天池坪隧道水文地质勘查报告Word文档格式.docx
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数量
备注
水文地质调绘
Km2
40
地表水流量测量
个
5
水样采集
深钻孔
m/孔
水文地质综合测试
物探
EH4岩溶测试
km
物探测断面
常规物探
V8（大地电磁法物探）
三、自然地理
（一）地形地貌
该工程在大的地貌单元上属于西秦岭高中山区，沿线山高沟深，岸坡陡峻，地面最小高程为1350m，最大高程2980m，相对高差为1630m。
沿线经过的主要沟谷为：
池家山沟、邓邓桥沟、天池里沟、广坪沟，多为‘V’字型沟谷，坡降较大，沟谷中由于河流侵蚀，使得岸坡陡峻，山体陡崖遍布，部分基岩表层风化剥落，形成缓坡。
地势总体趋势东高西低，山体陡峻，隧道最大埋深约1500m。
（二）地表水系
区内属白龙江支流岷江水系，隧道进口龚家沟河枯水期流量约8000m3/d，出口端庙下沟以潜流的形式在沟口流出，流量约2000m3/d；
隧道区主要支沟有池家山沟、邓邓桥沟、天池里沟、广坪沟等，其中池家山沟为季节性沟流，邓桥沟水流量约5000m3/d，天池里沟水流量约15000m3/d，广坪沟沟深，流域长约6km，沟水流量偏小约500m3/d。
隧道区沟壑呈树枝状分布，沟脑有泉水出露，泉水流量一般10m3/d左右，动态变化大，是分布在隧道顶部村庄主要生活用水水源。
邓邓桥泉位于邓邓桥沟口左岸陡坎下，泉流量1660m3/d，开发为当地居民自来水。
（三）气象特征
隧道位于甘肃省东南部陇南市宕昌县境内，该区属暖温带温润气候，气候较为温和，降水量较为丰富，地表水和地下水均较发育。
多年平均气温9.3℃，多年平均降水量583.9mm，多年平均蒸发量1234.1mm，最大冻结深度0.45cm。
宕昌县气象资料详见附表。
四、地层岩性
（一）第四系全新统地层主要分布于冲沟、山坡缓坡及坡麓地带，成因以冲积、洪积、坡积为主。
主要岩性为砂质黄土、粗角（圆）砾土、卵石土、碎石土；
上更新统风积砂质黄土主要分布在池家山、天池坪山梁顶部地表。
主要岩性特征如下：
1、砂质黄土（Q4dl3、Q4sl3）：
主要分布于山簏缓坡地带，淡黄色，硬塑，厚度1～15m。
2、粗角砾土（Q4al6）:
主要分布于邓邓桥沟床内，厚度4～10m，颜色以灰色为主，部分地段呈黄、红色，土质不均，潮湿，稍密。
3、碎石土（Q4dl7）:
分布于山簏缓坡地带，厚度2～8m，灰白－青灰色，潮湿，松散，尖棱状，具大空隙，骨架颗粒成分主要为灰岩、砂岩、板岩碎屑，厚度0～10m。
4、砂质黄土（Q3eol3）:
主要分布在池家山、天池坪山梁顶部地表，厚5～30m，土质较均，以粉粒为主，硬塑，直立性好。
（二）三叠系，为该隧道通过的主要基岩地层，岩性以砂岩、板岩、灰岩及三者互层为主。
1.砂岩（TSs）：
在山梁、山坡、沟谷处有零星出露，青灰色、灰白色，中细粒结构，中厚层状，岩质较坚硬，节理裂隙发育，出露地表的岩层风化严重－颇重，表层风化，风化层厚4～6m。
2．
板岩（TSl）：
灰黄色，中细粒结构，薄层状，岩质较坚硬，节理裂隙发育，出露地表的岩层风化严重－颇重。
表层风化，风化层厚4～6m。
3．灰岩（TLs）：
灰岩：
青灰色，中-薄层状构造，具波纹层理，主要矿物为方解石，节理面较清晰，具较弱的重结晶作用，岩石风化程度差，较完整。
