这说明隧道上方含水层厚度较小。

  羊鹿山隧道:一个水文年内疏排量在23068~45478m3⋅d-1,一方面接受水平流动带下渗补给,一方面接受深层侧向补给,降雨对其有一定影响,疏排量较稳定,动态变化达1.9倍。隧道处于岩溶裂隙水带,以裂隙为主,局部为小的管道、溶洞,渗透性相对较小,隧道正常补给量约为63330m3⋅d-1,排泄量小于补给量,因此隧道不能完全疏排地下水,在其上方仍然存在一定高度的含水层,这一点在观测数据中得到证实,而长观孔数据显示枯水期水位仍保持在隧道以上160m,这个水头高度是由于排泄能力小于补给能力形成的,与渗透性有较大关系,渗透性越好,疏排量越大,降落漏斗越低。

  3.3水文地质环境保持措施

  在建春天门隧道进入岩溶段后,地下水疏排量最大已达到13000m3⋅d-1,随着进一步的施工,疏排量会继续增大,导致水位进一步下降,需通过堵水措施,限量排放[9-11],以最小限度改变排泄量与补给的关系,维持现有水位高度。

  4结论与讨论

  (1)水平流动带内隧道疏排岩溶水形成的降落漏斗一般可达到隧道标高附近,隧道疏排量受降雨影响明显,动态变化大,疏排能力往往大于补给能力;(2)岩溶裂隙水带内隧道疏排岩溶水形成的降落漏斗仍保持在隧道上方一定高度,这是由于隧道的疏排能力小于补给能力形成的,疏排量受降雨影响小,动态变化小;(3)渗透性是隧道疏排对岩溶水影响的关键因素,而水平流动带以管道、溶洞为主,连通性、渗透性远强于以岩溶裂隙为主的岩溶裂隙水带,其也是决定隧道疏排能力和形成降落漏斗程度的关键因素;(4)岩溶发育的不均匀性以及岩溶水径流路径非常复杂,隧道疏排对岩溶水影响更是一个长期复杂的演化过程,目前研究大多为定性研究,如果能对隧道疏排岩溶水演化进程及规律进行定量化分析,将对指导岩溶区隧道选择以及应对由此产生的环境问题具有重要的意义。

  参考文献

  [1]康小兵,罗声,许模,等.华蓥山中段地区地下水资源量评价[J].中国岩溶,2018,37(4):527-534.

  [2]潘宗源,蒋小珍,戴建玲,等.岩溶矿床疏干区地下水位恢复对岩溶塌陷作用机制的研究:以湖南宁乡大成桥为例[J].中国岩溶,2017,36(6):786-794.

  [3]孙西梁,陈亮晶,欧健,等.湖南宁乡煤炭坝镇富家村岩溶地面塌陷成因分析及防治建议[J].中国岩溶,2018,37(3):421-426.

  [4]庄旭峰,孙东.实例分析隧道建设对岩溶水的影响[J].中国岩溶,2016,35(6):681-687.

  [5]苏贵芬,许模.华蓥山中段某岩溶水系统循环演化条件变化分析[J].中国岩溶,2019,38(2):193-201.

  [6]钟玲敏,许模,吴明亮,等.多级水流系统耦合下深部岩溶分异研究:以川东隔挡式构造区中梁山背斜南段为例[J].水文地质工程地质,2018,45(1):45-51.

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《重庆东温泉山既有隧道疏排对岩溶水的影响》

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