隧道岩溶水文地质特征
二十里堡隧道水文地质特征及涌水量预测

二十里堡隧道水文地质特征及涌水量预测摘要:通过对二十里堡隧道的水文地质勘察资料的分析评价,并采用地下水动力学法和经验公式法分段预测了隧道的正常涌水量和最大涌水量,通过对两预测结果的综合分析比较,从而得出隧道的分段涌水量,由此确定隧道贫富水区段,进而提出了隧道的施工建议。
关键词:隧道水文地质涌水量1 工程概况二十里堡隧道主要穿越青山,位于大连市金州城区东北部约6公里处,距大连市中心25公里,占地20余平方公里。
青山属长白山系,千山余脉,主体呈南北走向,多为低山丘陵,植被茂盛,间有果园,形成环山林带。
二十里堡隧道起讫里程为DK37+030~DIK44+690,全长7660m。
洞身最大埋深约156m,其中DK37+030~DK37+800为明洞。
2 水文地质特征2.1 地层岩性隧道区范围内丘前缓坡及丘间沟谷内表层多为第四系全新统人工堆积层及第四系上更新统坡残积层覆盖,下伏基岩主要为震旦系上统金县群兴民村组石灰岩及太古生界鞍山群董家沟组变质岩,分布于二十里堡隧道整个隧道区。
2.2 地质构造大连市区位于华北断块区辽东块隆的南端,西与下辽河辽东湾块陷毗邻,南与黄海块陷相接。
本区新的构造运动具有整体性抬升的特点,第四纪以来相对抬升幅度达200m左右,大连及周围地区的地震活动,主要受北东和北北东及西北至北西西向两组深大断裂的控制,北北东向的郯庐断裂是纵横南北的深大断裂,是我国东部规模最大、现代活动强烈的断裂构造,历史上沿此断裂曾发生过多次破坏性地震,与郯庐大断裂相平行的金州大断裂,分布于金州区以北。
主要断裂构造如下:本区断裂主要有金州断裂带、九里庄断裂及金州—登沙河断裂。
金州断裂带:位于金州-普兰店-瓦房店一线,呈断续分布,长达150km。
金州-普兰店段上盘为晚元古代和古生带沉积岩层,下盘为太古代变质岩,断裂破碎带宽度宽约几十至几百米,其组成比较复杂。
呈北北东向,倾向西,倾角40~80度,为压至压剪性断裂,破碎带发育。
齐岳山隧道岩溶发育规律及水文地质特征

齐岳山隧道岩溶发育规律及水文地质特征作者简介:沈卫兵(1962-),男,江西修水人,本科,高级工程师,注册岩土工程师,研究方向:水工环,公路桥梁㊂沈卫兵,张聘华(江西省核工业地质局二六七大队,江西九江33200)摘㊀要:利万高速湖北段南坪互通至谋道连接线工程中的齐岳山隧道,地处我国西南地区典型的岩溶发育区㊂隧道沿线水文地质工程地质条件复杂,岩溶裂隙和溶洞众多,给隧道施工造成很大的困难,作者通过查阅岩土工程勘察资料,现场水文地质工程地质调查,查明了隧址区岩溶发育规律㊁水文地质条件以及大型溶洞与隧道交叉关系,为指导隧道施工和大型溶洞加固处理提供了重要的依据㊂关键词:隧道;岩溶发育规律;水文地质;特征中图分类号:P642文献标识码:A文章编号:2096-2339(2017)05-0062-021㊀工程概况及自然地理条件1.1㊀工程概况齐岳山隧道是利川至万州高速公路湖北段南坪互通至谋道连接线工程中的关键工程,该隧道起讫桩号为GK0+350 