隧道洞顶及周边水环境监测方案.docx

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隧道洞顶及周边水环境监测方案

隧道顶及周边水环境监测方案

一、编制依据、编制范围及设计概况

1、《中国环境监测》；

2、《环境监测技术规范》；

3、《水环境监测规范》；

4、《地表水和污水监测技术规范》（HJ-T91-2002）

5、《中华人民共和国水污染防治法》

6、《中华人民共和国环境保护法》；

7、《地表水环境质量标准（GB 3838—2002）

8、《地下水环境监测技术规范>（HJ-T164-2004 ）

9、已审批的成贵铁路CGZQSG-8标实施性施工组织设计。

10、高山田隧道、锅图岩隧道实施性施工组织设计。

11、新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段CGZQSG-8标施工图及相关设计资料；

12、现场勘察收集到的地形、地质、气象和其它地区性条件等资料；

二、隧道工程概况

锅图岩隧道起始里程D5K231+770-D5K232+745，全长975m，其中明挖20m，Ⅳ级围岩530m，Ⅴ级围岩425m。

整个隧道位于四川省宜宾市兴文县麒麟乡境内。

隧道正洞进口采用耳墙式洞门，平导采用端墙式洞门，隧道最大埋深130m。

高山田隧道起始里程D5K234+720-242+938，全长8107.45m，高山田隧按旅客列车设计行车速度250km/h，客运专线双线隧道设计，线间距为4.6m。

全隧Ⅲ级围岩3120m、Ⅳ级围岩4780m、Ⅴ级围岩612m，横洞长593m。

本隧道进出口均采用斜切式洞门，设置缓冲结构，洞口边仰坡采用植草防护或人字形C25砼截水骨架内植草防护。

本隧道除明洞段采用明挖法施工及整体式明洞衬砌外，其余段落均采用暗挖法施工，设置复合式衬砌。

暗洞段采用钻爆法开挖，锚喷构筑法支护，并对支护结构体系变形进行监控量测并分析评判其稳定性。

全隧道拱墙衬砌应一次灌注，带仰拱衬砌应先施工仰拱。

仰拱应整体灌注，严禁半幅施工，以确保仰拱施工质量，严格控制衬砌仰拱距离掌子面的安全距离、每循环开挖支护进尺。

喷射混凝土采用湿喷工艺。

隧道最大埋深570m。

三、地形地貌

锅图岩隧道隧址区位于四川省兴文县麒麟苗族乡崔家村境内，为丘陵剥蚀、溶蚀地貌，隧道里程范围大部分地势相对平缓，中部较陡峻，相对高差一般30～110m，坡度一般10～54°，地表植被不发育，多为垦为旱地。

区内沟谷不甚发育，地表多为季节性冲沟；出口地形起伏不大，有基岩出露。

高山田隧道隧址区位于四川省兴文县麒麟苗族乡飞燕村境内，地形起伏大，隧址位于中低山地貌，山体多为浑圆状，高程415-1000m，相对高差一般20-585m，坡度一般10°-45°，地表水以河流为主，地下水以第四系松散砂卵砾石层为主，含水量丰富，可溶岩中的岩溶水及砂泥岩中的基岩裂隙水次之，其中岩溶水较为丰富，暗河、岩溶泉十分发育。

大部分地表水对混凝土无侵蚀性，部分地段地表水及含煤层、石膏、岩盐及铁矿等地层中的地下水一般具有侵蚀性。

对砼具弱～强硫酸型酸性侵蚀及弱～中等溶出性侵蚀，按《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》，其侵蚀等级为H1～H3。

四、气象特征及及水文地质情况

4.1气象特征

沿线气候属亚热带湿润季风气候。

年平均气温17.6℃，极端最高气温一般在41.8℃，极端最低气温一般在-2.7℃，最大平均日较差9.2℃；年相对平均湿度83%，年平均降雨量1185.7mm，最大降雨量1569.8mm。

4.2地层岩性

锅图岩隧道地层岩性主要为钙质泥岩、砂质页岩、泥岩、页岩、灰岩等，节理发育。

地下水对混凝土结构无侵蚀性。

隧道洞身D5K231+770-D5K232+106段为钙质泥岩、泥岩、页岩，属软质岩，该段隧洞开挖有轻微大变形；D5K231+763-D5K232+758有含碳质页岩层分布，该地层会产生瓦斯气体，应按低瓦斯隧道设防。