五、地质构造
隧道通过区位于秦岭褶皱系中,地质构造复杂，褶皱发育，导致岩层产状紊乱，岩层走向以北西—北西西向为主，层面多张开，节理多为近垂直岩层走向的两组节理为住，为“X”“羽”状剪节理为主，节理微张—张开；
裂隙发育，多为方解石填充。
池家山向斜，向斜走向EW，两侧岩层倾角较大，北翼产状NW/45°
S，南翼产状NW/73°
N，两翼岩性为三叠系下统板岩夹薄层灰岩，以板岩为主，该向斜核部洞身里程约DK287+650，向斜核部挤压作用强烈，节理裂隙发育，赋存有基岩裂隙水和岩溶裂隙水，地下水丰富。
沈家山背斜，背斜走向近EW，北翼产状EW/85°
N，南翼产状N50°
E/70°
S，两翼岩性为三叠系下统板岩夹薄层灰岩。
两侧岩层倾角较大，该背斜斜核部洞身里程约DK289+320，背斜核部拉应力作用强烈，节理裂隙发育，多为张开节理，南翼破碎带地下水富集。
广坪向斜，背斜走向近EW，北翼产状N55°
W/80°
S，南翼产状EW/70°
N，两翼岩性为三叠系下统砂岩夹灰岩，两侧岩层倾角较大，该向斜核部洞身里程约DK295+700，背斜核部压应力作用强烈，节理裂隙发育，多为剪节理，赋存有基岩裂隙水，石灰岩地段岩溶裂隙水发育。
该隧道所过地段未发育有断层。
六、水文地质条件
（一）地下水类型及分布特征
地下水的分布、埋深与含水层（体）的富水性受控于地形地貌、地层岩性、地质构造和气候条件。
本区出露的地层岩性主要为三叠下统系板岩、灰岩呈互层状出露，夹有零星砂岩。
板岩和灰岩节理裂隙发育，灰岩出露地段可见小型溶蚀孔、穴，形状各异，分布于不同高度的灰岩陡壁，岩溶裂隙发育，有利于地下水的入渗及储存，隧道区植被覆盖较好，为大气降水入渗补给地下水创造了条件。
隧道区地下水类型主要有第四系孔隙水、浅表风化裂隙水、深层基岩裂隙水及构造裂隙水，第四系孔隙水主要分布于冲沟内的薄层第四系孔隙中，主要沿沟向下径流，与地表沟流有直接的补排关系；
浅表风化裂隙水主要储存于板岩、灰岩表层风化带中，地下水埋藏较浅，浅表基岩裂隙水接受大气降水的直接补给，一般沿较完整的基岩面顺斜坡径流排泄于冲沟内汇聚成地表沟流；
深层基岩裂隙水赋存于构造节理裂隙、石灰岩溶隙中，接受浅层基岩裂隙水垂向入渗和区域内地下水的径流补给；
构造裂隙水主要赋存于褶皱构造破碎带、构造节理裂隙、及岩层接触带中，受构造影响，岩体节理裂隙发育，顺层节理裂隙延伸长大，且具有一定的张开性，为地下水贮存创造了条件。
三叠系石灰岩地段存在岩溶裂隙水，地下水主要储存于溶隙、溶蚀洞穴中，该类地下水主要受控于岩溶及溶隙发育规模、连通性及地表水的补给情况。
岩溶水发育与构造和岩溶裂隙发育程度关系密切，邓邓桥泉流量1660m3/d，一年四季基本稳定，泉水冬暖夏凉，实测气温－4℃，水温11℃，属岩溶裂隙水，综合分析区内石灰岩地段富含岩溶裂隙水，其发育受诸多因素的控制，规律性差。
本区地下水浅层以潜水为主，深层、大型储水构造均具有一定的承压性。
隧道区地下水储存场所与岩体节理裂隙及构造发育程度有关，具有典型的非均质各向异性特征，水文地质条件十分复杂，地下水的分布规律性较差。
（二）地下水补给径流排泄条件
隧道区地下水的补给、径流、排泄受控于地形地貌、地层岩性、地质构造和气候条件。
隧道通过区褶皱构造现象发育，水文地质条件、地表水及地下水之间的补给、径流、排泄条件较为复杂。
隧道区裂隙岩体地下水以潜水为主，局部具有承压性。
