宜万铁路高阳寨隧道水环境监测研究

孙世涛

(中铁隧道集团，河南洛阳 471009)

1 工程概况

高阳寨隧道(W8标)位于巴东县野三关镇东北鼓楼乡西南高阳寨一带，东起小甘坪村，西至故县坪，分为Ⅰ线和Ⅱ线(一次复线)，隧道进口为陡崖，与木龙河大桥桥隧相连，崖下为318国道，隧道最大埋深755 m。隧道进口里程Ⅰ线为DK109+260，Ⅱ线为DK109+245，路肩标高为690.56 m，出口端设计终点Ⅰ线为DK113+990，路肩标高为756.42 m，出口端设计为燕尾式，与Ⅱ线DK113+649.76顺接，设计全长4730 m。隧道进口段110多米位于R-4000 m的曲线上以及出口段约1430 m位于R-1600 m的曲线上外，中间地段均为直线。隧道内纵坡为连续上坡，从进口至出口线路纵坡分别为 4.8‰，14.8‰，14.5‰及 14.8‰。高阳寨隧道洞身内隧道涌水特征:

1)主要表现为长兴组(P2c)灰岩岩溶水的活动特征。

2)长兴组(P2c)灰岩岩溶水含水层上覆三叠系页岩与薄层灰岩互层(T1d1)，下伏二叠系吴家坪组硅质岩，灰质页岩，煤层(P2w)均为不透水层，其补给和水力活动受到限制，其富水性也减弱。

3)高阳寨隧道三面发育四条河流:母猪溪，木龙河，鱼泉河，碗口河。其中木龙河，鱼泉河，碗口河三条河流河水活动对高阳寨隧道洞身涌水影响较小;母猪溪河水成为各含水层的补给之一，尤其在DK111+000右侧900 m处沿陡崖30 m～50 m范围内发育数条竖向贯通溶蚀裂隙，裂隙宽0.5 m，贯通高度从母猪溪河底标高870 m至高阳寨半山坡标高1100 m陡崖，垂直高度约有230 m，裂隙走向216°～245°。对应于高阳寨隧道洞身里程约为ⅡDK111+500前后30 m～50 m范围内。本段范围与测绘调查的向斜轴部走向基本一致。河床距线路距离约1400 m，该段存在沿岩溶管道，裂隙向隧道涌水的可能。

根据计算成果及测区的岩溶发育特征和水文地质条件预测隧道涌水量为:正常涌水量Q=13455 m3/d，强降雨强度下隧道涌水量Q=88876 m3/d。

2 监测点位选择确定

1)充分考虑隧道的走向、水文及河道地形、支流汇入及水工程情况、植被与水土流失情况、其他影响水质及其均匀程度的因素等。

2)力求以较少的监测测点获取最具代表性的样品，全面、真实、客观地反映该区域水环境质量及污染物的时空分布状况与特征。

3)断面位置确定后，应设置固定标志，不得任意变更。

4)最终点位确定如下:1号监测点:位于碗口河大桥正2号墩线左，2号监测点:位于碗口河大桥3号墩线左坡上小路边，3号监测点:位于野三关进口工区油库旁，4号监测点:位于高阳寨隧道出口工区发电站水区上方，5号监测点:位于高阳寨隧道出口工区故县坪村—水塘，6号监测点:位于鱼泉河大桥附近山脚，7号监测点:位于高阳寨隧道进口工区母猪溪河。

测点详细位置见表1。

表1 测点详细位置一览表

3 监控设备配置

监控设备配置见表2。

表2 监控设备配置

4 监控指标

4.1 监控隧道内出水点监测

隧道内暗河监测点中心里程，隧道内暗河监测点流量(L/s)，隧道内容腔监测点中心里程，隧道内容腔监测点体积、水量(m3)，隧道内裂隙监测点中心里程，隧道内暗河、容腔裂隙监测点水压

(MPa)。

4.2 实测气象资料

降水量(mm)，蒸发量(mm)，气温(℃)。检测点水文实测资料:水位(m)，流量(L/s)，水温(℃)。

5 采样频率

隧道正常情况(隧道只有小规模出水、渗水)每7 d监测一次，雨天增加监测。数据精度:温度小数点1位，其余小数点2位。特别情况隧道大量涌水时连续3 d内，全天24 h连续观测，每2 h观测一次，计入当月表格中。其后一直到隧道大量涌水停止前，每3 d监测一次，雨天增加监测。数据精度:温度小数点1位，其余小数点2位。

6 相关性分析

根据监测情况绘出:隧道出水与降雨相关图;监测点水位(井、塘)与降雨相关图;监控点流量(暗河、泉、地表水)与降雨相关图;隧道排水与监测点水位(井、塘)相关图;隧道排水与监测点水量(暗河、泉、地表水)相关图。

7 结论和建议

高阳寨隧道环境水文监测从2007年10月开始～2010年10月结束，积累了大量的相关数据。通过对隧道排水与降雨量分析;监测点水位与降雨量相关图;监测点流量与降雨量相关图;隧道排水与监测点水位相关图;隧道排水与监测点水量相关图等分析来看，隧道施工过程中和施工后出水对地表水影响不大，其中隧道排水与降雨量分析图中:施工完成后隧道排水在1.5 L/s左右，排水为一条平缓曲线，不受天气降雨量影响。监测点水位与降雨量相关图分析:4号监测点水位为泉眼，常年有水，其水位不受大气降雨影响。监测点流量与降雨量相关图分析:母猪溪流量与天气变化影响很大，其他点位无变化。隧道排水与监测点水位、水量相关图分析:隧道排水基本保持稳定，地表水与隧道排水关联性不大。

［1］SL 219-98，水环境监测规范［S］.