戴巖柯

（重慶市地勘局南江水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊，重慶 400000）

0 引言

在對巖溶隧道進行地下水規(guī)律分析的過程當中，通常情況下需要相關的工作人員對其所處地理位置的水文地質(zhì)情況進行勘察。通過數(shù)據(jù)分析和總結，判斷是否可能出現(xiàn)水文地質(zhì)問題。而巖溶地質(zhì)隧道最為常見的就是地下水問題，如果不對其進行處理和防治，那么在后期階段很容易出現(xiàn)水文地質(zhì)問題。因此，對地下水規(guī)律的分析和研究是不可或缺的工序。在查清巖溶地質(zhì)隧道的水文地質(zhì)情況后，需要為管理人員設計詳細的施工措施和對策來為巖溶隧道的施工提供安全和保障，創(chuàng)造更好的條件，最終在保證工程質(zhì)量的同時，也能實現(xiàn)巖溶隧道的持續(xù)性工作目標。

1 案例分析

本文以重慶某隧道的地下水規(guī)律分析案例為研究對象，該巖溶隧道是羅陽高速公路陽陽段的一座長隧道，共有4 條車道。重慶某隧道在正常運行工作的過程當中，曾多次出現(xiàn)隧道滲漏和涌水等水文地質(zhì)問題，對于隧道的正常運行工作造成了極大的影響，造成了嚴重的安全隱患。為此對其地下水規(guī)律的分析就極為重要。在對地下水規(guī)律進行分析研究時，主要以巖溶隧道的地下水補給情況和排泄條件以及徑流作為參考，這為對于重慶某巖溶隧道的正常運行提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。

1.1 重慶某巖溶地質(zhì)概況

重慶某隧道位于構造剝蝕低山地貌，地形較陡峭。隧道區(qū)褶皺與斷裂構造發(fā)育，方向以北東向～北東東為主。泥盆系中下統(tǒng)桂頭群（D1-2gt）紫紅色砂巖與頁巖互層、泥盆系上統(tǒng)天子嶺組（D3t）灰黑色灰?guī)r、泥灰?guī)r與第四系殘坡積層（Qel+dl）為重慶某隧道區(qū)主要地層，如圖1 所示。

圖1 重慶某隧道頂面地形的三維地質(zhì)模型

重慶某巖溶隧道的分水嶺將整個重慶某巖溶隧道大體上分為兩個匯水區(qū)，分別是南匯水區(qū)、北匯水區(qū)。根據(jù)不同區(qū)域的地下水規(guī)律分析可以發(fā)現(xiàn)，南匯水區(qū)的地下水對隧道的影響最大。

1.2 試驗方案

重慶某隧道的地下水連通試驗分兩次五組相互獨立進行，兩次試驗均選在大雨天開展。第一次在2015 年9 月16 日至2015年9 月19 日，進行了試驗一及試驗二，共計兩組試驗；第二次在2015 年10 月5 日至2015 年10 月8 日，進行了試驗三、試驗四及試驗五，共計三組試驗。