但由于其含水介质的各向异性，使地下水运移条件变得十分复杂。
地下水在运动过程中主要受裂隙通道控制，地下水根据断裂构造及地形地貌条件可分为若干子水流系统，各子水流系统相对独立，相互之间水力联系微弱，除风化裂隙水外基本无统一的地下水面。
地下水以接受大气降水的入渗为主要补给来源，局部地区接受沟流的渗漏补给，深部基岩裂隙水同时接受表层风化裂隙水的补给。
地下水径流受构造裂隙及水文网的强烈切割作用，沿节理裂隙走向流动，汇聚于岩性分界带、节理密集带等储水构造中，最后以泉形式或向附近沟谷排泄，区域径流方向与地表水流方向基本一致。
受构造断裂及局部地形地貌的影响，各子水流系统地下水径流方向与区域径流方向有所不同。
岩溶裂隙水补给主要为大气降水及地表水，赋存于岩溶裂隙、溶蚀孔穴中，沿构造破碎带、节理裂隙密集带汇集径流，在低洼处、地层接触带等以泉水或地下径流的形式排泄。
隧道区地下水主要受大气降水及地表水补给，补给条件受岩体破碎程度、节理裂隙张开程度及延伸情况等控制，以垂直下渗为主。
地下水主要以补给地表沟水和泉水形式进行天然排泄。
（三）水化学测试
通过对隧道区地表水取水样化验可知，共取水样6组，分别做了简分析及侵蚀性CO2分析，化验结果，水化学类型为HCO3—Ca·
Mg或HCO3—Ca型水，PH值～，矿化度一般～l，水质良好，对圬工不具备氯盐和硫酸盐化学侵蚀性。
七、隧道富水性分区及评价
（一）水文地质测试方法
为了分析隧道通过区水文地质条件及地下水涌水灾害，定量评价隧道涌水量，为设计提供必要的水文地质资料，针对隧道区特殊的地质、水文地质条件，采用了综合的水文地质勘察方法及手段。
本次定测工作对隧道通过区进行了全面水文地质调查，对隧道通过的沟谷进行了地表水流量测量，为地下径流模数预测隧道涌水量取得了资料。
在隧道区布置了2个深孔进行综合水文地质测试及采用先进的物探技术对隧道地表至隧道洞身范围进行了探测。
现将取得的成果阐述如下。
1.钻探工作
目前钻探仍在进行中。
2．物探工作
物探测试资料较准确地确定了破碎带的位置及其宽度，对隧道岩体及构造的富水性也作出了定性评价。
其中物性反映异常的邓邓桥沟，岩体破碎且富含地下水。
（二）隧道涌水量预测计算
本次定测工作，在初测工作及地面调查的基础上，采用大气降水入渗法、地下径流模数法对隧道涌水量进行计算预测。
1.大气降水入渗法
根据公式：
Q＝·
α·
W·
A
（1）
A＝L·
B
（2）
式中：
Q――隧道通过含水体地段的正常涌水量（m3/d）；
α――降水入渗系数，根据经验或试验数据确定；
（隧道通过岩体主要为板岩、灰岩，风化节理、裂隙发育，取值）
A――隧道通过含水体的集水面积（km2）；
L――隧道通过含水体的长度（km），（隧道长）
B――隧道涌水地段长度内对两侧的影响宽度（km）；
W――年降水量（mm），（根据气象资料取值mm）。
隧道两侧的影响宽度结合岩性、构造、节理裂隙发育情况、隧道区的植被、以及地形地貌、气象等的综合因素进行取值，本区取值平均宽度。
根据上述公式及参数计算隧道正常涌水量Q＝6970m3/d。
隧道开挖时最大涌水量取稳定涌水量的三倍即20910m3/d。
2.地下径流模数法
地下径流模数是指单位时间内单位流域面积上的地下水流量，根据预测各富水性分区可能跨越的流域不同，隧道涌水形式的影响宽度也不尽相同。
