商漫高速鶻嶺隧道透水分析與防治措施

王榮社，范軍峰，陳文強

(1.陜西省地礦局第六地質大隊，陜西 臨潼 710611;2.陜西省地質調查中心，陜西 西安 710016)

商漫高速鶻嶺隧道透水分析與防治措施

王榮社1，范軍峰2，陳文強1

(1.陜西省地礦局第六地質大隊，陜西 臨潼 710611;2.陜西省地質調查中心，陜西 西安 710016)

商漫高速是國家高速公路網福銀高速(GTO)的重要組成部分，其間穿越的鶻嶺隧道屬一深埋特長型公路隧道。隧道竣工后在K153+0.20～091.4段兩季出現透水，嚴重影響隧道的正常使用。透水是隧道施工和運行中最常見的工程地質問題，產生的誘因很多。從鶻嶺隧道的水文地質環境背景入手，分析隧道透水產生的外在和內在矛盾，探討灰巖地層隧道透水的處置方法及防治措施。

鶻嶺隧道;透水;防治措施

商漫高速位于陜西省商洛市到山陽縣漫川關之間，是國家高速公路網規劃的銀川至福州線的重要組成部分，也是一條承東啟西、貫穿南北，連接我國西北、華中和東南沿海地區最為便捷的快速大通道。其間穿越的鶻嶺隧道位于新開嶺山脈，全長約5.3 km，屬深埋特長型公路隧道。工程竣工后隧道內K153+020.0－091.4段受降水影響，在中心排水管滿負荷涌水狀況下，洞壁縫隙出現噴水現象，嚴重影響了隧道的正常使用。

1 水文地質環境背景

隧道地處的鶻嶺位于秦嶺南麓東段山區，地勢陡峭，侵蝕切割劇烈，植被覆蓋良好，是陜西省降水最豐富的地區之一。多年平均降水量747 mm，最大達1407.7 mm，最小502.8 mm，50%的降水集中于7－9月。地表水系較發育，以鶻嶺為界，北部支流注入銀花河后匯入丹江，南部支流注入金錢河，最終均匯入漢江。地質構造區域上屬南秦嶺造山帶東南段，變形強烈，構造總體格架屬秦嶺褶皺系的南秦嶺印支褶皺帶。隧道穿越地層為泥盆系下統公館－龍家河組(D1g+D1l)、泥盆系中統石家溝組(D2s)、古道嶺組(D2g)、大楓溝組(D2d)、泥盆系上統星紅鋪組(D3x)等，地層巖性為灰巖、白云巖、砂巖和板巖。受構造影響，地層產狀多呈高傾角或倒轉(圖1)。隧址區地下水以基巖裂隙水為主，其次為碳酸鹽巖巖溶溶隙水。地下水徑流模數為6.43×104m3/km·a，主要含水層為嶺脊南部古道嶺組(D2g)灰巖，亦即隧洞涌水部位。

圖1 鶻嶺隧道地質剖面略圖

2 透水狀況

隧道透水部位位于鶻嶺分水嶺南側，K153+020.0－091.4處。地層巖性為泥盆系古道嶺組泥灰巖、灰巖和砂質板巖，產狀近于直立。正常狀況下中心排水管約有50～80 m3/h的涌水量，當出現降水且降水強度達到一定值后8小時左右，在檢查中心排水管為滿負荷流水狀況下，隧道內即出現沿支護間縫隙、排水邊溝與電纜溝槽等部位有股狀水流噴射涌出，其噴射強度和涌水量與降水強度呈正相關，即降水強度大、持續時間長時噴射強度和涌水量也大。

3 透水分析

鶻嶺隧道地處特殊的地理環境中，影響透水的主要因素有大氣降水、地表水、地形地貌、植被、地層巖性、地質構造和人為因素等。

3.1 大氣降水和地表水

隧道區屬南涼亞熱帶半濕潤與北部暖濕帶過渡性氣候，雨量充沛，日最大降水量達 99.7 mm，月最大降水量 352.8 mm。隧道上方分水嶺兩側的較大支溝均有常年性流水，但溝水流量較隧道開挖前已有很大的變化，溝內流水明顯減少。

