摘要：基于新燕尾山隧道工程探讨隧道在选址、设计、施工、运营等全生命周期内对地下水文环境保护的工作要点。

关键词：岩溶区;隧道工程;全生命周期;地下水文环境

中图分类号：X37 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）12-0-02

Abstract：Based on the new Yanweishan tunnel project， this paper discusses the main points of the tunnels work on the protection of groundwater in the whole life cycle of site selection， design， construction and operation， for reference of similar projects.

Keywords：Karst area;Tunnel engineering;Full life cycle;Groundwater environment

1 工程概况

1.1 项目介绍

燕尾山隧道穿越南温泉背斜两翼的槽谷区为岩溶强烈发育区，背斜两翼地层为三叠系上统须家河组（T3xj）碎屑岩地层，侏罗系红层区。其中三叠系下统嘉陵江组（T1j）地层是拟建隧道主要充水的可溶性碳酸盐含水层。隧址区地下水类型主要为松散岩类孔隙水，基岩（红层）裂隙水，碎屑岩孔隙、裂隙层间水，碳酸盐岩岩溶水。

1.2 地下水环境影响分类及分析

对于岩溶区，将距隧道0.8～1km范围内及人员聚集地划为强烈影响区;将距隧道1～1.65km范围内划为中等影响区;将距隧道1.65～2.5km范围内划分一般影响区。对于非巖溶区，侏罗纪红层由于相对隔水且该地层区域地形陡峭，人类工程活动较少，井、泉、水塘分布有限，全部划分为一般影响区。影响分类如图2所示。

对各个影响等级内进行分区分析隧道建设可能诱发的主要水文地质环境问题如下：

影响区 A1 位于可溶岩地区，造成区内井泉干涸，并可能诱发岩溶塌陷，对当地人民生活生产和人生安全问题造成较严重的影响。背斜轴部的泉点出水口可能被疏干。

A2 位于须家河山地，可能会造成区内地表水体全部干枯或者地下水露头大部分干枯。

影响区 B1 位于可溶岩地区，造成区内井泉流量减少过半或者当地农民灌溉给水点的水源减少过半，连续干旱一段时间以后就会造成饮用水和灌溉用水困难，对当地人民生活生产用水问题有影响。

B2 位于须家河山地，可能造成区内地表水体减少过半或者当地农民饮用水点的水源减少过半，连续干旱一段时间以后就会造成饮用水困难，对当地人民生活生产用水问题有影响。

影响区 C1 位于可溶岩地区，可能会造成地表水和井泉等地下水露头部分减少或者当地农民饮用水点的水源有一定量的减少，对当地人民生活生产用水问题有少量影响。

C2 位于须家河山地，隧道开挖可能会造成地表水和井泉等地下水露头部分减少或者当地农民饮用水点的水源有一定量的减少，对当地人民生活生产用水问题有少量影响。

C3 位于隧道进出口侏罗系地层内，可能会造成地表水和井泉等地下水露头部分减少或者当地农民饮用水点的水源有一定量的减少，对当地人民生活生产用水问题有少量影响。

2 保护方案设计

2.1 堵水措施

燕尾山隧道采取全段面帷幕注浆、开挖后径向注浆堵水以及抗水压衬砌等堵水措施。一是位于地下水位线以上，除泥岩隔水层段采用超前帷幕注浆外，其他段落采用开挖后径向局部注浆堵水。二是对于地层裂隙水较大，周边存在大面积淋水或严重渗漏水，对地表生态环境影响较严重，但围岩稳定性较好，不影响掘进的情况采取开挖后周边注浆堵水。三是对预测静水压力0.65～1.5MPa，采取周边全封闭的堵水方案，在注浆堵水后采取设置抗水压衬砌。可将内轮廓仰拱加深，使断面更接近圆形而改善衬砌结构受力条件。同时，加强初期支护和二衬厚度控制，提高隧道衬砌结构的抗水压能力。

2.2 岩溶处治

溶洞处治措施根据溶洞的发育规模、与隧道的相互关系、溶洞充填情况等确定。对于发育深度小于3.0m的小溶洞、溶穴，原则上采用回填处理;对于发育深度超过3.0m的规模较大的溶洞，根据溶洞分布、与隧道的关系及溶洞内充填物情况进行锚喷支护加固、回填嵌补、注浆加固、支顶加固、回填封闭或桩基础（扩大基础）跨越等多种措施处理。对于洞内积水，若无补给源则以排为主，若补给源广，特别是与地表连通的岩溶水，需以堵为主，限量排放。

