广邻路华蓥山特长隧道岩溶地质问题与对策

　　摘要：公路、铁路等线路穿越岩溶地区时，合适的选线方法可降低工程造价、减少工程病害及环境影响，从而科学解决穿越与避让问题。拟建广安至邻水公路为双向四车道一级公路标准，初步设计阶段在工程可行性研究基础上采用低线A线和高线K线方案进行研究。华蓥山特长隧道穿越岩溶地区，为本项目的控制性工程。以华蓥山特长隧道为研究对象，在充分收集既有G42沪蓉高速华蓥山隧道相关资料的基础上，通过分析岩溶区岩溶发育规律、水文地质特点和岩溶地区公路选线的相关要点，采用多种辅助技术，总结出选线原则，最终推荐K线方案为总体最优方案。通过此工程实例，提出在复杂地质岩溶区公路选线的过程中要遵守“多比选，慎选择”的原则、践行地质环保选线原则和“以避为主，避重就轻，动态设计”的设计要点。

　　关键词：特长隧道;岩溶;地表水袭夺;涌水突泥;地质选线

　　地质工程师投稿论文范文：金属矿区水工环地质勘探工作中的技术要点

　　摘要：随着科技的发展，经济不断地进步。人们对于各项物资的需求也日益增加。但是随着资源的使用越来越多，矿产等不可再生资源已经成为了制约经济和科技发展的首要问题。尤其是一些常用矿物的使用上，由于其存在着使用量大，资源不可被替代等缺点，就导致了这些矿物的储备远远不够使用。

　　0引言

　　岩溶地区修建隧道的主要工程地质问题有岩溶涌水、突泥，巨型溶洞、溶腔，水环境破坏等[1]，因此，在岩溶地区进行以岩溶为主要工程地质问题的选线设计非常重要。岩溶地区进行选线前，应尽可能收集线路附近工点的岩溶资料，并采用物探、钻探等方法进一步查明线路控制性工点的岩溶分布情况、发育特征等。近些年来物探、超前地质预报方法在查明岩溶发育分布特征及预测预报岩溶地质问题方面发挥了重要作用[2-5]，为线路选线设计提供了依据。

　　拟建广安到邻水公路某段横穿华蓥山山脉，目前本条线路在工程可行性研究(以下简称工可研)线路基础上，有K线和A线两条对比方案，三条比选方案均需通过华蓥山隧道，华蓥山隧道通过岩溶区，是本项目的控制工程。本文以华蓥山隧道为研究对象，在收集既有G42沪蓉高速华蓥山隧道相关资料的基础上，研究岩溶发育规律、水文地质特点对公路工程建设的影响，并采用多种辅助技术，提出选线原则，充分利用隔水层降低天池地表水袭夺等环境影响风险，以期为后续岩溶地区公路选线提供经验。

　　1工程概况

　　拟建广安至邻水公路为双向四车道一级公路标准，设计速度为60km·h-1，初步设计阶段在工程可行性研究基础上采用低线A线和高线K线方案进行研究。其中华蓥山特长隧道横穿华蓥山山脉，K线全长6540m，最大埋深约910m;A线全长7930m，最大埋深约990m。

　　2隧址区工程地质条件

　　2.1地形地貌

　　项目区处于华蓥山脉中段，属切割强烈的中低山区，海拔在500~1500m。顶部为灰岩溶蚀后形成的槽谷，两侧砂岩形成的陡峭山脊，是川东平行岭谷的主体山脉。山地两侧形成两条平行山脊，因而山、岭交替，组合形成“一山三岭二槽”的平行岭谷地貌形态。

　　2.2地层岩性

　　隧址区内出露地层为第四系堆积层(Q4)，下伏三叠系上统须家河组(T3xj)、中统雷口坡组(T2l)、下统嘉陵江组(T1j)、飞仙关组(T1f)、二叠系上统长兴组(P2c)、龙潭组(P2l)、下统茅口组(P1m)、栖霞组(P1q)、梁山组(P1l)、石炭系中统黄龙组(C2h)、志留系中统韩家店组(S2h)、下统小河坝组(S1x)、龙马溪组(S1l)、奥陶系中上统(O2+3)。其中，飞仙关组由紫红、灰紫色、黄绿色泥岩与深灰色泥灰岩不等厚互层;雷口坡组、嘉陵江组、长兴组、茅口组、栖霞组主要岩性为灰岩、白云质灰岩、盐溶角砾岩等碳酸盐岩类，岩溶极其发育。A线方案与工可研方案地层条件与此类似。

　　2.3地质构造及地震

　　华蓥山地区的构造骨架为华蓥山复式背斜，区内所见断裂多与褶皱相伴，主要发育在华蓥山复式背斜中，以压性和压扭性为主，与之配套的近走向压性和压扭性断裂发育。其主要褶皱有宝顶背斜、天池向斜、绿水洞背斜;主要断裂有华蓥山断层、天池断层、仰天窝断层、邻水断层。依据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)，测区地震动峰值加速度值为0.05g，对应地震基本烈度为Ⅵ度。

