商漫高速鹘岭隧道透水分析与防治措施

2012-09-05王荣社范军峰陈文强

地下水 2012年5期

关键词：支沟灰岩岩性

王荣社，范军峰，陈文强

(1.陕西省地矿局第六地质大队，陕西临潼 710611;2.陕西省地质调查中心，陕西西安 710016)

商漫高速鹘岭隧道透水分析与防治措施

王荣社1，范军峰2，陈文强1

(1.陕西省地矿局第六地质大队，陕西临潼 710611;2.陕西省地质调查中心，陕西西安 710016)

商漫高速是国家高速公路网福银高速(GTO)的重要组成部分，其间穿越的鹘岭隧道属一深埋特长型公路隧道。隧道竣工后在K153+0.20～091.4段两季出现透水，严重影响隧道的正常使用。透水是隧道施工和运行中最常见的工程地质问题，产生的诱因很多。从鹘岭隧道的水文地质环境背景入手，分析隧道透水产生的外在和内在矛盾，探讨灰岩地层隧道透水的处置方法及防治措施。

鹘岭隧道;透水;防治措施

商漫高速位于陕西省商洛市到山阳县漫川关之间，是国家高速公路网规划的银川至福州线的重要组成部分，也是一条承东启西、贯穿南北，连接我国西北、华中和东南沿海地区最为便捷的快速大通道。其间穿越的鹘岭隧道位于新开岭山脉，全长约5.3 km，属深埋特长型公路隧道。工程竣工后隧道内K153+020.0－091.4段受降水影响，在中心排水管满负荷涌水状况下，洞壁缝隙出现喷水现象，严重影响了隧道的正常使用。

1 水文地质环境背景

隧道地处的鹘岭位于秦岭南麓东段山区，地势陡峭，侵蚀切割剧烈，植被覆盖良好，是陕西省降水最丰富的地区之一。多年平均降水量747 mm，最大达1407.7 mm，最小502.8 mm，50%的降水集中于7－9月。地表水系较发育，以鹘岭为界，北部支流注入银花河后汇入丹江，南部支流注入金钱河，最终均汇入汉江。地质构造区域上属南秦岭造山带东南段，变形强烈，构造总体格架属秦岭褶皱系的南秦岭印支褶皱带。隧道穿越地层为泥盆系下统公馆－龙家河组(D1g+D1l)、泥盆系中统石家沟组(D2s)、古道岭组(D2g)、大枫沟组(D2d)、泥盆系上统星红铺组(D3x)等，地层岩性为灰岩、白云岩、砂岩和板岩。受构造影响，地层产状多呈高倾角或倒转(图1)。隧址区地下水以基岩裂隙水为主，其次为碳酸盐岩岩溶溶隙水。地下水径流模数为6.43×104m3/km·a，主要含水层为岭脊南部古道岭组(D2g)灰岩，亦即隧洞涌水部位。

图1 鹘岭隧道地质剖面略图

2 透水状况

隧道透水部位位于鹘岭分水岭南侧，K153+020.0－091.4处。地层岩性为泥盆系古道岭组泥灰岩、灰岩和砂质板岩，产状近于直立。正常状况下中心排水管约有50～80 m3/h的涌水量，当出现降水且降水强度达到一定值后8小时左右，在检查中心排水管为满负荷流水状况下，隧道内即出现沿支护间缝隙、排水边沟与电缆沟槽等部位有股状水流喷射涌出，其喷射强度和涌水量与降水强度呈正相关，即降水强度大、持续时间长时喷射强度和涌水量也大。

3 透水分析

鹘岭隧道地处特殊的地理环境中，影响透水的主要因素有大气降水、地表水、地形地貌、植被、地层岩性、地质构造和人为因素等。

3.1 大气降水和地表水

隧道区属南凉亚热带半湿润与北部暖湿带过渡性气候，雨量充沛，日最大降水量达 99.7 mm，月最大降水量 352.8 mm。隧道上方分水岭两侧的较大支沟均有常年性流水，但沟水流量较隧道开挖前已有很大的变化，沟内流水明显减少。

3.2 地形地貌和植被

鹘岭一带地貌以中低山为主，地形复杂，切割强烈，由于实施封山育林，植被覆盖良好，乔、灌木茂盛，根劈作用强烈，利于涵养地下水。

3.3 地层岩性和地质构造

透水地段岩性以薄层灰岩夹薄层泥质灰岩为主，地质构造上处于板岩镇断裂和山阳断裂之间，南部隧道出口处附近即穿越了板岩镇断裂(F(2))，两大断裂均属于深大复活性断裂，两侧次级断裂极为发育，致使地层在空间上发生很大变化，表现为地层受构造运动后的上升和下降，褶皱构造发育，地层岩石受拉张和挤压后岩石破碎，节理、裂隙发育，岩层产状陡立，局部地段甚至发生倒转，灰岩中易形成的溶蚀现象，这些因素均为大气降水的入渗创造了良好的地质条件。