■陳 瀚

(福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，福州 350004)

1 工程概況

某隧道位于長(zhǎng)樂(lè)區(qū)猴嶼鄉(xiāng)附近， 該隧道為分離式隧道，單洞凈寬14.75m，凈高5m。 隧道右洞起迄樁號(hào)YK2+739～YK5+894， 長(zhǎng)3155m; 左洞起止樁號(hào)ZK2+684.065～ZK5+822，長(zhǎng)3137.94m;進(jìn)口洞門采用端墻式，出口洞門采用削竹式。

2 隧址區(qū)工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

隧址區(qū)屬剝蝕丘陵地貌，地形起伏較大。隧道進(jìn)口附近天然坡度一般約15～20°，出口坡度約30～35°，植被較發(fā)育，地表表層覆蓋1～3m 坡積粘土，偶夾孤滾石。 隧道右線YK4+220～YK5+000 左側(cè)約250～360m 處地表有一水庫(kù)，為附近村民生活、生產(chǎn)用水水源地。 該水庫(kù)水域面積約5 萬(wàn)m2，大部分水域水深約2～3m，最大水深5m 以上，低水位標(biāo)高約154m，高水位標(biāo)高約156m，水位變幅約2～3m。 隧道洞頂標(biāo)高約58m，水庫(kù)庫(kù)底標(biāo)高約152m，高差約94m。 旱季總庫(kù)容約15 萬(wàn)m3，高水位時(shí)庫(kù)容約25萬(wàn)m3，水庫(kù)庫(kù)底淤積粘性土層，厚約1～2m，水庫(kù)周邊多可見強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，北東側(cè)局部可見基巖出露。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造和地震

隧址區(qū)位于新華夏巨型構(gòu)造體系的第二隆起帶東南緣，閩東火山斷拗帶東部，長(zhǎng)樂(lè)-南澳斷裂帶北端。 受長(zhǎng)樂(lè)-南澳斷裂帶影響， 沿線地質(zhì)構(gòu)造以北北東向-北東向構(gòu)造為主。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和本次勘察成果，沿線未見有褶皺發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造以斷裂、節(jié)理帶、劈理帶為主發(fā)育構(gòu)造帶3 條，節(jié)理密集帶4 條，其中F5 構(gòu)造帶為連接水庫(kù)和隧道的斷裂構(gòu)造，對(duì)洞身圍巖級(jí)別影響明顯。

根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖(GB18306-2015)》福建省區(qū)劃一覽表以及 《國(guó)道主干線福州繞城公路東南段線路工程地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告》，沿線場(chǎng)地地震基本烈度為7 度；設(shè)計(jì)基本地震動(dòng)加速度值為0.10g；標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地反應(yīng)譜特征周期值為0.45s。

2.3 地層巖性

根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪及鉆探成果表明， 隧址區(qū)表層多為第四系殘坡積土，下伏燕山晚期(γ35)花崗巖及其風(fēng)化層，局部為侏羅系南園組(J3n)凝灰熔巖及其風(fēng)化層。

2.4 水文地質(zhì)條件

本隧道位于閩江右岸的丘陵山地， 隧道區(qū)內(nèi)地表水流(體)主要為山間溝谷中的溪流和中部YK4+220～YK5+000 左側(cè)約250～360m 處地表的水庫(kù)，該水庫(kù)為附近村民生產(chǎn)和生活用水水源地， 補(bǔ)給來(lái)源主要為水庫(kù)四周山體短期降雨匯集及山間泉水流入。

3 隧道與水庫(kù)之間的水力聯(lián)系分析

為了查明隧道與水庫(kù)之間的水力聯(lián)系， 本次勘察采用了工程地質(zhì)調(diào)繪、物探EH4 大地電磁法、鉆探、抽注水試驗(yàn)等多種勘察手段。

3.1 工程地質(zhì)調(diào)繪

據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，F(xiàn)5 斷層產(chǎn)狀為：110°∠80°，為陡傾角的斷層構(gòu)造帶。鉆探揭示F5 斷層寬度約為2～3m，為壓扭性斷層。 對(duì)F5 斷層進(jìn)行地表調(diào)繪，沿水庫(kù)周邊進(jìn)行追蹤調(diào)查，地表未見明顯的斷層構(gòu)造特征跡象，僅在水庫(kù)南岸即靠隧道一側(cè)有一組與斷層產(chǎn)狀基本平行的北東向平直節(jié)理，節(jié)理延伸可見長(zhǎng)度一般大于5m，裂隙面大多閉合無(wú)充填，但個(gè)別張開寬度可達(dá)2.0～15.0mm。 該斷層帶距離隧道進(jìn)口約1.52km，離隧道出口約1.63km，位于隧道中部，沿隧道軸線方向?yàn)閱蚊嫫路雌?，宜合理安排施工進(jìn)度，以利施工排水。 隧道與水庫(kù)關(guān)系見圖1。