因此，不同富水性分区中隧道单位涌水量的计算采用加权平均法来计算。
即公式
q――某富水性分区中隧道的单位涌水量（m3/d·
km）；
Bi――不同富水性分区中隧道两侧影响宽度（km）；
Li――某富水性分区中，隧道在第i个流域中的长度（km）。
隧道区属地下水排泄区，支沟发育，但多为季节性沟流，因此利用地表测流计算的径流模数偏小，仅天池里沟流域径流模数与区域资料较为一致，实测径流模数833m3/d·
km2，误差系数考虑，采用径流模数1666m3/d·
km2。
因此，结合区域水文地质资料及该隧道岩性、构造情况，径流模数在弱富水区取值500～1000m3/d·
km2，中等富水区取值1000～2000m3/d·
隧道洞身涌水量预测表
序号
隧道起迄里程
富水性分区
长度（m）
径流模数
（m3/d·
km2）
影响宽度（km）
正常涌水量（m3/d）
岩性简述
1
DK285+977～DK287+400
Ⅱ
1423
500
712
板岩、灰岩
2
DK287+400～DK289+100
Ⅰ1
1700
1400
2856
3
DK289+100～DK292+700
Ⅰ2
3600
1500
6480
4
DK292+700～DK296+900
Ⅰ3
4200
1666
8397
DK296+900～DK300+498
3598
700
2519
合计
14521
20963
根据前述方法计算的涌水量，考虑本次隧道勘察水文地质钻探正在进行中，且隧道涌水的不可预见性，在设计中以计算结果较大的地下径流模数法作为本次设计涌水量，即预测隧道正常涌水量为20963m3/d、最大总涌水量为正常涌水量的三倍计算62889m3/d。
（三）地下水富水性分区
1.地下水富水性
隧道区地下水根据其赋存类型可分为基岩裂隙水、岩溶裂隙水和褶皱构造裂隙水。
基岩裂隙水，分布在隧道广大地区，裂隙由风化裂隙及构造节理、裂隙两大类构成，一般风化裂隙多发育岩体浅层，风化层厚度受岩石本身抗分化能力控制，地下水位埋藏较浅，受地形地貌及风化层厚度控制，与大气降水关系密切，一般水量较小。
构造节理、裂隙主要由于构造作用伴生形成，其发育受构造影响程度不同具有不均一性，发育深度亦差异较大，构造影响轻微基岩裂隙水径流模数一般小于500m3/d·
km2，节理裂隙发育地段径流模数500～1000m3/d·
区内石灰岩与板岩呈互层状，岩溶裂隙水和褶皱构造裂隙水与构造成因关系密切，岩溶裂隙水发育地段，构造节理裂隙亦相对集中发育，在向斜核部、背斜两翼破碎带富集地下水，隧道通过地区岩溶裂隙水和褶皱构造裂隙水相互依存，地下水径流模数1000～2000m3/d·
2.隧道地下水富水性分区特征
根据水文地质调查、隧道洞身位置通过的含水层岩性构造及水文地质计算分析，将隧道通过区按径流模数对地下水的富水性划分为褶皱构造裂隙、岩溶裂隙水中等富水区（Ⅰ）和构造裂隙水弱富水（Ⅱ），褶皱构造裂隙、岩溶裂隙水中等富水区根据褶皱类型不同划分为池家山向斜中等富水亚区（Ⅰ1）、沈家山背斜中等富水亚区（Ⅰ2）、广坪向斜中等富水亚区（Ⅰ3），其主要特征如下：
Ⅰ1区：
池家山向斜中等富水亚区
隧道通过里程为DK287＋400～DK289＋100，长，地层岩性主要为三叠系下统板岩、石灰岩互层，以板岩为主。
本区地貌形态属中山区，切割深度300～500m，植被较发育。