1.3 試驗結果分析

首次設置示蹤劑是在巖溶隧道的入口處，在設置示蹤劑時需要分兩次進行投放，并且要設置在不同的4 個點才能起到良好的效果。在設置的示蹤劑當中TF-01 和TF-03 都投放的熒光素鈉，而TF-02 和TF-04 兩點投放的是羅丹明。經(jīng)過監(jiān)測后發(fā)現(xiàn)各個監(jiān)測點的具體情況是：首次的示蹤劑試驗JS-01，JS-02 沒有明顯反應，并且未監(jiān)測出相關藥劑，JS-03 點檢測到熒光素鈉，JS-04，JS-09 均未檢測出藥劑；通過對第二次試驗進行監(jiān)測后發(fā)現(xiàn)JS-01，JS-02 沒有明顯反應，而JS-03 點經(jīng)過檢測后發(fā)現(xiàn)了羅丹明以及熒光素鈉，JS-04 點檢測到熒光素鈉，JS-09 未檢測出藥劑。通過上文的分析可以發(fā)現(xiàn)，巖溶隧道的右側的6 至10 號溝的水流將從巖溶隧道的右側排除。而巖溶隧道的另一端的JS-05，JS-06，JS-07，JS-08 點都沒有具體的反應。除此之外，經(jīng)過檢測后發(fā)現(xiàn)并沒有發(fā)現(xiàn)熒光素鈉或者是羅丹明，由此可以分析出來右塌陷區(qū)的水流并沒有經(jīng)過巖溶隧道的北段。第二次投放主要分為三個批次，一共設置了6 個點位，總體上看主要分布在巖溶隧道的左以及中部塌陷區(qū)域，與此同時位于巖溶隧道的右塌陷區(qū)域也存在一個投放點TF-05。在投放點當中的TF-05，TF-07，TF-09 都是設置的熒光素鈉藥劑，而TF-06，TF-08 和TF-10投放的是羅丹明。通過對第三次試驗的數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析發(fā)現(xiàn)JS-02 點檢測到羅丹明，JS-03 同時檢測到熒光素鈉和羅丹明，而其他的檢測點經(jīng)過檢測后并沒有發(fā)現(xiàn)相關藥劑；第四次試驗的JS-01，JS-02 點檢測到熒光素鈉，JS-04 點檢測到羅丹明，而其他的檢測點并沒有發(fā)現(xiàn)相關的藥劑；而第五次的試驗的JS-01，JS-02點在檢測的過程中發(fā)現(xiàn)了兩點都有羅丹明和熒光素鈉，但是其他的監(jiān)測點都沒有出現(xiàn)相關藥劑。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)分析可以判斷，巖溶隧道的塌陷區(qū)域中的水都沒有進入隧道的北段，巖溶隧道的左部塌陷區(qū)域中的地下水主要流經(jīng)隧道的左線，而中部塌陷區(qū)域的地下水主要會流經(jīng)巖溶隧道的兩邊，巖溶隧道的右塌陷的地下水主要流經(jīng)隧道的右邊。JS-09 點主要在右側隧道，通過五次不同的試驗該點位都沒檢測出來相關藥劑，因此經(jīng)過分析判斷，該點位與巖溶隧道地質(zhì)情況沒有直接關系，和塌陷原因沒有關聯(lián)，主要原因在于第五次試驗點會受到灰?guī)r裂隙影響[1]。

2 地下水運動規(guī)律

結合相關資料及實驗結果數(shù)據(jù)，參照JS-01，JS-02，JS-04，JS-08 號接收點示蹤劑濃度變化曲線信息得出。

（1）按照隧道左右兩側兩條截水溝及3 條山脊將隧道進口病害段頂部劃分為A～F 共6 塊匯水區(qū)及隧道進口段左、中、右3 塊塌陷區(qū)。隧道頂部的不同塌陷區(qū)，面積大小不同、匯水區(qū)域不同，地表水、地下水的去向也不一樣。結合此次試驗及前人研究成果，本處隧道進口段地下水總體由北向南方向流入隧道，其中隧道右塌陷區(qū)（TF-01～TF-05）的地下水在隧道右線JS-03，JS-04點一帶匯集排泄；隧道中塌陷區(qū)（TF-06，TF-08，TF-10）的地下水則在隧道進口段兩側均有流出；隧道左側（TF-07，TF-09）的地下水則在隧道左線JS-01，JS-02 點處區(qū)域匯集排泄。

（2）通過對JS-09 點位的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，該點位的涌水量相對其他的點位來說更加平穩(wěn)，沒有出現(xiàn)異常波動的情況，而且該點位沒有接收到熒光素鈉或者羅丹明等藥劑。通過研究發(fā)現(xiàn)該點位的地下水來源和本次勘測的地區(qū)沒有直接關系，對該巖溶隧道的塌陷問題沒有直接影響。數(shù)據(jù)分析表明，該點位的地下水來源主要是右灰?guī)r和灰?guī)r裂隙以及砂巖斷裂接觸水。

