宜萬鐵路高陽寨隧道水環(huán)境監(jiān)測(cè)研究

孫世濤

(中鐵隧道集團(tuán)，河南洛陽 471009)

1 工程概況

高陽寨隧道(W8標(biāo))位于巴東縣野三關(guān)鎮(zhèn)東北鼓樓鄉(xiāng)西南高陽寨一帶，東起小甘坪村，西至故縣坪，分為Ⅰ線和Ⅱ線(一次復(fù)線)，隧道進(jìn)口為陡崖，與木龍河大橋橋隧相連，崖下為318國(guó)道，隧道最大埋深755 m。隧道進(jìn)口里程Ⅰ線為DK109+260，Ⅱ線為DK109+245，路肩標(biāo)高為690.56 m，出口端設(shè)計(jì)終點(diǎn)Ⅰ線為DK113+990，路肩標(biāo)高為756.42 m，出口端設(shè)計(jì)為燕尾式，與Ⅱ線DK113+649.76順接，設(shè)計(jì)全長(zhǎng)4730 m。隧道進(jìn)口段110多米位于R-4000 m的曲線上以及出口段約1430 m位于R-1600 m的曲線上外，中間地段均為直線。隧道內(nèi)縱坡為連續(xù)上坡，從進(jìn)口至出口線路縱坡分別為 4.8‰，14.8‰，14.5‰及 14.8‰。高陽寨隧道洞身內(nèi)隧道涌水特征:

1)主要表現(xiàn)為長(zhǎng)興組(P2c)灰?guī)r巖溶水的活動(dòng)特征。

2)長(zhǎng)興組(P2c)灰?guī)r巖溶水含水層上覆三疊系頁巖與薄層灰?guī)r互層(T1d1)，下伏二疊系吳家坪組硅質(zhì)巖，灰質(zhì)頁巖，煤層(P2w)均為不透水層，其補(bǔ)給和水力活動(dòng)受到限制，其富水性也減弱。

3)高陽寨隧道三面發(fā)育四條河流:母豬溪，木龍河，魚泉河，碗口河。其中木龍河，魚泉河，碗口河三條河流河水活動(dòng)對(duì)高陽寨隧道洞身涌水影響較小;母豬溪河水成為各含水層的補(bǔ)給之一，尤其在DK111+000右側(cè)900 m處沿陡崖30 m～50 m范圍內(nèi)發(fā)育數(shù)條豎向貫通溶蝕裂隙，裂隙寬0.5 m，貫通高度從母豬溪河底標(biāo)高870 m至高陽寨半山坡標(biāo)高1100 m陡崖，垂直高度約有230 m，裂隙走向216°～245°。對(duì)應(yīng)于高陽寨隧道洞身里程約為ⅡDK111+500前后30 m～50 m范圍內(nèi)。本段范圍與測(cè)繪調(diào)查的向斜軸部走向基本一致。河床距線路距離約1400 m，該段存在沿巖溶管道，裂隙向隧道涌水的可能。

根據(jù)計(jì)算成果及測(cè)區(qū)的巖溶發(fā)育特征和水文地質(zhì)條件預(yù)測(cè)隧道涌水量為:正常涌水量Q=13455 m3/d，強(qiáng)降雨強(qiáng)度下隧道涌水量Q=88876 m3/d。

2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位選擇確定

1)充分考慮隧道的走向、水文及河道地形、支流匯入及水工程情況、植被與水土流失情況、其他影響水質(zhì)及其均勻程度的因素等。

2)力求以較少的監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)獲取最具代表性的樣品，全面、真實(shí)、客觀地反映該區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量及污染物的時(shí)空分布狀況與特征。

3)斷面位置確定后，應(yīng)設(shè)置固定標(biāo)志，不得任意變更。

4)最終點(diǎn)位確定如下:1號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn):位于碗口河大橋正2號(hào)墩線左，2號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn):位于碗口河大橋3號(hào)墩線左坡上小路邊，3號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn):位于野三關(guān)進(jìn)口工區(qū)油庫(kù)旁，4號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn):位于高陽寨隧道出口工區(qū)發(fā)電站水區(qū)上方，5號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn):位于高陽寨隧道出口工區(qū)故縣坪村—水塘，6號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn):位于魚泉河大橋附近山腳，7號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn):位于高陽寨隧道進(jìn)口工區(qū)母豬溪河。