推测向斜核部通过隧道洞身里程DK287＋600～DK287＋800，岩体在构造作用下，构造裂隙、节理发育，在向斜核部一定范围形成节理裂隙密集带，为地下水提供了良好的储存空间。
地下水主要接受大气降水、地表的补给，以泉水或区域径流方式排泄为主。
水化学类型为HCO3—Ca·
Mg型水，矿化度小于l，水质良好，对圬工不具备氯盐和硫酸盐化学侵蚀性。
预测隧道通过时单位正常涌水量为：
1680m3/d·
km。
Ⅰ2区：
沈家山背斜中等富水亚区
隧道通过里程为DK289＋100～DK292＋700，长，地层岩性主要为三叠系下统板岩、石灰岩互层，以板岩为主。
本区地貌形态属高中山区，切割深度500～900m，植被较发育。
推测背斜核部通过隧道洞身里程DK289＋300～DK289＋500，岩体在构造作用下，构造裂隙、节理发育，在背斜南翼一定范围形成节理裂隙密集带，为地下水提供了良好的储存空间，依据物探资料DK291＋300～DK291＋500（邓邓桥沟）节理裂隙发育，地下水富集，位于邓邓桥沟口的邓邓桥泉流量1660m3/d，泉水冬暖夏凉，实测气温－4℃，水温11℃，属岩溶裂隙水，推测隧道洞身通过石灰岩段落岩溶裂隙水发育，可能出现突然涌水。
1800m3/d·
Ⅰ3区：
广坪向斜中等富水亚区
隧道通过里程为DK292＋700～DK296＋900，长，地层岩性主要为三叠系下统板岩、石灰岩互层，以板岩为主。
本区地貌形态属高中山区，切割深度500～1000m，植被较发育。
推测向斜核部通过隧道洞身里程DK295＋600～DK295＋800，岩体在构造作用下，构造裂隙、节理发育，在向斜核部周围一定范围形成节理裂隙密集带，为地下水提供了良好的储存空间，隧道洞身通过石灰岩段落岩溶裂隙水发育，可能出现突然涌水。
2000m3/d·
Ⅱ区：
构造裂隙弱富水区
分布在隧道进口段和出口段的大部分段落。
隧道通过里程为DK285＋977～DK287＋400、DK296＋900～DK300＋498，总长。
本区地貌形态属高中山区，切割深度300～700m，植被均较发育，岩性主要为三叠系板岩、石灰岩互层，以板岩为主。
储水构造主要为延伸长大的构造节理裂隙、岩层接触带、节理裂隙密集带及岩溶裂隙组成。
地下水主要接受大气降水、地表沟水、洼地积水的补给，浅表以垂直入渗为主，深层以径流为主，动态变化较大，最终以以泉水或区域径流方式排泄为主。
Mg型水，矿化度小l，水质良好，对圬工不具备氯盐和硫酸盐化学侵蚀性。
500～700m3/d·
（四）隧道工程水文地质条件评价
1.隧道工程水文地质条件评价
根据水文地质调查及涌水量计算并依据隧道水文地质富水性所划分的中等富水、弱富水段，对隧道工程水文地质分段评述。
（1）DK258＋977（进口）～DK287＋400
构造裂隙弱富水段，主要岩性为三叠系下统板岩、石灰岩互层，以板岩为主，节理裂隙较发育，岩体较完整，属地下水排泄区，预测隧道洞身单位正常涌水量为500m3/d·
水质良好，对圬工不具备氯盐和硫酸盐化学侵蚀性。
（2）DK287＋400～DK289＋100
池家山向斜中等富水段，主要岩性为三叠系下统板岩、石灰岩互层，节理裂隙较发育，石灰岩段落岩溶裂隙水丰富，预测隧道洞身单位正常涌水量为1680m3/d·
km，预测主要出水段在向斜核部及连续石灰岩段落，推测隧道洞身在DK287＋600～DK287＋800通过向斜核部，应采取预防性工程措施。