3.2 地形地貌和植被

鶻嶺一帶地貌以中低山為主，地形復雜，切割強烈，由于實施封山育林，植被覆蓋良好，喬、灌木茂盛，根劈作用強烈，利于涵養地下水。

3.3 地層巖性和地質構造

透水地段巖性以薄層灰巖夾薄層泥質灰巖為主，地質構造上處于板巖鎮斷裂和山陽斷裂之間，南部隧道出口處附近即穿越了板巖鎮斷裂(F(2))，兩大斷裂均屬于深大復活性斷裂，兩側次級斷裂極為發育，致使地層在空間上發生很大變化，表現為地層受構造運動后的上升和下降，褶皺構造發育，地層巖石受拉張和擠壓后巖石破碎，節理、裂隙發育，巖層產狀陡立，局部地段甚至發生倒轉，灰巖中易形成的溶蝕現象，這些因素均為大氣降水的入滲創造了良好的地質條件。

3.4 人為因素

鶻嶺隧道的施工對鶻嶺兩側地表水影響較為明顯。施工過程中采用爆破手段對巖體予以破碎，隧道上部住戶反映有明顯震感。爆破致使硐室頂部地層巖性的完整性受到一定影響，反映到地表即分水嶺兩側支溝水流明顯減小、支溝兩側小叉溝流水斷流、支溝水流出露部位明顯向溝口下游位移等現象。

4 透水的防治措施

鶻嶺隧道屬深埋隧道，透水影響因素較多，屬面狀匯集滲漏，未發現有滲漏點或滲漏裂隙，給治理隧道透水增加了難度。根據實際情況，結合地形地質條件，對滲漏地段建議采取堵漏與疏導兩方面治理措施。

4.1 堵漏

一方面對隧道上方流水支溝及叉溝較大裂隙予以灌漿堵塞處理，大面積裂隙發育處應予以水泥抹面處理;另一方面在滲漏中心地面周圍平緩處及沖溝平緩處布置適量的灌漿孔，通過水泥灌漿來堵塞地下水流的通道，減小或延緩地下水的下滲。

4.2 疏導

包括地面疏導和地下疏導兩個方面。地面疏導可考慮對隧道上方支溝及叉溝溝內堆積的碎石土予以定期清理。但從長遠考慮，建議采用地下疏導的措施，即從隧道側原排水管道附近重新開鑿一條排水隧道，從根本上解決鶻嶺隧道的透水問題。

5 結語

1)鶻嶺隧道地處灰巖分布區，其透水原因應歸結于自然和人為兩大因素。透水較為典型，具有一定的代表性。由于隧道設計時排水量按正常狀況考慮，忽略了巖溶地區特殊的水文地質特性和人為因素影響，致使降水強度達到一定值后隧道內出現透水。

2)灰巖地區施工的工程，對水文地質的勘察應引起足夠的重視，避免不必要的災害事故發生。

［1］陜西省公路勘察設計院.西安至漫川關高速公路A2合同段詳細工程地質勘察報告(隧道工程)［R］.2006.

［2］陜西地質工程總公司.商漫高速公路鶻嶺特長隧道涌水段水文地質核查報告［R］2009.

［3］陜西省地礦局第十三地質隊.中華人民共和國區域地質調查報告(I－49－89－C 中村街幅)［R］.1988.

［4］陳明佑，等著.礦坑涌水量計算方法研究［M］.武漢:武漢地質學院出版社 .1985.

［5］李玉文，王盤興，等.秦巴山區暴雨及其誘發地質災害的特征分析［J］.陜西氣象.2007(1)21－25.

P641.72

B

1004－1184(2012)05－0175－01

2012－04－27

王榮社(1968－)，男，陜西周至人，工程師，主要從事實驗測試和水文地質、環境地質工作。