測(cè)點(diǎn)詳細(xì)位置見表1。

表1 測(cè)點(diǎn)詳細(xì)位置一覽表

3 監(jiān)控設(shè)備配置

監(jiān)控設(shè)備配置見表2。

表2 監(jiān)控設(shè)備配置

4 監(jiān)控指標(biāo)

4.1 監(jiān)控隧道內(nèi)出水點(diǎn)監(jiān)測(cè)

隧道內(nèi)暗河監(jiān)測(cè)點(diǎn)中心里程，隧道內(nèi)暗河監(jiān)測(cè)點(diǎn)流量(L/s)，隧道內(nèi)容腔監(jiān)測(cè)點(diǎn)中心里程，隧道內(nèi)容腔監(jiān)測(cè)點(diǎn)體積、水量(m3)，隧道內(nèi)裂隙監(jiān)測(cè)點(diǎn)中心里程，隧道內(nèi)暗河、容腔裂隙監(jiān)測(cè)點(diǎn)水壓

(MPa)。

4.2 實(shí)測(cè)氣象資料

降水量(mm)，蒸發(fā)量(mm)，氣溫(℃)。檢測(cè)點(diǎn)水文實(shí)測(cè)資料:水位(m)，流量(L/s)，水溫(℃)。

5 采樣頻率

隧道正常情況(隧道只有小規(guī)模出水、滲水)每7 d監(jiān)測(cè)一次，雨天增加監(jiān)測(cè)。數(shù)據(jù)精度:溫度小數(shù)點(diǎn)1位，其余小數(shù)點(diǎn)2位。特別情況隧道大量涌水時(shí)連續(xù)3 d內(nèi)，全天24 h連續(xù)觀測(cè)，每2 h觀測(cè)一次，計(jì)入當(dāng)月表格中。其后一直到隧道大量涌水停止前，每3 d監(jiān)測(cè)一次，雨天增加監(jiān)測(cè)。數(shù)據(jù)精度:溫度小數(shù)點(diǎn)1位，其余小數(shù)點(diǎn)2位。

6 相關(guān)性分析

根據(jù)監(jiān)測(cè)情況繪出:隧道出水與降雨相關(guān)圖;監(jiān)測(cè)點(diǎn)水位(井、塘)與降雨相關(guān)圖;監(jiān)控點(diǎn)流量(暗河、泉、地表水)與降雨相關(guān)圖;隧道排水與監(jiān)測(cè)點(diǎn)水位(井、塘)相關(guān)圖;隧道排水與監(jiān)測(cè)點(diǎn)水量(暗河、泉、地表水)相關(guān)圖。

7 結(jié)論和建議

高陽寨隧道環(huán)境水文監(jiān)測(cè)從2007年10月開始～2010年10月結(jié)束，積累了大量的相關(guān)數(shù)據(jù)。通過對(duì)隧道排水與降雨量分析;監(jiān)測(cè)點(diǎn)水位與降雨量相關(guān)圖;監(jiān)測(cè)點(diǎn)流量與降雨量相關(guān)圖;隧道排水與監(jiān)測(cè)點(diǎn)水位相關(guān)圖;隧道排水與監(jiān)測(cè)點(diǎn)水量相關(guān)圖等分析來看，隧道施工過程中和施工后出水對(duì)地表水影響不大，其中隧道排水與降雨量分析圖中:施工完成后隧道排水在1.5 L/s左右，排水為一條平緩曲線，不受天氣降雨量影響。監(jiān)測(cè)點(diǎn)水位與降雨量相關(guān)圖分析:4號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)水位為泉眼，常年有水，其水位不受大氣降雨影響。監(jiān)測(cè)點(diǎn)流量與降雨量相關(guān)圖分析:母豬溪流量與天氣變化影響很大，其他點(diǎn)位無變化。隧道排水與監(jiān)測(cè)點(diǎn)水位、水量相關(guān)圖分析:隧道排水基本保持穩(wěn)定，地表水與隧道排水關(guān)聯(lián)性不大。

［1］SL 219-98，水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范［S］.