（3）DK289＋100～DK292＋700
沈家山背斜中等富水段。
地层岩性主要为三叠系下统板岩、石灰岩互层，以板岩为主。
构造节理、裂隙发育，在背斜南翼一定范围形成节理裂隙密集带，地下水富集。
预测主要出水段在DK291＋300～DK291＋500（邓邓桥沟）及隧道洞身通过的石灰岩段落，可能出现突然涌水，施工阶段应密切注意该地段附近地下水水量的变化情况，要加强地质超前预报，注意防护，对突然性涌水采取预防性工程措施。
预测隧道洞身单位正常涌水量为1800m3/d·
（4）DK292＋700～DK296＋900
广坪向斜中等富水段。
构造节理、裂隙发育，预测隧道洞身单位正常涌水量为2000m3/d·
预测主要出水段在向斜核部及连续石灰岩段落，推测隧道洞身在DK295＋600～DK295＋800通过向斜核部，可能出现突然涌水，施工阶段应密切注意该地段附近地下水水量的变化情况，加强地质超前预报，注意防护，对突然性涌水采取预防性工程措施。
（5）DK296＋900～DK300＋498（出口）
构造裂隙弱富水段。
该段岩体构造作用影响，节理裂隙较发育，属地下水排泄区，预测单位正常涌水量为700m3/d·
2.斜井水文地质条件评价
（1）邓邓桥沟斜井（长1150m）水文地质条件评价
邓邓桥沟斜井位于沈家山背斜中等富水亚区。
预测正常涌水量2070m3/d，最大涌水量6210m3/d。
（2）天池里沟斜井（长1155m）水文地质条件评价
天池里沟沟斜井位于广坪向斜中等富水亚区。
预测正常涌水量2310m3/d，最大涌水量6930m3/d。
（3）天池坪隧道3号斜井（长2100m）水文地质条件评价
天池坪隧道3号斜井位于构造裂隙弱富水区。
预测正常涌水量1470m3/d，最大涌水量4410m3/d。
八、环境水文地质评价
本隧道环境水文地质，主要是地下水的疏排和地表水的漏失两个问题，一般对地表生态环境不会产生影响。
隧道地区处于秦岭褶皱系，构造特征强烈，断层、岩体节理裂隙发育，地下水循环强烈。
由于隧道埋藏较深，隧道排水对沿线大的环境水文地质条件不会产生太大的改变。
隧道顶部的池家山村、王家庄、套下村、石门子村居民点，用水主要为就地取水，以地表水、泉水为主，用水量较小，施工时受隧道排水影响，有可能造成隧道通过带的泉水疏干、沟水漏失等现象，可能影响村民用水；
其中邓邓桥斜井施工中影响池家山村、王家庄、套下村用水，天池里沟斜井施工中影响石门子村用水，设计施工时应予以重视。
隧道通过中等富水段存在突涌水可能性，极有可能造成沟谷断流、泉水干枯等现象，施工中应加强地质超前预报，采取以堵为主，疏排结合的工程措施。
对施工过程中的废水、废渣、废油的排放，应符合国家现行排放标准，对超标的“三废”必须进行处理，作到有组织有计划地排放，不得成为地表水及地下水的污染源。
宕昌县气象站主要气象资料汇总表
地理位置
北纬:
34︒02'
东经:
104︒23'
高程
1753.2m
建站时间
1956年
气象站地点
代表里程及地点
CK218+355（和尚沟）～CK314+885（冯家沟）
数值及统计年限
数值
出现时间
统计年限
气压hpa（年平均）
1971～2000
气温
（℃）
年平均
极端
最高
最低
最热月平均
7月
最冷月平均
1月
最大月平均日
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