隧道工程对水资源的影响和防治方法

黄宝安

（福建省第八地质大队，福建龙岩　364012）

隧道工程对水资源的影响和防治方法

黄宝安

（福建省第八地质大队，福建龙岩364012）

隧道属线状地下工程，是交通、水利、能源及其他相关建设工程的重要组成部分。山岭隧道在建设过程中需穿越各种不同地质体及断裂层破碎带等水文地质单元，不可避免地改变了水文地质条件，并在一定程度上破坏水资源环境，造成隧址区及周边地下水位下降，地面溪沟水量减小甚至枯竭，井泉水量减小，影响当地人民生活和工农业生产。

隧道工程；水资源流失；灾害防治

梅花山隧道是深埋型特长大断面山岭隧道，其中段从兰桥、江畲村庄下方通过，横穿上部的溪流水系，随着开挖深度的逐步推进，隧洞开挖所到之处当地取水溪沟流量骤减并逐渐加剧（沿线见多处漏水点，见图1），枯水期出现溪沟断流、泉水干涸现象，造成农田荒芜、粮食绝收，当地村民和厂矿企业的生产、生活用水受到严重影响。

1　地质概况

1.1区域地质

根据区域地质资料和现场地面调查，隧址区大地构造单元处于闽西南拗陷带，历经长期地质历史演变和多次构造运动，形成以断裂为主的构造形式。

区域地层主要为白垩系上统沙县组（K2s）；侏罗系上统兜岭群（J3dl）、下统梨山组下段（J1la）；二叠系上统翠屏山组（P2cp）下统童子岩组（P1t）、文笔山组（P1w）和棲霞组（P1q）；石炭系下统林地组（C1l）；泥盆系上统桃子坑组（D3tz）。后期岩浆活动较强烈，喜玛拉雅运动、燕山运动导致大规模的岩浆侵入，岩性主要为花岗岩。

1.2地形地貌

隧址区所处的地貌单元属构造侵蚀剥蚀中低山、低山及山岭之间的断裂谷地和断陷盆地地貌，海拔高程一般介于约430～1 250m，沿线地形形态复杂，山高谷深，坡度一般介于35°～45°，局部达70°～80°，并常见悬崖峭壁，沟谷多呈“V”形，谷底多见基岩裸露，纵向坡降较大，水系发育，呈树枝状或羽状，地表径流量较大。

1.3地层岩性

根据区域地质资料和现场调查，构成梅花山隧道围岩主要为燕山早期（γ52（3）c）浅肉红、浅褐灰色中、粗粒花岗岩构成。局部分布桃子坑组灰白色石英砂砾岩、砂岩夹紫红色千枚状粉砂岩。

1.4地质构造

隧道沿线围岩以硬质岩为主，受区域构造作用和长期地质历史演变影响，形成复杂地质构造形式，断裂切穿不同层位和不同性质岩层或岩体，据已有搜集到的资料和现场调查走访，隧址区沿线自东南向西北4次横穿北东向（F3、F4、F6、F7）区域性断层，一次穿越北西向区域性断层（F5），断距较大，以及次一级的羽状构造、节理裂隙发育密集带、挤压碎裂带，大小断裂构造相互交切贯通，导水性好（见图1）。

图1　水文地质略图

1.5水文地质特征

根据区内出露的地层、岩性组合含水介质、地质构造的空隙性质及地下水的水力特性，本区主要为基岩裂隙含水岩组，对隧道充水有直接影响的主要是构造裂隙水，赋存于块状岩类或碎屑岩类裂隙密集发育带、挤压碎裂带和断裂构造中，受地质构造控制，一般具承压性、富水性各向异性且极不均匀，断裂带的中心部位尤其是相同体系不同方向断裂的交会部位富水性强。主要接受大气降水和风化孔隙裂隙水、邻近含水层（带）的垂向或侧向补给，自然状态下一般以泉的形式在地形有利的沟谷底部出露，汇集后形成地表溪流（见图1）。

2　水资源流失原因分析及影响评价

梅花山隧道位于区域构造带影响区，尤其是在江畲、兰桥村庄上游断层、节理裂隙等脆性构造发育，规模较大，透水性较强，有利于地下水运移，地下水的水力坡度较大，流速较快，循环交替作用较强烈。

