成兰铁路龙门山段水文地质条件及其对隧道工程的影响研究——以邓家坪隧道为例

摘要

隧道涌突水是岩溶隧道工程中最典型、最重大的地质灾害形式之一，隧道的涌突水与隧道区的水文地质条件密切相关，对隧道区的水文地质条件研究历来受到重视，而隧道涌水量的计算和预测是隧道水文地质研究的重要内容。
　　 本论文以成兰铁路龙门山段为研究背景，在广泛收集前人研究成果的基础上，结合野外地质-水文地质调查，运用水化学及同位素分析的方法，重点讨论了隧址区岩溶水文地质条件，划分了研究区岩溶水系统，并以邓家坪隧道为例，分析了隧道的涌水段位及涌水来源，对隧道的涌水量进行了预测和分段评价。
　　 通过各种方法综合分析，得出主要成果和认识如下：
　　 （1）成兰铁路龙门山段位于龙门山构造带中段，构造复杂，碳酸盐岩地层发育。在构造作用下，地表岩溶以洼地、漏斗、落水洞为主，地下则有溶洞、暗河等存在。岩溶地下水受地质构造的控制，沿断裂带及其交汇部位、构造复合带、褶皱核部及岩溶管道系统形成地下水富集带。
　　 （2）研究区地下水类型以碳酸盐岩裂隙溶洞水为主，含水介质按富水性可以分为强含水层、中等含水层及弱含水层。岩溶水化学类型主要为HCO3·SO4 型和HCO3 型，矿化度大都小于0.5g/L。地下水同位素分析表明区内地下水接受大气降水及地表水混合补给。
　　 （3）F8 张性导水断裂对区内地下水有控制作用。区内各流域水量存在不均衡，各流域之间通过F8 断裂存在水力联系。根据水化学和同位素特征，并结合地质条件分析认为，区内几个岩溶大泉是F8 断裂与岩溶系统综合作用形成的。以地表分水岭、断裂带、隔水地层及河流为边界，研究区岩溶地下水系统可划分为15个二级子系统，文章着重研究了与邓家坪隧道相关的4个二级水系统的特征。
　　 （4）分析研究表明，邓家坪隧道涌突水以断裂带涌突水和岩溶涌突水两类为主，涌水来源主要是岩溶地下水以及地表雎水河水。针对邓家坪隧道特征，选用了地下径流模数法、降雨入渗系数法、地下水动力学法及评分法对隧道涌水量的进行了预测。通过所选用预测方法的预测结果比较，选择出了恰当的预测涌水量，并对隧道涌水进行了分段评价。