巖溶隧道修建水害風險評估及其防治對策探討

2016-01-06 01:13:05劉麗劉群

交通科技 2015年1期

劉　麗　劉　群

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司　貴陽　500081)

劉麗劉群

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司貴陽500081)

摘要以萬利高速公路長安寨隧道為工程背景，綜合考慮巖組巖性、地質構造、巖溶水動力分帶和地形地貌等因素，運用層次分析法和模糊綜合評判理論對巖溶隧道水害風險進行評估，確定了巖溶隧道水害風險等級，并根據風險等級制定了巖溶水害防治對策。

關鍵詞巖溶隧道風險評估防治對策

1長安寨隧道巖溶發育規律

1.1工程概況

長安寨隧道位于重慶市萬州區長灘鎮南側，距離趕場鎮約4km，隧址區無公路相通，交通不便。隧道進口段位于沖溝的左側，斜坡坡度為22°～30°，高程294～340m，相對高差46m。K線隧道出口段位于河流槽谷的左側，高程297～316m，斜坡坡度39°～41°，局部成陡坎，相對高差19m。隧道最大埋深221.31m。長安寨隧道縱斷面圖見圖1。

1.2巖溶發育主控因素

巖溶發育主要受巖組巖性、地質構造、地下水動力分帶，以及地形地貌等地質因素的控制[1]。

1.3長安寨隧道巖溶發育規律

1.3.1巖組巖性

長安寨隧道隧址區分布地層主要為第四系崩積層，侏羅系中統新田溝組砂巖、頁巖、泥巖，侏羅系中下統自流井組灰巖、頁巖，侏羅系下統珍珠沖組泥巖、三疊系上統須家河組砂巖，三疊系中統巴東組一段頁巖、灰巖、泥灰巖，二段頁巖、泥灰巖、砂巖及三段泥頁巖、灰巖、砂巖，三疊系下統嘉陵江組灰巖。圍巖巖性主要為灰巖夾泥灰巖、泥灰巖夾頁巖、頁巖夾泥灰巖、頁巖夾砂巖、泥巖、砂巖。節理裂隙較為發育。

1.3.2地質構造

長安寨隧道穿越方斗山沖斷背斜和自生橋逆斷層。與斷層的交角約85°，近于正交。

1.3.3水文地質條件

長安寨隧道隧址區各含水巖組的構造裂隙發育，奠定了地下水徑流、排泄的基礎，豐沛的大氣降水、地表水體及溪溝，有利于地下水的補給，相對來說，地下水循環交替作用明顯。

1.3.4地下水動態變化

根據水文地質調查，路段區分布的碎屑巖類裂隙孔隙水的補給、徑流及排泄方式和排泄條件，決定了該類地下水的動態變化嚴格受補給條件的時空變化所控制。

2巖溶隧道修建水害風險評估

2.1長安寨隧道主要巖溶災害

長安寨隧道巖溶可能突水段主要位于嘉陵江碳酸鹽巖段。隧址區位于巖溶中等發育帶，地下巖溶形態以溶洞、暗河為主，存在巖溶管道，含水介質大致可視為非均質各向異性，這種不均一性的存在，必然導致在局部地段產生突水、突泥、塌陷等風險，從而給隧道施工帶來影響和危害。根據調查，地表巖溶區內巖溶發育和地下水富集都受斷層、褶皺或可溶巖與非可溶巖接觸帶控制。長安寨隧道巖溶均易產生突水、突泥、塌陷等工程地質問題，地表溶洞、落水洞、漏斗等巖溶現象較發育。

2.2水害風險等級劃分

根據巖溶隧道水害風險影響主控因素，利用層次分析方法、模糊數學基本原理[2]，綜合衡量巖溶水害可能帶來的后果，把巖溶隧道修建水害風險評估等級分為高、較高、中等、很小4個等級(I～IV級)。其中，I級風險評估等級最高，IV級風險評估等級最低。巖溶隧道修建水害風險評估等級劃分依據和風險接受準則分別見表1和2。