圖1 隧道與水庫(kù)間關(guān)系

3.2 物探

為進(jìn)一步確定F5 斷層的規(guī)模、產(chǎn)狀及隧道施工開挖對(duì)水庫(kù)的影響，在初勘物探(EH4 大地電磁法)成果的基礎(chǔ)上， 于隧道軸線YK3+800～K4+800 兩側(cè)各約120m 處增加2 條與隧道軸線平行的物探測(cè)線。 經(jīng)對(duì)三條物探線(CW2、CW2A、CW2B)探測(cè)成果綜合對(duì)比分析，三條測(cè)線與F5 斷層相交的區(qū)域，三條物探測(cè)試成果均顯示為低阻異常帶， 表明三條物探測(cè)線探測(cè)成果之間存在一定的一致性，且與F5 斷層及其影響帶存在一定的相關(guān)性。 三條物探成果見圖2、圖3 和圖4。

圖2 物探成果1

圖3 物探成果2

圖4 物探成果3

3.3 鉆探

本隧道勘察針對(duì)斷層F5 布置了鉆孔CS22， 鉆孔布置在斷層上盤，鉆孔穿過(guò)隧道底板以下不小于8m。 根據(jù)鉆探揭示，鉆孔CS22 于深度約157.8～160m 揭示為F5 斷層帶，帶內(nèi)巖芯破碎，可見斷層泥發(fā)育，RQD 小于30%，Kv 約0.47，裂隙面可見鐵錳質(zhì)浸染，多見褐鐵化現(xiàn)象，無(wú)充填，裂隙多呈陡傾角狀，傾角約75～80°。 隧道、水庫(kù)、鉆孔及構(gòu)造的剖面關(guān)系見圖5。

圖5 水庫(kù)與隧道關(guān)系工程地質(zhì)剖面示意圖

3.4 抽水試驗(yàn)

為了進(jìn)一步查明斷層F5 的滲透性和賦水性，本隧道對(duì)CS22 鉆孔進(jìn)行了抽水試驗(yàn)，完成3 個(gè)降升，每個(gè)降升大于1m， 采用承壓水完整井公式計(jì)算出F5 斷層滲透系數(shù)K 為0.165m/d。 根據(jù)庫(kù)薩金公式計(jì)算出隧道開挖中F5斷層處地下水降低后形成的降水漏斗半徑R 約600m，水庫(kù)部分已在漏斗半徑內(nèi)， 故隧道開挖排水對(duì)水庫(kù)有較大影響。 抽水試驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵妶D6，計(jì)算成果見表1。

根據(jù)以上幾點(diǎn)綜合分析認(rèn)為， 由于滲透性較好的斷層F5 相應(yīng)隧道路段存在有明顯的物探低阻異常帶，說(shuō)明水庫(kù)與隧道之間可通過(guò)斷層F5 產(chǎn)生水力聯(lián)系，故隧道施工開挖對(duì)水庫(kù)有較大影響，隧道施工期間，庫(kù)水可能沿?cái)鄬覨5 發(fā)生滲漏，還可能改變地下水徑流條件。 根據(jù)古德曼經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出F5 斷層所在的隧道段處左、右洞正常涌水量均約1022.77m3/d，實(shí)際涌水量還受其它條件(如施工工藝、堵水方案、季節(jié)變化、雙洞的互相干擾等)的控制，可能與估算值有一定差異。

表1 計(jì)算成果表

圖6 抽水試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

4 結(jié)束語(yǔ)

高速公路中隧道與水庫(kù)有水力聯(lián)系的并不鮮見，可以通過(guò)工程地質(zhì)調(diào)繪、物探EH4 大地電磁法、鉆探、抽注水試驗(yàn)等多種勘察手段查明隧道與水庫(kù)的這種聯(lián)系。 而這種水力聯(lián)系在隧道施工時(shí)可能造成水庫(kù)滲漏， 影響隧道施工的安全和當(dāng)?shù)鼐用竦纳?、生產(chǎn)用水，建議隧道施工過(guò)程中，全過(guò)程對(duì)水庫(kù)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控措施，對(duì)隧道采取超前水平鉆孔，紅外探水等措施，并應(yīng)做好防堵水預(yù)案措施。