黃家灣水利樞紐工程格鬧隧洞開挖對(duì)周邊泉水影響評(píng)價(jià)

吳 波，常 成

（貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州 貴陽(yáng) 550002）

1 概述

黃家灣水利樞紐工程大壩位于紫云縣板當(dāng)鎮(zhèn)格凸河上游黃家灣河道上，壩型為面板堆石壩，水庫(kù)正常蓄水位1055.0 m，總庫(kù)容1.57 億m3，該工程是以城鄉(xiāng)生活和工業(yè)供水、農(nóng)業(yè)灌溉為主，結(jié)合發(fā)電等功能的大（2）型綜合性水利樞紐工程。

格鬧隧洞起點(diǎn)位于水宗支渠樁號(hào)水宗K5+621.583 處，止于樁號(hào)水宗K6+106.926，全長(zhǎng)485.343 m，方位角S82°29′E；隧洞進(jìn)口底板高程為1105.324 m，出口底板高程為1105.082 m；隧洞前后接明渠。隧洞斷面為城門洞型，最大開挖斷面尺寸為2.5 m×2.3 m，其中底寬2.3 m，直墻高1.763 m，頂拱內(nèi)徑1.266 m，中心角120°，設(shè)計(jì)流量為1.278 m3/s，由《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252-2017）判定格鬧隧洞工程建筑物級(jí)別為4 級(jí)。

2018 年7 月，格鬧隧洞開始施工準(zhǔn)備工作，進(jìn)行移民征地。在移民征地過程中，由于隧洞出口北東側(cè)210 m 的S1 泉水為格鬧村居民飲用水源點(diǎn)，當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)隧洞開挖是否會(huì)造成居民飲用水水源點(diǎn)枯竭提出了質(zhì)疑，故移民征地工作暫緩?；诖耍疚尼槍?duì)該隧洞開挖對(duì)周邊泉水的影響進(jìn)行專題調(diào)查和評(píng)價(jià)。

2 格鬧隧洞工程地質(zhì)條件

2.1 基本地質(zhì)條件

格鬧隧洞穿越格鬧組南側(cè)分水嶺附近山體，整體上為兩山夾一埡口，隧洞進(jìn)口側(cè)地表高程1085 m～1207.0 m，隧洞進(jìn)口南側(cè)沖溝內(nèi)常年有水，沿線地形坡度35°～60°，整體為陡坡至峻坡。隧洞出口側(cè)沿線地表高程1010.0 m～1207.0 m，地形坡度約40°，局部為陡崖，1025 m 以下多為階梯狀耕地，隧洞工程區(qū)整體為溶蝕、侵蝕低中山地貌，見圖1。

圖1 格鬧隧洞工程區(qū)地貌示意圖

隧洞工程區(qū)出露的地層巖性主要有第四系殘坡積層（Qel+dl）、石炭系下統(tǒng)大塘組、擺佐組(C1b+d)泥巖、砂巖夾含燧石結(jié)核灰?guī)r和石炭系中統(tǒng)黃龍群(C2hn)的中厚層灰?guī)r，工程區(qū)所處大地構(gòu)造單元為揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ）黔南地陷（D-T32）貴定南北向構(gòu)造變形區(qū)（I21）的西部；工程區(qū)總體位于宗地背斜南西翼，未見大的斷裂構(gòu)造通過?？傮w為單斜構(gòu)造，層狀結(jié)構(gòu)，巖層產(chǎn)狀總體為200°～230°∠30°～50°。

2.2 水文地質(zhì)條件

隧洞出口一帶出露的地層巖性主要為C1b+d 的泥巖、砂巖夾含燧石結(jié)核灰?guī)r，為相對(duì)隔水層，區(qū)內(nèi)大氣降水及地下水沿裂隙、沖溝向河谷排泄，地下水類型主要為基巖裂隙水，河流為補(bǔ)給型河谷。

根據(jù)前期勘察資料及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，格鬧隧洞出口至格鬧組北側(cè)埡口長(zhǎng)約700 m 距離內(nèi)分布有S1～S6, 共6 個(gè)天然泉水，泉水出露地層為C1b+d 的泥巖、砂巖夾含燧石結(jié)核灰?guī)r地層，泉水類型為侵蝕泉，因上部石炭系中統(tǒng)黃龍群（C2hn）巖體內(nèi)地表降水及石炭系下統(tǒng)大塘組、擺佐組（C1b+d）內(nèi)部地表降水下滲后經(jīng)C1b+d 地層內(nèi)部泥巖阻隔自然出露的下降型侵蝕泉。

目前格鬧組使用的居民飲用水僅為S1 泉水、各泉水的位置及與隧洞出口的相對(duì)關(guān)系見表1。

表1 黃家灣水利樞紐工程格鬧隧洞出口周邊泉水情況統(tǒng)計(jì)表

3 隧洞開挖對(duì)現(xiàn)有泉點(diǎn)影響評(píng)價(jià)

3.1 評(píng)價(jià)依據(jù)及方法

格鬧組總戶數(shù)32 戶168 人，其中貧困戶7 戶26 人，日常用水全部來自S1 泉水。根據(jù)目前國(guó)家脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)略，農(nóng)村飲水安全為脫貧目標(biāo)的一部分，故本次評(píng)價(jià)采用最保守的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)。