2.3 地表塌陷处治

地表塌陷处治遵循“早期预测、预防为主、治理为辅、防治相结合”的原则。对开挖沉陷区，未达到稳定的，宜采取监测、警示及临时工程措施，消除安全隐患。达到稳沉状态的，应采取防渗处理、削高填低、回填平整、挖沟排水、植被重建等综合处理措施。对岩溶塌陷区，可采取注浆、回填等措施控制塌陷发展，减少危害。塌陷区规模较大、暂时难以治理的地段，应确定禁入范围，设立警示牌与围栏等安全设施。

2.4 地质环境监测

在距离隧道轴线5km以内共布设地表观测点21个，洞口观测点4个，洞内观测点22个，地下水位监测点4个，在施工期地表观测点每两日观测一次，洞口及洞内观测点每日观测一次;隧道贯通后地表观测点每五日观测一次，洞口观测点每五日观测一次。累计监测时间为2年。

3 控制要点梳理

隧道工程地下水文环境保护应从地质选线、隧道设计、施工、运营观测等阶段进行研究，制定有效的保护措施。

3.1 加强隧址方案比选

隧址的选择除服从线路的总体走向和考虑两端立交的接线因素外，应结合工程规模、技术标准、与铁路及轨道关系、隧道洞口位置分析、隧址地质条件、对周边地块和聚居区影响、与冲沟和水库的关系、对两侧接线道路的影响等控制因素。当然，若拟建的隧道范围工程地质条件比较明确，可以参考附近隧道竣工资料。

3.2 加强隧道自防水设计

根据隧道区的水文地质特征及生态环境现状，以堵为主、限量排放。在此基础上“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”，保证隧道结构物和运营设备的正常使用和行车安全;对地表水、地下水妥善处理，洞内外形成完整通畅的防排水系统。

3.3 加强施工方法的优化

隧道施工方法应遵循“少扰动、弱爆破、短进尺、快封闭、强支撑、勤量测”的原则。一是根据隧道间距、围岩级别、跨度、埋深确定合理开挖方法。根据监测的成果资料对开挖工法、爆破参数、支护参数进行适时的调整，以确保施工和构筑物安全，并对一些关键施工环节应加强控制，严格执行。二是引用先进设备和工艺。例如，引入冷冻法到涌水和突水的治理上。不仅可以将掌子面前方的地下水和围岩中的自由水冻结，便于施工;而且可以充填岩體中的部分裂隙，对刚开挖的隧道围岩加固和稳定。三是采用排供结合的模式有效利用地下水。将排水和供水相互结合起来，采用截流、预先疏干等排供结合模式，利用双水源互补供水，有效抑制隧道排水的环境地质效应，减少水资源的浪费。

3.4 加强水文环境监测监控

采用自动监测、人工定期巡视监测等方式，进行水文环境监测监控。一是施工前监测。包括区内已有的岩溶塌陷，建筑物变形，水库水位，水点（地表、地下）水量、水温，已建隧道工程地下水疏排水量、水温等。二是施工期间的监测。建立洞内出水与洞外地表水、降雨与气温等联动监测体系。监测开挖过程中出水点位置、地层岩性、水压、水量、水温、水质、渗漏起始时段等，并对监测当天的气温、降雨情况以及地表水的变化情况进洞联动监测。三是竣工后监测。对岩溶塌陷，建筑物变形，水库水位，水点（地表、地下）水量、水温，临近隧道地下水疏排水量及水温进行监测，以评价堵水效果及对环境的影响程度。

4 总结

新燕尾山隧道地下水环境保护方案对强烈影响区域采取“以堵为主”的方法，进行严密堵水，超前堵水，以减少地下水漏失。对中等影响区域采取“堵水限排”的方法。采用注浆控制地下水排放量，在衬砌背后设置排导系统，以消减水压力。同时，严格遵循“动态设计、信息化施工”原则，建立监测监控体系，优化施工方案，按动态设计执行保护措施，使该隧道区域地下水环境得到有效保护。

参考文献

[1]王立峰.水文地质在环境保护过程中的应用[J].工程建设与设计，2017（11）：125-126+129.

[2]付妍.水文地质在环境保护中的应用探讨[J].环境与发展，2018，30（02）：239-240.

收稿日期：2019-08-12

作者简介：饶友平（1983-），男，汉族，本科学历，高级工程师，研究方向为道路工程设计与交通规划设计。