隧道开挖揭露含水带，改变自然平衡条件，隧道成为地下水的低位排泄长廊，地表水、地下水通过导水断裂构造和破碎带下渗，排入洞内，从隧道大量流，造成区域地下水位下降，溪沟流量骤减乃至断流，沿线当地村民和厂矿企业深受断水困扰，无法正常生产生活（见图1）。

兰桥村和江畲村地界内地质构造复杂，各种结构面相互穿插交切，连通性较好，取水溪沟处于洞轴线两侧，隧洞横穿溪沟汇水区域中部，隧道设计标高低于各取水沟谷汇水范围，此区段水资源流失情况最严重，出水点多，形态复杂，渗、滴、淋、涌、突、喷和暴为主要出露形式，根据现场地质编录统计，隧道开挖过程中出现13处较大的涌水、突水灾害，经测量最大单股流量达1 172.5m3/d，呈喷射状，水流成河，下坡施工段出现淹井险情。

3　防治对策和措施

有关国家标准和行业规范要求隧道设计、施工应采取防治因水资源流失而破坏当地生态环境及造成农田灌溉和生活用水困难等后患的措施［1，2］。然而，对于规模较大强透水的张性、张扭性断层，切穿多含水岩组，尤其是不同方向断裂交汇部位的强富水带，由于隧道埋深大，渗流压力高，流速快、水量大，限于目前技术水平和施工工艺限制，采用传统防治手段进行洞内疏堵代价高昂且难以达到预想效果与实现防治目标。

从洞内出水情况看，本隧道出水主要为断裂构造导通，以点状成股喷涌为主，出水较集中但补给位置至出露点有一定距离，迳流途径较长，鉴于上述情况，建议采用地面工程进行治理，在溪沟渗漏河段通过相关技术支持如遥感遥测、地质、物探、钻探，以及地表坑道工程（剥土、探槽、浅井）等方法查明渗漏通道，制定合理的治理措施。

首先，可利用遥感进行解译判读粗略圈定异常区域，通过地面调查和观测将航片解译成果与水文地质资料拟合的情况进行综合分析进一步缩小目标区域范围。再利用不同含水构造与围岩介质的物性差异采用物探方法探测物性异常，并选择代表性的典型地段进行钻探验证，圈定渗漏范围，采用钻孔注浆、缝隙填塞等方法截断地下水渗漏通道。对于沟底集中漏失的地段，可采用埋地渠道或引水管道跨越。通过以上综合措施治理减小水资源流失，最大限度地恢复地下水位和保护生态环境，从根本上解决当地村民和厂矿企业生产生活用水问题，同时减小地下水对隧道施工和铁路运行的影响，避免留下“后遗症”。

4　结语

地下水漏失是隧道工程的第一顽疾，通常有“十隧九漏”之说。总的来说，隧道等地下工程治水应贯彻以防为主的方针，事前的预测预报工作是治水能够成功与否的关键，在自然系统平衡破坏之前进行预处理，才能达到预期效果。本区水文地质最复杂，隧道工程施工由于水的因素引发的地质灾害时有发生，隧道建设如何有效进行水患防治，打造绿色、环保工程是勘察设计施工各方的重要课题。一方面可确保工程建设安全和运营安全，另一方面可避免工程性水资源大量流失，保障人民安居乐业。

［1］TB10003-2001.铁路隧道设计规范［S］.

［2］TB10204-2002.铁路隧道施工规范［S］.

Influence of Tunnel Project on Water Resources and Its Prevention and Cure Method

Huang Baoan
（Eighth Geological Brigade of Fujian Province，Longyan Fujian 364012）

The tunnel is a linear underground engineering，is an important part of transportation，water conservancy，energy and other related construction projects.Mountain tunnel across different geological bodies and fracture layer fracture zone of hydrogeological units in the construction process，it is inevitable to change the hydrogeological condi⁃tions，and damage the environment of water resources in a certain extent，which caused the tunnel area and the sur⁃rounding underground water level decreased，ground water creek reduced or even dried up，well water reducing，so af⁃fect local people's life and industrial and agricultural production.

tunnel engineering；water resources loss；disaster prevention and control

U452.11

A

1003-5168（2016）08-0105-02

2016-07-20

黄宝安（1962-），男，工程师，副总工程师，研究方向：岩土工程勘察，水文地质与工程地质。