GK3+310,全长2960m,隧道进口标高1275.89m,出口标高1320.29m,纵坡1.5%,最大埋深347m㊂隧道建筑限界净宽10.5m,净高5.0m㊂1.2㊀地形地貌条件隧址区属于构造剥蚀溶蚀低中山区,主要是经过长期强烈溶蚀切割作用形成的陡峻地形㊂谷底有较厚的洪积物㊁坡积物或冲积物,局部相对开阔地表有浅层淤泥㊂1.3㊀隧道区地层岩性齐岳山为东西向展布背斜构造,隧道横穿背斜构造核部,隧址区表层局部覆盖有第四系残坡积粉质粘土,下伏基岩为二叠系灰岩㊁硅质灰岩(夹煤层及页岩)和三叠系灰岩㊂2㊀区域水文地质条件区域地下水(1)含水岩组划分㊂根据各地层赋水性的强弱可将本区出露的地层划分为:三叠系嘉陵江组极强岩溶含水层;三叠系大冶组强岩溶含水层;二叠系长兴组中等岩溶含水层;二叠系茅口组弱岩溶含水层;二叠系吴家坪组和三叠系大冶组第一段页岩相对隔水层㊂地下水类型以岩溶裂隙水为主,山沟㊁坡脚和低洼处分布有冲积㊁坡积层孔隙水㊂(2)区域地下水补给排泄条件㊂地下水类型主要为溶隙⁃溶洞水,本区地下水的径流与排泄主要受当地地下水的排泄基准面控制,地下水主要接受大气降水补给,降水入渗的形式主要有以下两种形式:①降水直接通过地形坡面的裂隙或溶洞裂隙入渗补给;②降水先形成地表片流㊁沟流以及一些季节型小支流,然后在岩溶洼地㊁岩溶槽谷㊁岩溶漏斗中汇集,通过落水洞或倾斜溶洞集中注入式补给下伏岩溶含水层,后者是本区地下水获得补给的主要方式㊂3㊀齐岳山隧道溶洞发育规律3.1㊀岩溶发育程度及规模大小(1)地表岩溶发育情况㊂隧址区岩溶洼地㊁漏斗㊁落水洞较发育,且呈现一定规律性,下部岩溶未形成集中规模效应,多以水力联系较差的小型溶洞及管道形式发育;岩溶多呈串珠状分布,且方向与隧道走向平行,系该隧道的主要岩溶发育区㊂(2)K0+350-K3+210区间部位多为中小型溶洞,洞径小于1/2隧道直径,对隧道施工影响不大㊂隧道出口段(K3+200-K3+300区段)上方发现了较多的岩溶漏斗,地下发育特大型溶洞㊂(3)隧道区大型溶洞分布情况:①隧道进口端约K0+480m处发现一处陡倾角深大溶蚀裂缝,与隧道斜交(650),宽约1.5 3m,深数十数,左上方与地表直通,裂缝内可见阳光;②在隧道出口端大型溶洞起点位于GK3+267.5处,大致走向由线路左侧斜向小里程右下方延伸㊂现场沿溶洞探测行走约500m未见尽头,溶洞最宽处达21m,最窄处3.3m,最高处约26m,溶洞对隧道影响长度达65m,影响距间为GK3+210-GK3+275㊂具体测量数据见表1㊂表1㊀GK3+210-GK3+275区段特大型溶洞实测数据表溶洞剖面剖面位置溶洞与隧道轴线相对位置溶洞水平宽度/m溶洞高度/m充填物厚度/m3+210右侧14.5m9.518.52.803+220掌子面及右侧6.84+9.67.261.873+230掌子面及两侧8.7+11.320.945.83+240掌子面及左侧18.6715.2012.193+250掌子面及左侧15.2214.848.273+260掌子面及左侧19.11+11.520.719.43+265左侧及掌子面19.95+7通天洞6.5263.2㊀溶洞充填性质齐岳山大型溶洞呈充填和半充填状态,堆积大量岩土松散物㊂松散物潮湿,多为粉质粘土,夹含大量风化岩块,充填物可塑状,局部软塑状,含水量25% 32%㊂厚度1.8 12.2m不等,具有一定的自稳性,动力触探试验结果承载力为114 159kPa㊂3.3㊀特大型溶洞与隧道工程交叉关系GK3+210-GK3+275区段大型溶洞与隧道交叉关系和影响主要有3种形式㊂如图1㊂图1㊀大型溶洞与隧道平面交叉关系示意图(1)隧道GK3+272-GK3+255段线路左侧及左侧溶洞底板充填黄土或土夹石,松散堆积物厚度至10m不等,此段左侧及底部均为溶洞堆积松散体,顶部溶洞与地表落水洞联通,须进行加固处理;(2)GK3+255-GK3+235段线路左侧位于溶洞空腔区,隧道左侧腰拱部位以下为松散堆积体,充填物厚度一般6 