鐵路建設項目隧道施工監(jiān)控及影響分析

楊海靜 代勁松

楊海靜 代勁松

中鐵二院工程集團有限責任公司 四川 成都 610031

【摘 要】受地質(zhì)、水文地質(zhì)條件等影響，隧道工程施工過程中易造成一定的地表、地下水的漏失或水位下降，本文通過對實際工程實施過程對隧道的監(jiān)控，得出施工過程對地表、地下水影響，為今后同類工程的設計、施工工作提供參考。

【關鍵詞】鐵路工程；隧道；監(jiān)控

1、前言

隧道工程受地質(zhì)、水文地質(zhì)條件等影響，施工過程中可能揭露暗河、溶洞等巖溶形態(tài)，襲奪地表的井、泉眼、水塘等的水資源，引起地表、地下水的漏失或水位下降，產(chǎn)生地表巖溶塌陷等問題，對隧道周圍居民的生產(chǎn)、生活環(huán)境及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成影響。因此，有必要對隧道施工全過程實施地表水環(huán)境觀測，密切關注地表水變化趨勢，為建設、設計及施工單位反饋相關信息，以便及時采取防范措施，使隧道施工對周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響降低到最低程度。

2、隧道基本情況

隧道為設計速度為200km/h的某鐵路擴能改造工程新建雙線隧道，全長7400m。隧道于2010年11月開工，預計2016年6月貫通。

（1）地形地貌

隧道地處滇池盆地與玉溪盆地分水嶺地帶，為構(gòu)造侵蝕、剝蝕淺切割低中山區(qū)，地形切割弱、波狀起伏，測區(qū)山脊與溝谷相間排列北東向展布，山脊標高2000～2250m，山包渾圓，自然斜坡坡度15～25°，山間溝谷（盆）地標高1850～1950m，地形切割深100～300m，溝谷寬緩，低中山與溝谷平緩過渡。

隧道經(jīng)過地段地表人類工程活動頻繁，既有工程設施（公路、廠礦、磚廠、引水渠等）較多。斜坡區(qū)植被較為豐富，以杉木、松樹、油胺為主，其次為人工幼林地，植被覆蓋率約60%。

（2）地層巖性

測區(qū)上覆上覆第四系全新統(tǒng)人工填筑土（Q4ml），沖洪積（Q4al+pl）淤泥質(zhì)黏土，坡洪積（Q4dl+pl）角礫土；坡殘積（Q4dl+el）粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土（松軟土）、角礫土；下伏基巖為震旦系陡山沱組（Zbd）砂巖、頁巖，南沱組（Zbn）頁巖，前震旦系昆陽群黑山頭組（Pt1hs）板巖夾砂巖、板巖夾白云巖。

（3）地質(zhì)構(gòu)造及地震動參數(shù)

測區(qū)在大地構(gòu)造上處于揚子板塊次級構(gòu)造單元康滇古隆起帶，地處云南山字型構(gòu)造（亦稱通海山字型構(gòu)造）前弧內(nèi)側(cè)。區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運動強烈，斷裂、褶皺構(gòu)造較發(fā)育。隧道穿越段挾持于普渡河斷裂南延東支刺桐關逆斷層與下村正斷層之間，處于大尖山向斜西翼。測區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，隧道穿越區(qū)域性的大斷層—溫水營平移斷層、寶峰斷層（推測）、刺桐關逆斷層北東支。

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001圖A1圖B1），全線地震動峰值加速度小于0.20g，地震動反應譜特征周期為0.40s。測區(qū)地震動峰值加速度小于0.20g，地震動反應譜特征周期為0.40s。

（4）水文地質(zhì)概況

地表水：測區(qū)位于分水嶺地帶，以北為金沙江水系，經(jīng)寶峰盆地匯入滇池；以南為珠江水系，匯入玉溪盆地。地表水系以淺切割低中山溝谷、坡面侵蝕性沖溝為特征，坡面型溝谷侵蝕較強烈，多呈羽狀或樹枝狀分布，地形起伏小、溝頭分水嶺襲奪強烈。隧道頂部分布有大春河水庫，水庫始建于1956年，總庫容343.70萬m3，屬小（一）型水庫，壩型為黏土心墻壩。

地下水：測區(qū)地下水類型單一，根據(jù)地下水賦存條件劃分為松散巖類孔隙潛水、基巖裂隙水兩大類型。全隧預測經(jīng)常涌水量為20700 m3/d，最大涌水量為25000m3/d。

（5）隧道設計概況

隧道進口均采用斜切式洞門，出口采用臺階式洞門，考慮地震設防，洞門及洞口段襯砌均采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)。

對于隧道斜切、斜切延伸段及明洞段采用明挖法施工，暗挖段采用錨噴構(gòu)筑法施工，光面爆破。全隧仰拱超前，拱墻一次襯砌。全隧施工過程中加強綜合地質(zhì)超前預報、監(jiān)控量測及數(shù)據(jù)分析，其成果信息及時反饋于施工，適時調(diào)整工法及支護參數(shù)，確保施工安全。

為滿足工期要求、便于施工通風及解決棄碴場地等問題，本隧共須設4個斜井。隧道竣工后，1、2應進行封堵，3、4號斜井作為永久的救援通道。

（6）外環(huán)境情況

隧道頂部分布有清水河村等3處居民區(qū)，大春河水庫、大春河干渠等地表灌溉、飲用水體。

3、隧道施工期對地表水監(jiān)控方案

（1）監(jiān)控內(nèi)容、范圍及內(nèi)容

1）監(jiān)控內(nèi)容為：隧道頂部地表水體；

2）監(jiān)控范圍：線路右側(cè)1km、左側(cè)1km，區(qū)域面積14.77km2；

3）監(jiān)控內(nèi)容：水庫、山泉、水池的水位、流量等。

（2）監(jiān)控點的布設

每個泉水處、水池、水庫、隧道口設置1個水位或流量監(jiān)控點。

（3）監(jiān)控的時段

監(jiān)控時段為：施工前分豐、平、枯三個周期確認水量及水位的初始狀態(tài)，隧道從開工至竣工全過程和工程竣工后三個月內(nèi)進行監(jiān)控。

（4）監(jiān)控頻次

施工前分豐、平、枯三個周期對敏感點的初始狀態(tài)進行確認；隧道開始施工后，每天定時監(jiān)控一次，當水位及流量出現(xiàn)異常變化時，應縮短監(jiān)控周期，加大監(jiān)控次數(shù)，必要時全天24小時連續(xù)監(jiān)控，至隧道竣工；工程竣工后三個月內(nèi)監(jiān)控頻次為每3天監(jiān)控一次，出現(xiàn)疏漏現(xiàn)象時根據(jù)需要縮短監(jiān)控周期，必要時全天24小時連續(xù)監(jiān)控，并適當延長工程竣工后的監(jiān)控時間。

4、監(jiān)控結(jié)果及影響分析

根據(jù)從2010年11月到今的逐日監(jiān)控數(shù)據(jù)，選取每月15日的監(jiān)控數(shù)據(jù)，形成如下折線圖。

大春河水庫水位變化折線圖