　　2.4水文地质条件

　　研究区内雨量充沛，水系发育，地下水按赋存形式主要有岩溶水、基岩裂隙水;有较大的岩溶湖泊，例如，天池湖、彭家堰塘岩溶湖等，富水地层为P1q+m、P2c、T1f4、T1j、T2l等灰岩、白云质灰岩，水量极其丰富。区内工程水文地质问题有岩溶涌突水、突泥突沙、高水压力、老窑水突水及腐蚀性等;隧道涌突水/排水可能引起一系列环境问题，例如，地表水漏失、井泉减流或干枯、地面沉降或塌陷等。研究区可溶岩和非可溶岩的相间出露和构造条件、地下水交替作用的差异使岩溶发育极不均一，岩溶水的径流和排泄主要受地貌、构造及水文网切割状况的控制，表现为背斜轴部岩溶发育强于两翼。

　　地下水径流的总体方向受构造线的控制，基本沿着岩溶管道、断层裂隙带流动，岩溶水总体由北向南径流，当遇到横向深切沟谷切割时，浅表的地下水就近在沟谷排泄。隧址区内，天池向斜区地下水补径排特征对隧道影响较大。天池向斜地下水主要受大气降水补给，向斜南端仰起，呈“碗状”，北端倾覆，东西侧耸立，在飞仙关5段隔水层作用下，形成封闭式岩溶汇水区。岩溶槽谷内的地表沟谷向天池湖径流;降雨通过地表洼地落水洞汇集后，含水层中地下水受非可溶岩阻隔，顺向斜轴通过浅表层的暗河管道、溶蚀裂隙等向天池湖径流排泄，地下水径流途径较短，通道条件较好。本次初步勘察在路线附近的钻孔、沟、河、井和矿井口等取水样34组进行水质简分析，其中地表水7组、矿井水样5组，泉水(裂隙泉和岩溶泉)8组，钻孔水14组。测试表明沿线地表水、地下水水质类型为：HCO3⋅SO4⋅Cl—Ca⋅Na型水;地表水对混凝土结构的腐蚀等级主要为微腐蚀，地下水对混凝土结构的腐蚀性等级为微—弱。

　　2.5不良地质

　　研究区主要不良地质现象有岩溶及岩溶水、采空区、老窑水、瓦斯和硫化氢有害气体、高地应力、高水压、崩塌落石、滑坡和岩堆。特殊岩土主要有沟槽地带的软土和矿区附近的人工弃土(矿渣)。

　　3岩溶工程地质问题及对策

　　隧址区主要岩溶地质问题表现为溶洞、涌水突泥、高水压、地表失水风险等。依据资料，既有G42华蓥山隧道在1998年4月30日—8月28日施工期间，该地区曾出现了9次较大降雨过程，既有华蓥山隧道左线西段施工前期相伴发生了9次大的洞内岩溶突水、涌砂(泥)事件，最大突水量约7.95m3⋅s-1，涌砂(泥)总量约27000m3，均发生在可溶岩地层中，以T1f4和P2c地层最为突出。而本项目的控制工程为华蓥山隧道，其工程地质条件对线路整体方案影响较大。因此，路线比选主要以隧道工程的地质和水文地质条件为基础和导向，再结合其他地段工程地质情况进行综合比选。目前，K线和A线路桥地段工程地质条件相差不大，基本较好，不控制路线地质条件比选。现将本阶段华蓥山隧道两方案及工可研方案进行工程地质条件评价比选。

　　4工程地质选线

　　在山岭重丘区，工程地质调绘是地质选线的重要依据，更是开展路线及各工点工程地质勘察的基础。应组织地质、路线、路基、桥梁、隧道等专业人员参与地质选线工作，加强各专业之间的沟通协调，并在发现地质问题后提出合理的方案性建议，以最终确定最为合理的路线方案。

　　5结语

　　(1)山区公路常受复杂地质条件的制约，地质条件是控制路线选择和工程造价的重要因素。工可研阶段的地质选线工作是决定路线走廊的关键，应在尽可能收集既有临近工程及有关区域地质等方面资料的基础上，进行详细的现场踏勘和重点路段的调查;

　　(2)采用综合勘探、水文地质专题研究、地质环保选线、大地电磁法等手段查明并克服研究区各类岩溶工程地质问题，充分利用隔水层降低天池地表水袭夺等环境影响风险，并提出在复杂地质岩溶区公路选线的过程中要遵守“多比选，慎选择”的原则、践行地质环保选线原则和“以避为主，避重就轻，动态设计”的设计要点;

　　(3)对比研究区工可研、K线、A线方案隧道经过可溶岩地区的长度、岩溶水的涌水量、与天池的水平、垂直距离，最终推荐K方案为总体最优方案。

　　参考文献

　　[1]张广泽，冯君，崔建宏.高速铁路隧道岩溶灾害及防治关键技术研究[J].铁道标准设计，2018，62(11)：112-117.

　　[2]杜成亮，甘伏平，张远海，等.地球物理方法探索隐伏岩溶古河道：以湖南郴州万华岩为例[J].中国岩溶，2018，37(4)：624-631.

　　[3]李俊杰，朱红雷，赵国军，等.地质雷达电磁干扰分析及在隧洞岩溶探测中的应用[J].中国岩溶，2018，37(2)：286-293