8m,最深达12.2m;(3)GK3+235-GK3+210段出现两处溶洞,分别位于顶部和右下侧,外露岩体为强风化灰岩,岩体破碎,溶腔底部均为松散堆积体,底部充填物厚度1.8 5.8m不等㊂隧道开挖时,顶部溶洞松散堆积体易坍塌,形成拱架漏空㊂因底部溶洞影响,此段线路右侧底板及钢支撑悬空㊂3.4㊀溶洞地下水特征齐岳山隧道分布于地下水的补给区,溶洞内无承压水体存在,附近没有大型水库㊁河流等地表水体,溶洞在常水季节基本上为干溶洞,仅见溶洞壁滴水,局部裂隙中有小股水流渗出㊂溶洞充物厚度较大,充填物为松散堆积的粉质粘土,夹含大量风化岩块,含有孔隙潜水,但富水性差,水量很小㊂4㊀结语隧道底板以上溶洞多为过水通道,储水能力差,隧道沿线存在多处陡倾向横向大裂缝与隧道底板斜切相交,这些大溶蚀裂隙上与地表直通,下与深部溶洞联通,成为天然的地下水过水通道,地下水来不及在溶洞中储存,沿这些天然排水通道快速流向下方溶洞㊂所以本隧道水文地质条件相对简单,施工过程中发生大型涌水㊁突泥地质灾害事故的可能性较小㊂参考文献:[1]㊀利川至万州高速湖北段齐岳山隧道工程地质勘察报告[R].湖北省交通规划设计院,2014.[2]㊀詹作泰.岩溶地区充填型大型溶洞隧道施工技术研究[R].江西省核工业地质局科技创新项目,2016.36。
华蓥山隧道水文地质特征及涌突水危险性评价

华蓥山隧道水文地质特征及涌突水危险性评价研究目的:基于对华蓥山隧道自然地理、地形地貌、地层岩性及地质构造分析,对其岩溶发育特征和水文地质条件进行了详细分析,同时系统分析了岩溶水系统的补、径、排条件及其水动力特征,阐明隧道岩溶涌突水灾害的形成条件,评价灾害的危险程度,并提出有效的灾害防治措施。
研究结论:依据地下水动力学法,隧道最大涌水量达499964m3/d,稳定涌水量达188558m3/d;评价出Ⅰ级极低危险区6段、长度1007m;Ⅱ级低危险区4段、长度650m;Ⅲ级中危险区6段、长度2224m;Ⅳ级高危险段7段、长度3739m;Ⅴ级极高危险段2段、长度531m。
标签:隧道水文地质1引言华蓥山隧道为双线特长公路隧道,人字型纵坡,全长8151m,最大埋深约621m。
隧址区穿越川东隔档式褶皱区的西翼的华蓥山背斜,背斜两翼为三叠系须家河组和侏罗系的非可溶岩地层,核部为嘉陵江组和雷口坡组可溶岩地层分布。
本文在系统分析岩溶水系统的补、径、排条件及其水动力特征,查明隧道岩溶涌突水灾害的形成条件,评价灾害的危险程度,为隧道安全施工及涌突水灾害防治方案设计提供重要的理论依据。
2隧址区地质条件与地质环境隧址区属长江水系的渠江流域,多年平均降雨量1166.1mm。
属川东隔档式褶皱隔档式褶皱组合特征。
其地层主要有新生界第四系全新统松散堆积层和中生界侏罗系新田沟组、自流井组、珍珠冲组以及三叠系须家河组等。
隧址区地处于川东“隔档式构造”区西侧,川东“隔档式构造”位于四川盆地东南部。
3隧址区岩溶发育特征川东隔档式褶皱中华蓥山背斜、铜锣山背斜、明月山背斜延伸最长,背斜南北两端倾覆,可溶岩地层尖灭;东西两侧为陡倾近乎直立的三叠系须家河组砂岩阻隔,背斜核部形成了封闭而狭长的可溶岩条带。
背斜核部附近及翼部区域普遍发育狭长的岩溶槽谷,散向西南侧的帚状褶皱也形成类似槽谷。
