云南魯?shù)榭h翠屏隧道工程區(qū)水文地質(zhì)條件分析

周進(jìn) 羅勇 蘆軍

摘要：工程區(qū)的水文地質(zhì)條件研究是工程項(xiàng)目建設(shè)施工設(shè)計(jì)以及制定防護(hù)措施的主要依據(jù)，在工程建設(shè)中占據(jù)重要的地位。本文以云南魯?shù)榭h翠屏隧道工程區(qū)為研究對(duì)象，在總結(jié)工程區(qū)地表水分布特征的基礎(chǔ)上，分析了工程區(qū)地下水類型，并總結(jié)了工程區(qū)地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件，為進(jìn)一步在該區(qū)域進(jìn)行工程建設(shè)設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：云南;翠屏隧道;水文地質(zhì)條件

1.工程區(qū)地表水特征

1.1地表水分布情況

隧道工程區(qū)地表水系較發(fā)育，主要接受大氣降水及溝谷兩側(cè)山體表層第四系孔隙潛水的側(cè)向補(bǔ)給，水量大小隨季節(jié)動(dòng)態(tài)變化明顯，在暴雨季節(jié)容易形成坡面型洪流及泥石流[1]。隧道進(jìn)口端為龍泉河，出口段為黃家溝，均屬金沙江水系，主要為牛欄江支流。

龍泉河：該河流屬季節(jié)性河流，發(fā)源于水磨鄉(xiāng)黃泥寨南部，流向由北向南折西，流經(jīng)龍頭山，至天生橋與沙壩河合流匯人牛欄江。全長12.3km，徑流面積111.2km2，平均坡降3.l‰，河床寬15m～30m，年平均流量1.24m3/S，最枯流量0.393m3/s。該河流位于隧道進(jìn)口處，與線路相交于ZK44+280處，該處河流勘察期水位約1561.40m，100年一遇洪水位約1564.30m，其水位標(biāo)高遠(yuǎn)低于隧道進(jìn)口標(biāo)高，因此該河流對(duì)隧道的影響較小。

黃家溝：該溝屬于常年性流水溝，該溝發(fā)源于樂紅鄉(xiāng)三鍋莊，由北向南在鑲木山匯人牛欄江，全長5.7km，溝谷呈“V”型，年平均流量l.5 4m3/S，該水溝與線路在K54+530處相交，該處地形標(biāo)高為約1248m，遠(yuǎn)低于隧道出口標(biāo)高，該水溝對(duì)隧道影響較小。

1.2井、泉分布情況

隧道工程區(qū)地下水為基巖裂隙水、孔隙水、巖溶裂隙水等。根據(jù)野外水文地質(zhì)調(diào)查，井、泉主要分布于龍泉河兩側(cè)，以及二疊系下統(tǒng)柄霞、茅口組等含水巖組里面。巖溶大泉、地下暗河主要分布于龍泉河兩側(cè)，巖溶大泉、地下暗河標(biāo)高一般約高于河流基準(zhǔn)面。

2.工程區(qū)地下水類型

隧道工程區(qū)地下水類型為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水、碳酸鹽巖巖溶水，其中以碳酸鹽巖巖溶水為主。

（1）松散巖類孔隙含水巖組主要為隧道出口地帶和溝谷洼地第四系松散堆積土層，富水程度受控于松散堆積物的巖性、分布位置和地形切割破壞條件，富水性差，水量貧乏，受大氣降雨影響明顯。據(jù)調(diào)查表明，松散巖類孔隙水對(duì)隧道施工影響小。

（2）基巖淺層裂隙水，區(qū)內(nèi)二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖組玄武巖及泥盆系、志留系、奧陶系碎屑巖，中等風(fēng)化巖體較完整，裂隙較不發(fā)育，地下水主要賦存于風(fēng)化裂隙中，為淺層地下水，富水性弱[2]。該層地下水分布區(qū)泉井流量多小于0.5L/s，基巖淺層裂隙水對(duì)隧道施工影響小。

（3）碳酸鹽巖巖溶水，主要分布在二疊系、泥盆系、奧陶、寒武可溶巖系統(tǒng)中。富水程度受地形、構(gòu)造、巖溶發(fā)育程度和巖層組合條件等控制。特定的地質(zhì)歷史時(shí)期造成了本區(qū)巖溶發(fā)育，形成了洼地、巖溶槽谷、落水洞、溶洞、地下暗河等復(fù)雜而獨(dú)特的巖溶系統(tǒng)。

