邱 代 平

(山西省第三地質(zhì)工程勘察院，山西 晉中　030620)

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富水黃土隧道涌水水文地質(zhì)勘查

邱 代 平

(山西省第三地質(zhì)工程勘察院，山西 晉中030620)

摘要：介紹了山西吉河高速公路喬原隧道的工程概況，對(duì)該隧道進(jìn)行了水文地質(zhì)勘察，計(jì)算分析了隧道的涌水量及涌水補(bǔ)給來(lái)源，為隧道后期采取針對(duì)性的治理措施提供了有效依據(jù)。

關(guān)鍵詞：隧道，地質(zhì)鉆探，涌水量，潛水

0引言

黃土是最新的地質(zhì)時(shí)期形成的土狀堆積物，在我國(guó)華北地區(qū)廣泛分布，其中黃河流域?yàn)樽钪饕狞S土分布區(qū)，約占總面積的83%。黃土在我國(guó)因分布廣、范圍大、性質(zhì)特殊，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，高速公路不可避免的需穿越黃土地層，富水黃土隧道開(kāi)挖后易造成圍巖泥化，基底變形，沉降量增大等危害，使隧道發(fā)生病害。因此，黃土隧道涌水水文地質(zhì)勘查對(duì)隧道設(shè)計(jì)、安全施工和運(yùn)營(yíng)管理都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)富水黃土隧道進(jìn)行水文地質(zhì)勘查，正確查清隧道水文地質(zhì)條件、隧道涌水量有利于隧道后期采取針對(duì)性的治理措施，確保工程的穩(wěn)定、安全。

1工程概況

吉河高速公路喬原隧道位于鄉(xiāng)寧縣昌寧鎮(zhèn)喬原村東側(cè)約20 m，設(shè)計(jì)為左右分離式，隧道左右線(xiàn)均屬長(zhǎng)隧道，總體走向呈西北—東南向，兩洞中軸線(xiàn)最大間距約32 m。右線(xiàn)洞體全長(zhǎng)1 626 m，左線(xiàn)洞體全長(zhǎng)1 572 m，洞體最大埋深104.2 m，設(shè)計(jì)洞寬10.25 m，洞高8.632 m。洞室圍巖為第四系中更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土夾鈣質(zhì)結(jié)核層。

2014年10月隧道貫通。貫通后，由于洞體內(nèi)出現(xiàn)滴滲水現(xiàn)象，隧道邊墻出現(xiàn)開(kāi)裂，隧道涌水量采用三角堰對(duì)進(jìn)出口中央管溝進(jìn)行觀(guān)測(cè)，左右洞總涌水量為81.3 m3/d。隧道水文地質(zhì)條件勘查有利于隧道后期采取的針對(duì)性治理措施，確保工程的穩(wěn)定、安全。

2隧址區(qū)工程地質(zhì)條件

隧道出現(xiàn)病害后，在隧道洞身段取樣14組，進(jìn)行土工試驗(yàn)分析，洞身圍巖為粉質(zhì)粘土夾鈣質(zhì)結(jié)核，局部夾粘土，飽和度85.3%～100%，平均為95.76%；塑性指數(shù)Ip=12.6～18.0，液性指數(shù)Il=0.04～0.50，呈可塑～硬塑狀態(tài)。

3隧址區(qū)水文地質(zhì)條件

隧址區(qū)由于黃土土質(zhì)疏松在地表水的侵蝕、沖蝕作用下，四周沖溝發(fā)育，溝深坡陡，溝間多有殘塬分布。以龍皮、喬原、中陽(yáng)村和龍皮、喬原、斂子村兩線(xiàn)為分水嶺，將隧址區(qū)分為中陽(yáng)北溝、石澗溝、內(nèi)陽(yáng)溝三個(gè)水系。

隧址區(qū)東北為一個(gè)連續(xù)的黃土塬面，塬面東北高西南低，調(diào)查區(qū)內(nèi)其面積達(dá)2.80 km2，黃土塬上部為濕陷性黃土，其下為粉質(zhì)粘土夾鈣質(zhì)結(jié)核，為大氣降雨入滲提供了較好的儲(chǔ)水條件。大氣降雨入滲后，部分形成潛水，潛水由東北向西南徑流補(bǔ)給，隧道建成后，隧道底板低于潛水靜水位線(xiàn)，潛水側(cè)向補(bǔ)給隧道，形成隧道涌水。

隧道穿越中陽(yáng)北溝1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)支溝下游，支溝排水條件極差，雨季大氣降雨形成地表徑流，直接入滲補(bǔ)給下部潛水。

4水文地質(zhì)鉆探

在隧址區(qū)內(nèi)布設(shè)水文地質(zhì)孔3個(gè)(SK1，SK2，SK3)、觀(guān)測(cè)孔1個(gè)(GK1)。

經(jīng)抽水試驗(yàn)確定Q為滲透流量,m3/d；H為潛水含水層厚度，m；h為動(dòng)水位線(xiàn)以下含水層厚度，m；r為鉆孔半徑，m；S為抽水時(shí)的水位降低，m。

本次抽水層位為粉質(zhì)粘土夾鈣質(zhì)結(jié)核，鉆孔均進(jìn)入基巖不小于10 m，地表水與鉆孔位置關(guān)系為遠(yuǎn)離地表水，試驗(yàn)井類(lèi)型為完整井，地下水類(lèi)型為潛水。

滲透系數(shù)采用裘布依理論式(1)計(jì)算：

(1)

影響半徑采用庫(kù)薩金經(jīng)驗(yàn)式(2)計(jì)算：

(2)

根據(jù)以上兩個(gè)公式，結(jié)合抽水試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用迭代法進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)計(jì)算SK1鉆孔K=0.003 183 m/d，R=5.18 m；SK2鉆孔K=0.004 473 m/d，R=12.73 m；SK3鉆孔K=0.004 827 m/d，R=3.35 m；GK1鉆孔K=0.005 587 m/d，R=19.56 m(見(jiàn)表1)。

地下水對(duì)混凝土和鋼筋的腐蝕性為微腐蝕。

5隧道涌水量計(jì)算

1)涌水補(bǔ)給來(lái)源。

隧道涌水地下水類(lèi)型為松散巖類(lèi)孔隙水，屬潛水。隧址區(qū)松散巖類(lèi)孔隙水主要補(bǔ)給來(lái)源為大氣降雨，在黃土塬區(qū)入滲補(bǔ)給和隧道頂部溝谷入滲補(bǔ)給。經(jīng)計(jì)算：隧址區(qū)東北塬面大氣降雨平均每天入滲補(bǔ)給潛水量Q=437 m3/d，隧道頂部溝谷大氣降雨平均每天入滲補(bǔ)給潛水量Q=50.89 m3/d。

文章編號(hào)：1009-6825(2016)14-0165-02

收稿日期：2016-03-02

作者簡(jiǎn)介：邱代平(1985- )，男，助理工程師

中圖分類(lèi)號(hào)：U452.11

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A