槽谷多发育与三叠系嘉陵江组及雷口坡组地层内或与非可溶岩接触带附近,沿岩溶槽谷发育呈串状分布的岩溶洼地,在槽谷两侧地势较高的地方,尤其是靠近核部岩层较为破碎,多发育成串的落水洞、溶洞、峰丛洼地等岩溶地貌。
隧道水文地质

隧道水文地质第一讲隧道水文地质勘察一、隧道集中涌水段、点隧道等地下工程长10m区段内大于20 L/min的涌水称集中涌水。
单位长度最大涌水量q。
=2880m3/d·km,富水程度为中等。
长大隧道,特别是反坡施工时若发生集中涌水往往对隧道造成危害,伴随涌水有时还涌砂涌泥,淤塞正洞,有时还造成洞顶塌方,涌水特大时甚至造成机毁人亡等事故。
因此,预测或预报隧道施工中集中涌水段、点及其涌水量和对围岩的影响,是极其重要的。
集中涌水段、点的预测方法,目前国内外尚无固定模式,主要根据地质、水文地质条件综合分析确定。
工程实例1. 成昆线涌水严重的13座隧道总长度为35483m,集中涌水段总长度6733m,涌水段的长度占隧道长度的4.03%~40.90%,平均占18.98%。
成昆铁路涌水严重隧道如下表:表-1 成昆铁路涌水严重隧道沙木拉打隧道涌水情况隧道穿越牛日河及孙水河的分水岭,地表沟谷发育,密度5.2km/km2。
洞身通过4组主要断层及4组裂隙带。
根据岩层透水性和富水程度,自上而下划分为4个水文地质层。
全隧道严重涌水地段9处,长度约257m,成都端涌水量约7550 m3/d,昆明端12000m3/d,施工时涌水情况见下表-2。
2. 秦岭特长隧道西安安康线秦岭特长隧道Ⅱ线平行导坑长18446m,于1998年3月10日全线贯通,实际最大涌水量为38233m3/d,正常涌水量为7977m3/d。
涌水主要集中在岭南DyK77+490~DyK79+235范围内,最大涌水量为26583m3。
集中涌水有8处,累计长度为245m,最大涌水量为24700m3/d,占隧道总涌水量的64.60%。
涌水位置均为构造作用活动强烈地段。
秦岭隧道集中涌水段(单位长度最大涌水量q。
>1000 m3/d· km)共有2段,岭南、岭北各1段。
(1) D y K69+070~DyK74+660,段长5.590km该段长度占隧道全长的30.30%,占岭北的54.36%。
宜万铁路鲁竹坝2号隧道岩溶水文地质分析

3 孟 家槽 一 竹 园 坪 一 I_ 家 槽 系 统 。孟 家 槽 一 竹 园 坪 一 统 。排泄点为泉。横跨 隧道洞轴 ( 图 1 ) ) +孙 见 的Ⅵ区) 。
I+孙家槽 系统 , ) _ 沿岩层走向 ( 沿层 间裂隙 、 向张裂 隙 ) 纵 发育 的、 26 各岩 溶 管道 系统 的主要 “ . 参数 ” 独立于马石坝一獐角 坝暗河外 的暗河 系统。它们独 自构成孟 家 工程 区存在的岩溶管道系统及其主要“ 参数’ ’ 见表 1 ~表 32。 [_
坡) 岩溶管道。3碎屑岩( b 和碳酸盐岩(}交界处, ) T2 ) 1 r) 因可溶性和
1 马石坝暗河系统 。马石坝入 口( 一B 獐角坝暗河向北径 ) A) (
汇 成 一 混 非可溶性的岩性差异 , 形成沿分界线分布 的大型溶 蚀洼地 , 汇水 流 , 入 马 石 坝 暗河 的 B 处 , 为其 支 流 ) 竹 园 坪一 G( 水 河 出 并 集 中补给地下 , 为暗河的人 口 1, 成 J如马石坝 、 獐角坝暗河 的入 口。 口)组成相对独立 的暗河径 流系统。 ,
表 2 孟家槽一孙家槽管道 系统
管道系统 入 口地下 汇水面积 水位 / m kz m 70 0 36
.