3.工程區(qū)地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件

研究區(qū)可溶巖發(fā)育，占56.4%，因此巖溶水分布廣泛，其埋藏深度受最低侵蝕基準(zhǔn)面的影響，深度較大。因此巖溶水無論在分布范圍或影響深度上均對(duì)隧道有巨大影響，巖溶水系統(tǒng)為影響隧道建設(shè)的主要地下水系統(tǒng)。

隧道工程區(qū)的可溶巖地層受構(gòu)造及隔水邊界的影響形成了兩個(gè)獨(dú)立的巖溶水系統(tǒng)。東側(cè)以石榴園一葫蘆口一胡家村子一線沖溝為界，南側(cè)以石榴園一四方井一安家坪一旱谷地一野牛塘一線沖溝為界，西邊以牛欄江一新渡一胡家灣一曹家灣一楊家院子沖溝一線為界，北邊以楊家院子一長沖一閃閃橋一胡家村子一線沖溝為界。研究區(qū)主要發(fā)育跑阿魯塊向斜，其東翼受構(gòu)造影響，發(fā)育次級(jí)背斜，根據(jù)區(qū)域分析可將隧道工程區(qū)分為阿魯塊向斜巖溶水系統(tǒng)、阿魯塊向斜次級(jí)背斜巖溶水系統(tǒng)及風(fēng)化型玄武巖裂隙水系統(tǒng)。

3.1阿魯塊向斜巖溶水系統(tǒng)（I）

阿魯塊向斜兩翼略不對(duì)稱，東翼受構(gòu)造影響，缺失志留系地層，西翼泥盆及志留系地層逐漸變薄至尖滅，其核部為二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖組（P2B）[1]。阿魯塊向斜巖溶水系統(tǒng)主要受大氣降水及地表溝系水的補(bǔ)給。該區(qū)在高程1500m～2100m的地帶溶蝕洼地，落水洞較發(fā)育，特別是向斜兩翼，大氣降水及地表水直接由此快速進(jìn)入地下巖溶水系統(tǒng)，補(bǔ)給條件良好。北側(cè)地勢較高，南側(cè)地地勢相對(duì)較低，地表水及地下水總體運(yùn)移方向?yàn)橛杀毕蚰蠌搅鳎茯咇R口斷層次生斷層及路家溝斷層的影響，在魯?shù)榭h龍頭山鎮(zhèn)二塘一線沖溝底以巖溶大泉的形式排泄，出露標(biāo)高1502m～1526m;而調(diào)查區(qū)南側(cè)最低處為牛欄江，標(biāo)高lOOOm～llOOm，臨近牛欄江附近，其構(gòu)造極其發(fā)育，受構(gòu)造的影響，江邊未見大型暗河及巖溶大泉出露。

（1）阿魯塊向斜東翼，其主要含水巖組為二疊系下統(tǒng)柄霞一茅口組（P1q-m），根據(jù)調(diào)查在該區(qū)發(fā)育一溶洞（R5001），與二疊系下統(tǒng)梁山組（P11）接觸帶附近發(fā)育多個(gè)下降泉，但泉流量一般均小于0.25L/s，對(duì)隧道的影響小，不進(jìn)行細(xì)化評(píng)價(jià)。其主要泉為發(fā)育在東側(cè)的龍頭山電站的R2001暗河出水口，R2001暗河出口處高程1526m，流量349.42L/s，出露地層為寒武系下統(tǒng)龍王廟組（E11）[3]。根據(jù)調(diào)查及區(qū)域地質(zhì)資料，該巖溶水系統(tǒng)在南側(cè)發(fā)育有一條斷層（騾馬口斷層次生斷層），通過該斷層，地下水得以穿越泥盆系、奧陶系的非可溶巖夾層，使上部二疊系巖溶水補(bǔ)給至寒武系灰?guī)r中形成了R2001巖溶泉。這也從側(cè)面說明了泥盆系、奧陶系的非可溶巖夾層的隔水作用并不完全可靠，在斷裂結(jié)構(gòu)或強(qiáng)烈構(gòu)造作用形成的裂隙影響下，其隔水性往往失效。

