重慶明月山張關段特長隧道選線初步探討

曹聰 唐曉翠

摘 要：明月山是東出重慶的交通屏障，保護對象眾多，生態環境敏感，文章選取明月山張關段為研究對象，在充分了解掌握地區水文地質條件的基礎上，通過了解分析區域地下水位發育高程，采用“水下走”和“水上走”方案，進行隧道隧址區通行劃分，評價不同方案可行性，給予下步工作建議。

關鍵詞：明月山張關段，特長隧道通行，通行方案評價

中圖分類號：U459.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）17-0160-01

1 研究背景

明月山位于重慶市都市區“四山”的最東側，山脈植被豐富、巖溶發育完善、地下水資源豐富，山上有國家AAA風景區——張關水溶洞，且居民眾多，若在該處修建隧道，對地質環境破壞的可能性極大，風險極高。加之在2009年墊鄰高速明月山隧道修建時，造成南北長約28 km范圍地下水、地表水受到影響，付出了極大的施工代價和賠償代價，明月山張關地區成為公認的生態環境敏感區。為避免發生類似墊鄰高速明月山隧道建設的地質環境問題，已建設的渝滬高速公路（G50）、渝懷鐵路、渝利鐵路、渝涪鐵路（渝懷二線）及即將新建的渝萬鐵路機場線、三環高速北環（合川至長壽段）等國家交通干線均采取避開明月山主體，從其南端臨近御臨河的排花洞附近1 km的區域通行。該狹窄的區域集中了多條國家交通干線，交通布局不盡合理；部分交通干線繞行距離較長，不利于帶動山體兩側城市發展。之前多家單位在該地區進行了多次論證工作，均認為其不適宜隧道建設。但隨著重慶經濟飛速發展，新建三環高速、機場至長壽高鐵、快速路六橫線等各類隧道急需通過明月山地區，其中新建三環高速必須合川至長壽直接連通，才能形成真正意義上的三環；重慶北站至機場高速鐵路，必須向東接到長壽才能通過高鐵實現機場與鄰近區縣之間的無縫換乘；快速路六橫線必須要直穿明月山，才能實現兩江新區與麻柳工業園區的快速連接。因此，市領導及規劃部門要求盡快在明月山張關段開展地質水文狀況深度調查，尋找并確定適宜長大隧道穿行的地段。基于上述背景，本文選取明月山張關段作為研究對象，分析區域地下水環境特點，結合隧道選址工作，初步探討重慶東出明月山交通通道隧道選址問題。

2 地區基本認識

為解決明月山交通通道問題，在通過分析已有區域地質成果基礎上，通過水文地質調查，輔以少量鉆探、物探及洞穴測量工作，了解地區地下水條件，通過巖溶區地下水位與擬建隧道標高關系，進行隧址區劃分，得出以下基本結論：

①御臨河向北約5 km范圍內，地下水位相對較低，隧道可在區域地下水位以上穿過（以下稱“水上走”方案），隧道建設對附近地質環境影響相對較小；

②御臨河向北5～7 km范圍和御臨河以北15～20 km范圍內，隧道按承水壓結構設計且采用全封閉式堵水施工條件下，隧道可在區域地下水位以下穿行（以下稱“水下走”方案）。該方案施工難度大，存在著較大的致災風險，但在科學的水文地質勘查、找出區域地下水位以下的地下水緩流帶深度基礎上，通過科學的設計和合理的施工，可將隧道建設對地區地質環境影響降到最低，并有效降低施工風險，值得作進一步工作。

③御臨河向北7～15 km范圍內，該段為國家3A級旅游區—張關水溶洞風景區南北各3 km范圍，應禁止隧道通行。明月山張關段地下水位發育剖面示意圖，如圖1所示。

3 方案可行性分析和結論

3.1 “水上走”方案

該方案在“四山”地區隧道規劃建設中普遍采用，地質、設計和施工經驗豐富，隧道建設對地區環境影響較小。根據上述成果分析，御臨河段的隧道通道在原來靠近御臨河1 km范圍的基礎上可以向北擴展約4 km，減小規劃隧道繞行距離，擴大隧道通行區域，該方案可行。

3.2 “水下走”方案

該方案是為了解決東出重慶戰略通道的背景下提出的，其基本條件是：找出區域地下水位以下巖體相對較完整、水力聯系相對較弱以裂隙水為主的地下水緩流帶位置，同時為了將對地區水文地質環境影響降至最低，還需承水壓結構設計、全封閉堵水施工等工程手段充分作用。其可行性主要表現在：

第一，地質上有堵水的地質條件。

該方案從理論基礎、地區地質條件來看，在水平循環帶以下，存在巖體相對較完整、巖溶相對不發育地段，該段地下水以裂隙水為主，水力交替作用弱，可以進行堵水施工。找出地下水緩流帶位置雖具較大難度，但通過詳細的水文地質勘查工作，是可以找到隧道通行位置的。

第二，設計上有規范可循。

重慶地區承水壓隧道設計已有相關設計規范遵循，可供設計進行堵水參數選取和方案的設計。

第三，施工上有成功經驗。

在國內外隧道建設中有相關堵水技術和堵水材料，水利水電引水隧道工程成功經驗較多，堵水壓力可達5 MPa，而明月山（張關段）隧道水壓一般小于2 MPa，現有施工工藝對明月山隧道堵水有借鑒作用。

第四，經濟和社會影響上效益明顯。

明月山張關段交通通道按“水下走”方案直接穿行明月山，可減少繞行。

4 結 語

綜上，“水下走”社會經濟效益顯著，技術方案可行，雖然有較大風險，但仍然值得嘗試。依據在于根據水文地質調查，區內區域地下水位以下存在水力聯系相對不暢、巖溶相對不發育、可以堵水的裂隙水地帶，通過承水壓結構設計、全封閉堵水施工等工程手段共同作用，可以達到堵水建隧，減小環境破壞的目的；但根據已有的隧道施工經驗，依然存在施工安全及地質環境破壞風險，為此，一旦選用該方案，必須認真做好前期水文地質勘查工作，通過專業勘查、合理設計及科學施工共同作用，將隧道致災風險降至最低。

5 工作建議

5.1 進一步開展明月山通道的水文地質勘查工作

通過水文地質鉆探、物探、巖溶洞穴測繪、水文地質試驗和長觀等工作，針對“水上走方案” 應查明地下水位的準確標高位置、季節變動帶范圍，以確定隧道通行的段落和標高，用以指導隧道規劃及建設；針對“水下走”方案應在查明區內巖溶發育情況基礎上，找出地下水水平循環帶以下地下水緩流帶，并獲取其水力聯系、水壓和水量等參數，鑒于工作復雜、不確定因素較多和其一定的風險性，需通過多階段勘察、設計，對方案進行充分研究論證。

5.2 開展巖溶區隧道堵水技術研究

由于重慶地區以巖溶水為主，現有實行全封閉式堵水隧道較少，堵水技術還不太系統，應集成國內已有先進的堵水技術與地區地質特點相結合，選擇正在施工的隧道開展堵水技術示范研究，用以指導地區隧道堵水施工。

參考文獻：

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