弄莫隧道隧址区岩溶水文地质条件及隧道涌水研究

发布时间：2020-03-22 02:19

【摘要】：广西地区出露的石灰岩面积达12万km2,是我国岩溶最发育、最典型的地区之一,主要特点是地下洞穴众多,地下河流域面积大。都巴高速公路岩溶区发育6条地下河系,包括流域面积达1000 km2的地苏地下河系。公路沿线岩溶极其发育,水文地质条件复杂,隧道建设中极易发生涌突水灾害,严重影响施工安全。本文以即将开始施工的弄莫隧道为研究对象,开展了以下研究工作:(1)查明隧址区的地质条件和岩溶水文地质条件;(2)建立隧址区天然地下水流场数值模型,并模拟隧道开挖对隧址区地下水流场的影响;(3)分析隧道涌水地质模式,评价隧道各段涌水危险性;(4)通过不同方法计算隧道涌水量,经对比分析后确定隧道的涌水量。主要研究成果和认识有:(1)隧址区岩溶发育程度高,地质条件复杂,通过浅层地震法,结合围岩的物理学参数,将隧道各段的围岩划分为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级。隧址区地下水类型主要为岩溶水,补给来源以大气降雨为主,主要向东西两侧谷地径流,以下楼地下河和拉棠-南江地下河为排泄通道,最终汇入红水河。根据隧址区岩溶水文地质条件,将隧址区划分为西部水文地质单元和东部水文地质单元。(2)分析隧址区岩溶水文地质条件,对隧址区含水层空间结构、边界条件和源汇项进行合理概化,建立隧址区水文地质概念模型,并进行模型空间的离散和时间的离散,确定相关水文地质参数,建立隧址区天然地下水流场数值模型。模拟隧道开挖对隧址区地下水流场的影响,从地下水流场的变化来看,隧道完全排水1年对隧址区地下水流场的影响明显,隧道段有形成线状降落漏斗的趋势,隧道各段水位最大降深20~30m不等;隧道完全排水2年后,隧道段形成的线状降落漏斗已经比较明显,隧道各段水位较第一年最大降深5~10m不等;隧道完全排水5年后,隧址区地下水流场已经基本趋于稳定,隧道各段水位较天然地下水流场最大降深35~50m不等。(3)隧道涌水的地质模式有三种,分别是溶蚀裂隙含水结构模式、岩溶管道含水结构模式、断层-岩溶管道含水模式。其中岩溶管道含水结构模式、断层-岩溶管道含水模式的危害性较大。使用层次分析-模糊数学综合评判评价隧道各段涌水的危险性,其中K363+880~K364+370段评价等级最高,为Ⅴ级,涌水等级极高,涌水量10~4 m~3/d,K364+740~K364+835段评价等级最低,为Ⅰ级,涌水等级极低,涌水量10 m~3/d,其余各段评价等级均为Ⅳ级,涌水等级较高,涌水量10~3~10~4 m~3/d。(4)分别使用降水入渗法、地下水动力学法和数值模拟法计算隧道各段涌水量。经对比分析,并参考层次分析-模糊数学综合评判对隧道危险性的评价结果,确定隧道各段涌水量。在隧道各段中,涌水量最大的是K363+880~K364+370段,涌水量为15646.27m~3/d,K364+740~K364+835段不涌水,其余各段涌水量为2935.57~9890.97 m~3/d不等,单位长度涌水量最大的是K363+800~K363+880段,单位长度涌水量为49.79m~3/d,K364+740~K364+835段不涌水,其余各段单位长度涌水量为5~31.93 m~3/d不等。
【图文】：

技术路线图

源出于云南马雄山，称南盘江，向南流至开远然后往东径流，到望谟县和自北向南流的北盘江相汇，始称红水河。红水河在都安县内流程 95.0 公里，多年平均水位为 112.47 米；年最大流量为 18700 m3/s，年最小流量 203m3/s，多年平均流量 2032m3/s。2.1.2 地形地貌本区域处于广西西部地区的都阳山山脉南端及西南翼，以岩溶峰丛洼地地貌和剥蚀侵蚀丘陵地貌为主，岩溶峰丛谷地地貌、河流阶地地貌呈条带状穿插其中。岩溶峰丛洼地谷地地貌：为本区域内最主要的地貌类型之一，分布在都安县全境、大化县除中西部以外地区、巴马县北部和南部局部区域等。地势总体是北西高、南东低。见图 2-2。剥蚀侵蚀低山丘陵地貌：主要分布在大化县中西部及巴马县南部的大部分区域。山体宽大，连绵起伏，自然斜坡多为 20~40 度，峰顶海拔多为 400~600 米，，最高峰为巴马县城西南方的云盘山，海拔 1048 米。见图 2-3。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U452.11

【参考文献】

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本文编号：2594313