（2）阿魯塊向斜西翼，其主要含水巖組為二疊系下統(tǒng)柄霞一茅口組（P.q-m），根據(jù)調(diào)查在該區(qū)發(fā)育一溶洞Rl001、R1002以及洼地W1001—W1003，與二疊系下統(tǒng)梁山組（P11）接觸帶附近發(fā)育多個(gè)下降泉，但泉流量O.lL/s～0.61Us，對(duì)隧道的影響小，不進(jìn)行細(xì)化評(píng)價(jià)。其主要泉為發(fā)育在東側(cè)的R2003及R2004暗河出水口，均發(fā)育于二疊系下統(tǒng)柄霞一茅口組（P1q-m）含水巖組，其中R2003流量為30L/s，出露標(biāo)高1502m，R2004流量為200L/s，出露標(biāo)高為1505m。根據(jù)調(diào)查及區(qū)域地質(zhì)資料，該巖溶水系統(tǒng)由北東方向徑流，在南側(cè)發(fā)育有一條斷層（路家溝斷層），通過該斷層，地下水得以穿越跑馬坪向斜軸部，并越至向斜東翼二疊系下統(tǒng)柄霞一茅口組（P1q-m），在龍頭山鎮(zhèn)龍泉河旁出露。

（3）新寨背斜尖滅端巖溶水，工程區(qū)西南側(cè)發(fā)育一小背斜一新寨背斜，其核部地層為震旦系，背斜兩翼依次出現(xiàn)寒武系、奧陶系地層，寒武系地層巖溶水順背斜兩翼朝深部徑流，遇奧陶系碳酸鹽巖夾碎屑巖阻擋，由于奧陶系地層隔水效果不明顯，巖溶水有越層的可能，徑流過程中遭遇路家溝斷層切割，在路家溝溝底以斷層泉的形式出露于地表，代表泉為S1005及S1006，兩泉眼均出露于奧陶系中統(tǒng)十字鋪組（ 02S），其中S1005流量30L/s，出露標(biāo)高1667m，S1006流量35 L/s，出露標(biāo)高1669m。距離隧道640m，隧道設(shè)計(jì)高程1445.75m，隧道的開挖，對(duì)S1005及S1006的影響較小。

3.2跑馬坪向斜次級(jí)背斜巖溶水系統(tǒng)（Ⅱ）

跑馬坪向斜次級(jí)背斜核部地層為寒武系中統(tǒng)陡坡寺組（E2d），兩翼分別為奧陶系及泥盆系地層，主要為碎屑巖類夾碳酸鹽巖為主，出露面積較小，該背斜受騾馬口斷層及其次生斷層切割[2]，地下水向背斜兩翼徑流，地表僅出露流量小于O.lUs的泉點(diǎn)，分析其原因?yàn)橐皇堑貙颖旧頌樗樾紟r類夾碳酸鹽巖，水量較小，二是受斷層影響，大部分地下水由斷層破碎帶徑流。該巖溶水系統(tǒng)對(duì)隧道的影響較小。

3.3風(fēng)化型玄武巖裂隙水系統(tǒng)（Ⅳ）

該類型裂隙水主要分布于隧道工程區(qū)洞身段跑馬坪向斜軸部及兩翼的二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖組（P2B），據(jù)地面調(diào)查，其裂隙較發(fā)育，僅在近溝底附近零星出露，一般流量小于l.OL/s。據(jù)訪問，該類型裂隙水水量與降雨量有著緊密聯(lián)系，地下水的動(dòng)態(tài)受氣象條件制約，地下水流量變化與降水特征相匹配。

該類型裂隙水主要以散流排泄，通過本區(qū)的地表水體，在越過此層后，幾乎全部滲入下伏的二疊系下統(tǒng)茅口+柄霞組（P2m+q）碳酸鹽巖層中，這也是在二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖組（P2B）中未見大泉出露的原因，也為本地區(qū)缺水的另一表現(xiàn)。風(fēng)化型玄武巖裂隙水對(duì)隧道的影響較小。

4.結(jié)束語

綜上所述，本文詳細(xì)地介紹了云南魯?shù)榭h翠屏隧道工程區(qū)域的水文地質(zhì)條件，通過對(duì)施工區(qū)域地表水體和地下水體的總結(jié)，總結(jié)了區(qū)域地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件，為進(jìn)一步在該區(qū)域進(jìn)行工程建設(shè)設(shè)計(jì)提供參考。

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