3 巖溶隧道的地下水處理

3.1 處理原則

通過上文對于巖溶隧道的地下水規(guī)律分析可以發(fā)現(xiàn)，在對巖溶隧道地下水處理時要保持盡量疏松的原則。為了避免巖溶水的涌泥現(xiàn)象，在施工的過程當中盡量使用超前孔進行低質(zhì)情況的勘測以及斜井施工，提前準備好抽水的設備。在順道進口時通過平行導坑進行排水，其他的順坡需要借助兩側的排水溝進行排水，從而為工程安全提供可靠的保障[2]。

3.2 暗溝排水

圖2 暗溝排水

巖溶隧道在通過無填充的空溶洞時，其頂部往往會有水流出現(xiàn)，沿著溶洞水流通道排出。為了防止后期由于巖溶隧道水流通道阻塞，會在巖溶隧道底修建一個暗溝進行排水。

3.3 涵洞、泄水洞排水

如果巖溶隧道的自行排水通道不夠流暢時，且地下水的總量有很大，為了避免隧道溶洞由于地下水造成水文地質(zhì)問題，會在溶洞的底部設置涵洞以及泄水洞。之所以建造涵洞以及泄水洞的主要原因在于能夠?qū)Φ叵滤皶r的引出。在設置涵洞和泄水洞時，通過隧道溶洞的巖層進行鉆孔飲水，在隧道的邊墻位置預留泄水孔洞，能夠較快地飲水，并且集中會泄水洞排除。

3.4 注漿堵水，并加固圍巖

由于巖溶隧道在實際建設工程過程當中容易出現(xiàn)巖溶突水涌泥的現(xiàn)象，而出現(xiàn)突水涌泥現(xiàn)象時很容易引發(fā)地質(zhì)問題。例如地表塌陷以及水源枯竭等。以上問題對實際的工程及相關地區(qū)的生活，居民的正常生產(chǎn)工作都會帶來極大的危害。正因如此，通過注漿堵水加固圍巖就顯得更具有現(xiàn)實意義。

注漿堵水實際上是一種由軟弱地質(zhì)進行預加固技術發(fā)展而來的，用于防治涌水災害的新型技術。在進行注漿堵水的過程中，通常是在松散且軟的結構圍巖或者具有列席的危巖隧道上進行運作。通過注漿堵水，其防水的效果得到了明顯的提升，尤其是在巖溶隧道的地下水處理工作當中，采取注漿堵水技術十分的關鍵。在應用注漿堵水技術的過程當中，會根據(jù)實際地質(zhì)問題的不同，選擇不同類型的技術。通常情況下都有以下幾類，分別是封堵巖溶水和固結巖溶流泥以及預注漿優(yōu)于地表注漿。由于巖溶在地質(zhì)特點上是互相串通的，而且?guī)r溶與地表之間存在著直接的聯(lián)系，在地表注漿的過程當中，通常情況下都會造成漿液離開表土之后鋪滿地表，這樣的現(xiàn)象往往會造成很大程度的浪費，十分不合理。后注漿主要是在巖溶隧道已經(jīng)開始施工時進行開挖揭露的，在這個過程中需要尤其注意的是，如果發(fā)生涌水突泥，所需要的注漿量是十分巨大的[3]。

4 結語

綜上所述，地下水對巖溶隧道的正常運營工作產(chǎn)生了很大的影響，通過對巖溶隧道地下水規(guī)律的分析和研究，有利于設計相對的處理措施和方法。解決地下水問題，有利于巖溶隧道的正常運營和工作。除此之外，本文針對巖溶隧道地下水的防治和處理措施也進行了分析和研究，為相關工程的施工提供了較好的參考數(shù)據(jù)和工程經(jīng)驗。