管道走 向 孟家 槽 一 竹
出 口( 或交汇点) 距 离/ m 梯度 标高 / m
相交位 置
与隧道关系 管道标 高/ 路肩标高/ 相差 m I n
向溶蚀洼槽汇水 , 循槽 谷 由东 往西 向混水 河排 泄 的溶隙 管道 系
2 长巴河 伏流 系统 。其 路径很 明朗 , 口一E( 家槽 ) 槽一竹园坪一孙家槽管道流 , ) 人 孙 一F 并排人长 巴河伏流 ( 见图 1 。 ) ( 古井坡) ( 一G 混水河左岸出 口) 为长 巴河的伏 流, 于隧道右侧 位 溶蚀洼地 , 是工程 区岩溶地 下水 的主要排泄场所之一。
水文地质条件下的隧道施工安全评估研究

水文地质条件下的隧道施工安全评估研究隧道工程在现代基础设施中占据着重要地位,会受到各种地质和水文条件的影响。
尤其是在水文地质条件下施工,施工安全问题更是受到了广泛关注。
本文将探讨水文地质条件下隧道施工安全评估的研究。
一、水文地质条件的特点水文地质条件是指某一地区水文和地质条件的综合体现,包括地形、地质结构、水文特征等。
在水文地质条件下,隧道施工面临的主要问题有以下几个方面:1. 地质风险大水文地质条件下的地质风险很大,地质结构复杂,地层断裂、岩溶和泥石流等都是施工中需要注意的问题。
2. 水文特征复杂水文地质条件下的水文特征复杂,涉及水流量、水压、水位、水质等问题。
这些问题对施工的影响很大,需要采取相应措施来规避风险。
3. 施工条件苛刻水文地质条件下施工条件苛刻,工期长、施工难度大,需要选取合适的方案来保证施工的顺利进行。
二、隧道施工安全评估的重要性评估施工安全性是保证隧道施工质量的重要措施。
在水文地质条件下,隧道施工的安全风险很大,需要评估施工工程中的所有风险因素,制定相应的措施来规避风险。
1. 安全评估可以及早发现风险隧道工程的安全评估可以及早发现安全风险,在隧道施工过程中针对风险问题提前制订解决方案,预防施工安全事故的发生。
2. 安全评估可以降低隧道工程成本隧道施工的安全评估可以在工程实施之前识别施工风险,及时采取措施规避施工过程中的安全问题,以降低工程实施的成本。
3. 安全评估可以提高施工质量在隧道施工安全评估的基础上,设置相应的施工标准和规范,从而保证隧道施工的质量,为工程实施后的使用提供可靠的基础。
三、隧道施工安全评估的方法1. 地质勘探地质勘探是隧道施工安全评估的重要方式,可以对隧道所在地区的地质情况进行详细调查和分析,找出隧道施工中可能存在的地质风险。
2. 模拟计算模拟计算是隧道施工安全评估的常用方法之一,通过建立地质、水文、流体力学等仿真模型,对施工过程中涉及的复杂水文地质问题进行模拟计算,评估施工风险。
岩溶隧道的基本特征及施工处置要领概述(定稿)

岩溶隧道的基本特征及施工处治要领概述——王兴彬1、岩溶及岩溶隧道概念2、岩溶形态及其发育条件3、岩溶对隧道工程的危害4、隧道设计与施工中岩溶预报5、岩溶隧道施工处治6、岩溶隧道风险管理1 岩溶及岩溶隧道概念1.1 岩溶岩溶(国际通用术语Karst,译名喀斯特)是由地表水或地下水对可溶性岩石的化学溶解作用和机械破坏作用的以及由于这些作用所引起的各种地质现象和形态的总称。
是形成“奇峰异洞”的自然现象。
“Karst”原是南斯拉夫西北部伊斯的利亚半岛上石灰岩高原的地区名称,意为岩石裸露的地方,近代喀斯特研究发轫于该地而得名。
