【摘要】：在可溶岩地区,隧道建设对地下水动态产生较大影响,隧道开挖导致山体内储存的地下水被快速排出,区域地下水位快速下降,形成一定范围的降水漏斗,袭夺岩溶泉点流量,进而严重破坏区域生态环境。尤其在我国西南地区,地质构造条件复杂,褶皱构造发育。受地形地貌、地质构造及含水层空间形态影响,地下水循环条件十分复杂。查明褶皱区地下水循环模式对于工程施工有重要指导意义。利用水均衡法分析区域地下水动态特征具有计算逻辑简单、计算结果贴切实际等特点,但前人多用于隧道涌水量预测,对于利用水均衡系统分析研究区地下水循环特征研究甚少。渝昆铁路是西南地区铁路主干线,与西渝高铁一同成为连接华北、东北地区的高铁路线。拟建余家湾隧道穿越筠连县大田坝向斜,隧道建设对区域地下水动态影响大。因此本文选取筠连县大田坝向斜,在查明研究区地下水补径排条件的基础上,划分水文地质单元。根据水均衡原理,在已知排泄量基础上,计算所需大气降雨面积,通过与划分单元面积对比,验证单元界线的可行性,在此基础上判断向斜地下水循环模式。利用水均衡法计算不同条件下隧道涌水量,通过与水动力学方法对比,验证水均衡理论应用于研究区分析的可行性,具体研究内容与结论如下:(1)在上下非可溶岩隔水作用下,岩溶水仅在向斜内部循环。受关河、白水河、筠连河切割,大田坝向斜分为三个排泄系统,各系统排泄基准面相当。两翼岩溶水接受大气降雨补给后顺层径流,受沟谷切割以岩溶泉或暗河形式集中排泄。在溶蚀裂隙不发育地区,地下水径流通道窄,无法形成地下水系统,地下水径流受沟谷切割后,直接排泄于地表水系。依据关河、白水河、筠连河三个排泄系统,结合区域地表分水岭、物理隔水层,将研究区划分为关河(Ⅰ)、白水河(Ⅱ)、筠连河(Ⅲ)三个一级水文地质单元。(2)研究区在天然条件下处于均衡状态,根据水均衡原理,利用地下水排泄量计算大气降水补给面积。计算结果关河水文地质单元所需补给面积为14.796km~2,与单元划分面积14.410 km~2误差为2.7%;白水河单元所需补给面积为15.593 km~2,与单元划分面积15.861km~2误差为1.7%;筠连河单元所需补给面积为18.054 km~2,与单元划分面积18.822km~2误差为4.1%。由于实际情况补给量不可能严格与排泄量相当,认为计算误差在允许范围内,水文地质单元划分可行。(3)根据水均衡计算结果,一个水文年内,各单元大气降水补给量满足排泄量,岩溶水不需要其他补给来源,大田坝向斜地下水不存在绕轴径流模式。大田坝向斜是由可溶岩与非可溶岩组合形成的短轴对称向斜,核部可溶岩地层受厚度较大的非可溶岩地层覆盖,地下水与外界交替程度弱,岩溶不发育。而向斜两翼裸露型可溶岩整体地势较低,在大气降水作用下岩溶发育程度强,地下水径流速度快,形成翼部富水区。在这种水力条件下,岩溶水在两翼接受大气降水补给后,沿隔水层倾斜方向向核部径流,但由于深部透水性变弱,岩溶水转而沿走向径流,最后于横切地层走向的沟谷处排泄。因此,大田坝向斜地下水属于封闭型向斜单翼纵向循环模式。(4)根据隧道出、进口段降水影响半径与隧道距离岩溶泉点、暗河间距离的关系计算不同条件下隧道涌水量。结合模拟结果与工程实际情况,求得在降水影响半径未达到泉点时,在隧道入口段,正常涌水量为8732.96 m~3/d,最大涌水量为15598.64 m~3/d。隧道出口段,正常涌水量为5512.35m~3/d,最大涌水量为9846.06 m~3/d。(5)采用水动力学法计算隧道进、出口段正常涌水量与最大涌水量。利用科斯加科夫公式计算隧道进口段正常涌水量为8851 m~3/d,出口段正常涌水量为5566 m~3/d。利用大岛洋志公式计算隧道进口段最大涌水量为16577 m~3/d,出口段最大涌水量为10822 m~3/d。计算结果与水均衡法结果接近,因此采用水均衡原理预测大田坝向斜余家湾隧道涌水量可行。
【图文】：
图 2-1 拟建余家湾隧道线路示意图研究区地形地貌明显受构造和岩性的控制，地形地貌在不同地质构造部位而表现出差异，具体为向斜成山，像道道屏障位于四川南部，倒置地貌面积较大在非可溶岩分布区则主要为侵蚀地貌；在碳酸盐岩分布区，岩溶较发育，，主要为
研究区地形地貌数字模型
【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】：U455
【参考文献】
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