考慮到格鬧隧洞本身洞長(zhǎng)485.343 m，整個(gè)洞段都在一個(gè)地質(zhì)單元內(nèi)，工程、水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單，故采用工程地質(zhì)類比法，將整個(gè)隧洞類比為一個(gè)地下洞室進(jìn)行評(píng)價(jià)。

主要評(píng)價(jià)依據(jù)為《水利水電工程水文地質(zhì)勘察規(guī)范》（SL 373-2007）。將格鬧隧洞類比為一個(gè)集中開挖的地下系統(tǒng)，隧洞設(shè)計(jì)圖中所有斷面均預(yù)留有永久排水孔，故本次采用大井法預(yù)測(cè)其開挖及襯砌后的井半徑。根據(jù)規(guī)范附錄H 中B/L≈0 時(shí)，r0=0.25L。

根據(jù)規(guī)范求出格鬧隧洞開挖及永久襯砌后類比為大井對(duì)周圍含水巖體的影響井半徑，在根據(jù)各泉水距隧洞軸線距離判斷隧洞開挖對(duì)各泉水的影響情況。

3.2 評(píng)價(jià)成果

根據(jù)設(shè)計(jì)資料，隧洞長(zhǎng)485.343 m，現(xiàn)按486 m 計(jì)算，其r0=121.5m；由表1 可知，S1～S6 泉水距隧洞軸線距離均大于r0，且S1～S6 距離逐漸增加，見圖2、圖3。

圖2 格鬧隧洞出口A-A′工程地質(zhì)剖面圖

圖3 格鬧隧洞出口B-B′工程地質(zhì)剖面圖

由圖1 可看出r0范圍內(nèi)無泉水分布，僅有小部分S1 集雨面積分布，故隧洞開挖對(duì)泉水S1 無直接影響，不會(huì)造成S1 斷流，僅可能會(huì)影響其小部分集雨面積。隧洞開挖對(duì)S2～S6 泉水無任何影響。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況泉水類型為侵蝕泉，形成機(jī)制為上部石炭系中統(tǒng)黃龍群（C2hn）巖體內(nèi)地表降水及石炭系下統(tǒng)大塘組、擺佐組（C1b+d）內(nèi)部地表降水下滲后經(jīng)C1b+d 地層內(nèi)部泥巖阻隔自然出露的下降型侵蝕泉。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查詢問附近泉水汛期、枯期流量變化較大，受大氣降雨影響汛期泉水流量較大，枯期流量較??；故泉水流量受氣象因素影響較大，不排除因氣象因素導(dǎo)致泉水流量減小的情況。

4 結(jié)論及建議

4.1 結(jié)論

（1）格鬧隧洞出口至格鬧組北側(cè)埡口一帶700 m 范圍內(nèi)分布有S1～S6 共6 個(gè)泉水；S1 泉水被引流至格鬧組使用，其余泉水均處于未利用狀態(tài)。

（2）各泉水出露高程均高于隧洞出口底板高程。

（3）泉水與隧洞軸線之間距離S1 泉水為168.21 m，S2～S6泉水距離為264.17 m～581.97 m（依次增大）；以上距離均大于隧洞大井法影響半徑r0（121.5 m）。

（4）各泉水出露高程均高于于目前格鬧組現(xiàn)用水集水池，所有泉水均具備引流至目前村民所用蓄水池的高程條件。

（5）格鬧隧洞開挖及后期永久襯砌后，對(duì)S1 泉水無直接影響，不會(huì)導(dǎo)致S1 泉水?dāng)嗔鳎瑑H有可能會(huì)造成流量少量減少，對(duì)S2～S6 泉水無影響。

（6）以上泉水類型均為侵蝕泉(潛水井)，泉水本身流量本身即存在流量隨著枯期、汛期相應(yīng)變化的現(xiàn)象。

4.2 建議

（1）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況來看，現(xiàn)場(chǎng)具備對(duì)格鬧組用水進(jìn)行補(bǔ)充的水源點(diǎn)的高程條件，在隧洞施工之前，參建各方宜做好相關(guān)預(yù)案對(duì)S1 泉水進(jìn)行補(bǔ)充，如對(duì)其他泉水泉眼清理、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、引水至目前村民用水水池的管路準(zhǔn)備等。

（2）將格鬧隧洞C1b+d 碎屑巖洞段內(nèi)永久襯砌的排水孔取消，從而將隧洞的影響半徑r0縮小。

（3）在目前脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)略決勝階段大背景下，格鬧組引用水源僅為S1 泉水，較單一；泉水類型為侵蝕泉，受氣象因素影響較大，建議選擇其余5 個(gè)泉水在水質(zhì)監(jiān)測(cè)符合農(nóng)村居民飲用水標(biāo)準(zhǔn)的前提下作為補(bǔ)充水源，以防枯、汛變化異常的氣象因素等不可抗力因素導(dǎo)致S1 泉水流量減小而造成格鬧組飲水困難。