我国于1966年将“Karst(喀斯特)”改为“岩溶”,国际学术名称仍需使用“Karst(喀斯特)”1.2 可溶性岩石可溶性岩石有3类:碳酸盐类岩石(石灰岩、白云岩、泥灰岩等);硫酸盐类岩石(石膏、硬石膏和芒硝);卤盐类岩石(钾、钠、镁盐岩石等)。
全球分布占地球总面积的10%,我国的广西、云南、贵州、四川东部、重庆东南部等省(区)、广东北部、福建北部分布广泛。
1.3 岩溶地貌可溶性岩石,特别是碳酸盐类岩石(如石灰岩、石膏等),受含有二氧化碳的流水溶蚀,有时并加以沉积作用而形成的地貌。
表现为岩石突露、奇峰林立。
常见的地表喀斯特地貌有石芽、石林、峰林、喀斯特丘陵等喀斯特正地形,溶沟、落水洞、盲谷、干谷、喀斯特洼地等喀斯特负地形;地下喀斯特地貌有溶洞、地下河、地下湖等;以及与地表和地下密切相关联的竖井、芽洞、天生桥等喀斯特地貌。
喀斯特矿泉、温泉富含有益元素和气体,有医疗价值;喀斯特洞穴和古喀斯特面上各种沉积矿产较为丰富,古喀斯特潜山是良好的储油气构造;喀斯特地区的奇峰异洞、明暗相间的河流、清澈的喀斯特泉等,是很好的旅游资源。
但是,对工农业生产和居所有很大危害,如地表保水性差,诱发水土流失、泥石流、暴雨洪灾;造成建筑物塌陷、沉降、移位;边坡失稳、隧道及地下工程涌泥突水等。
1.4 常见岩溶现象名称1.4.1 土洞土洞,发育在可溶岩上覆土层中的空洞。
岩溶隧道施工技术解析

岩溶隧道施工技术解析岩溶隧道的结构特征和地质构造预报技术1、岩溶隧道的结构特征因为岩溶隧洞的地质结构和其水文状况的极为复杂性,使其充分显现出了区别于其他隧道的特殊性。
(1)岩溶隧洞地质结构的特殊复杂性及随机变化性。
(2)现阶段的地质勘测工艺水平达不到对岩溶地质结构实施透彻勘察的效能要求。
(3)在岩溶隧洞建设过程中,其地质事故的后果是极为严重的,特别是冒水冒泥事故的发生。
基于此,在岩溶隧洞在建造过程中极有可能存在着诸多地质隐患,故在岩溶隧道工程开始建造之前即需对此区域的岩溶生长状况及结构展开深入勘察及估判,而且依托超前地质结构预报的工艺技术措施对现实问题给予检查和处置,由此来防范和减少各类地质事故的发生。
2、岩溶隧道的地质构造超前预报技术当开始岩溶隧洞工程建造之前,依托对地质状况超前预报工作的有效实施,可大幅度降低地质事故的发生率,其对岩溶隧洞施工的顺利实施及安全保障发挥着至关重要的作用,而就岩溶隧洞地质结构的超前综合预报而言,其主要包含如下四项内容。
(1)远程预报:即为依托TSP203地震冲击波传播法对八十米到二百一十五米范围内的地质结构实施预报,且每间隔五十米到一百二十米展开超前的地质结构勘察,其中上下两个阶段的地质构造勘察区间一定要有充分的重合面积。
(2)中程预报:在挖掘断面上方向三十米至一百米范围内,运用HY-219防爆红外线检测仪对上方围岩的存水结构状况展开检测。
(3)短程预报:在于开挖断面距离三十米范围内,基于长程、中程超前预报的前提下,利用掌子面编程工艺对地质结构状况展开更为精准的超前预报。
介电系数的差别越明显,勘察的结果就越准确。
(4)超前地层打眼:对岩溶隧道结构实施红外线勘查与检验。
岩溶隧道监测和反馈的施工技术当进行岩溶隧道的施工作业时,其监测环节具备如下两个特征。
其一,岩溶隧洞支护区间的安全监测。
针对岩溶隧洞的安全性监测过程,是在遵循规范的安全测试规程以外,也对溶洞和暗河的部位实施了专门的检测布控,进而强化了岩溶隧洞的整体安全监测过程。