杜錦婷,李 曉
(成都理工大學地質(zhì)災害防治與地質(zhì)環(huán)境保護國家重點實驗室,四川成都610059)
該隧道位于分水嶺處,為熊貓棲息地的遷徙通道,進口里程為 DK288+590,高程3 397m,出口里程為 DK304+900,高程3365m,隧道全長16 310m,最大埋深約822m。
研究區(qū)屬于高山地貌區(qū),地處青藏高原東北部,高程在3000~4 000m之間,相對高程在500m以內(nèi)。溝谷縱橫,河谷一般較平緩,并且溝谷寬闊,各溝谷多為冰川U谷。
研究區(qū)氣候為高原溫帶寒溫帶季風氣候類型,以寒冷和半干燥為其基本特征,四季不分明,大部分地區(qū)冬季漫長,春秋相連,霜期短,晝夜溫差大,平均氣溫6℃~10℃,雨量較充沛,年均降雨量760 mm左右。
該隧道通過地層為三疊系上統(tǒng)新都橋組(T3xn)、侏倭組(T3zh)、中下統(tǒng)雜谷腦組上段(T1-2z2)和第四系(Q4),以板巖、砂巖為主。
隧道穿越區(qū)主要有推覆體構(gòu)造、F1斷層,F(xiàn)10斷層和F24斷層。
推覆體(圖1):東西寬約5~10 km,南北長約27 km,面積約160 km,呈北北東向延伸,伴生斷裂不發(fā)育。
F1斷層:呈北北東向延伸,為略向南東方向突出的弧形斷裂,長約35 km,斷面傾向西或北西西。上盤地層為雜谷腦變質(zhì)砂巖及侏倭組砂板巖、下二疊統(tǒng)三道橋組角礫狀灰?guī)r及下三疊系菠茨溝組雜色層。傾向270°~300°―35°~50°,下盤地層為雜谷腦組及侏倭組,傾向120°~140°,傾角40°~60°。
圖1 推覆體形態(tài)
F10斷層:為一走向北西的平推斷層,北盤西移,南盤東移,橫向切斷所有褶曲及斷層,斷層兩盤巖層明顯錯位,走向上不能連接。破碎帶寬0.5~1m,兩側(cè)擠壓、牽引、撓曲明顯,節(jié)理裂隙發(fā)育。斷層走向N60°~75°W,傾向北東,傾角60°~80°。
F24斷層:為一走向近南北,傾向東的逆斷層,斷層呈直線狀溝槽、對頭溝、埡口等負地形,走向 N0~12°E,傾向南東,傾角 60°~80°。
松散巖類孔隙水:賦存于殘坡積粘土、河谷砂卵礫石層及河漫灘內(nèi)。
基巖裂隙水:主要賦存于雜谷腦組(T1-2z2)和侏倭組(T3zh)地層基巖裂隙中,巖性主要為中砂巖、巖屑石英砂巖、長石石英砂巖和極少量板巖,屬于弱富水區(qū)域。
構(gòu)造裂隙水:該隧道基本與推覆體向斜構(gòu)造軸部一致,且有多條斷裂,故構(gòu)造裂隙水豐富,屬于強富水區(qū)域,對隧道影響大。
研究區(qū)主要接受大氣降水補給,區(qū)內(nèi)坡陡谷深,砂巖、板巖透水性弱,主要轉(zhuǎn)化為地表徑流,部分通過裂隙、斷層進入地下形成地下水,其余匯入河谷、沖溝,部分出露地表形成泉。
對隧道周邊地區(qū)進行調(diào)查研究,采集研究區(qū)內(nèi)泉水3件和地表水4件,共7件樣品(表1),從表1可知,地表水主要為 HCO3- Ca,泉水主要為 HCO3-Ca·Mg。
表1 水樣水化學簡表
結(jié)合隧道資料、地質(zhì)資料和水文地質(zhì)資料等,本隧道涌水量計算采用地下徑流模數(shù)法。
地下徑流模數(shù)法計算式:Q=M·F
式中:Q為隧道通過含水體地段的涌水量(m3/d);M為地下徑流模數(shù)(m3/d·km2);F為隧道集水面積(km2)。
換算地下徑流模數(shù)M的單位則有:Q=86.4M·F
式中:M為地下徑流模數(shù)(L/s·km2)。
雨季最大涌水量:Qmax=1.5×Q
根據(jù)隧道資料、水文地質(zhì)報告等綜合考慮,對隧道進行分段涌水量預測,計算結(jié)果見表2。
表2 隧道徑流模數(shù)法涌水量計算表
根據(jù)按徑流模數(shù)法計算,本隧道正常涌水量約 9834.126m3/d,雨季最大涌水量Qmax=9834.126×1.5≈14751.19m3/d。
為了盡可能全面分析并量化隧道工程對隧址區(qū)地下水環(huán)境的影響,就選擇綜合指標體系評價方法,具體方法與步驟參照劉向遠(2007)建立的巖溶隧道工程中地下水環(huán)境負效應(yīng)評價的指標體系。
選取評價指標時,將整個環(huán)境系統(tǒng)逐層分解,按自然地理因素、地質(zhì)水文地質(zhì)因素和隧道工程因素3方面來描述,見表 3[9-10]。
表3 隧道施工中地下水環(huán)境負效應(yīng)評價指標分級標準
根據(jù)區(qū)域資料以及現(xiàn)場調(diào)查情況,隧道實際指標見表3。其中缺少開挖面積與施工方法資料,記為影響較強等級。
經(jīng)計算及評價,隧道對地下水負效應(yīng)環(huán)境影響處于較弱與中等之間。
綜上,通過對隧道地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件等分析,隧道對隧址區(qū)地下水環(huán)境影響不大。
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