高山田隧道地层岩性主要为钙质泥岩、泥质灰岩、泥岩、页岩、灰岩等，节理发育；地下水对混凝土结构具侵蚀性。

段内不良地质为岩溶、围岩变形、有毒有害气体、危岩落石、岩堆和顺层，特殊岩土为软土。

隧址区在大范围内位于东西向和南北向构造体系中，总体为单斜向岩层，且岩层倾角平缓，受区域构造影响，段内岩层局部扭曲。

隧道洞身局部穿越可溶盐岩段，隧道通过时往往会遭遇地下水发育的各种岩溶、洞穴、溶蚀等现象，并可能产生突水、突泥等灾害，特别是在可溶岩和非可溶岩接触带，在施工中要高度重视；隧道洞身D5K238+250~D5K238+325段基岩为泥岩，属软质岩，该段隧洞开挖有轻微大变形；D5K234+720-D5K236+190有含碳质页岩层分布，该地层会产生瓦斯气体，且局部可能富集，应按低瓦斯隧道设防。

施工技术复杂，安全风险较大。

4.3水文地质情况

锅图岩隧道隧址区内地表水主要为河流水及季节性冲沟水，有个别沟槽四季有水，水量随季节变化较大，以大气降水补给为主，含水岩层并非均质体，且采用了封堵措施后，是地下水径流更趋复杂化。

隧道在穿越该区域时可能在裂隙发育带遇涌水突泥现象；隧道平常期涌水量572m3/d，雨季最大涌水量939m3/d.

高山田隧道隧址区内地下水主要类型为碎屑岩类裂隙水和少量碳酸盐类岩溶水，两类含水层相见分布，含水层间水力联系弱。

隧址区内地表水主要为稻田水、池塘水及季节性溪沟水，有个别～沟槽四季有水，水量随季节变化较大，以大气降水补给为主，主要顺山涧沟谷由东向西排泄，主要汇入隧道右侧的古宋河直流内。

隧道主要穿越一段碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层，其余主要为碎屑岩类裂隙含水层，局部为碳酸盐岩和碎屑岩相间分布，富水性中等；隧道在穿越碎屑岩类裂隙含水层时，可能在裂隙发育带遇股水涌出现象；在穿越碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层时，雨季可能突遇岩溶涌水、突泥影响。

隧道平常期涌水量9630m3/d，雨季最大涌水量17433m3/d。

 五、隧道洞顶水环境监测方案

5.1资料的收集 

 在制订监测方案之前，应尽可能完备地收集隧道顶及周边所在区域的有关资料，主要有：

1、锅图岩隧道、高山田隧道的气候、地形地貌、地质状况及地表水文资料见上述相关内容。

2、隧址区内河流的宽度、深度、河床结构及地质状况。

根据调查报告，二分部锅图岩隧道、高山田隧道两个工点都存在洞内出水及周边水失水现象。

调查报告如下：

（1）、锅图岩隧道隧址区内仅存在隧道的进口发育一条河流，地表水主要为和流水和季节性冲沟水。

地下水为第四系堆积层孔隙泉水或上层滞水及基岩裂隙水和岩溶水，主要以大气降水、河水补给，以蒸发、下渗和径流等形成排泄。

出口段D5K232+730~D5K232+768段为灰岩和灰岩与非可熔岩的接触段，岩溶强烈发育，D5K231+690右侧178m、D5K231+710右侧84m、D5K231+711右侧235m和D5K231+730右侧335有岩溶漏斗发育，在D5K232+843左侧84.8m发育暗河出口，出口处有岩溶支管道和该暗河管道联通。

（2）、高山田隧道隧址区内地表水主要为稻田水、池塘水及季节性溪沟水，有个别沟槽四季有水，水量随季节变化较大，以大气降水为补给为主。

隧址区地下水主要为第四系堆积层孔隙水及基岩裂隙水和岩溶水。

孔隙水赋存于局部冲沟沟床及坡麓松散堆积层，接受大气降水和地表水补给。

隧道左侧有泉点、溶洞漏斗、落水洞、溶蚀洼地及暗河天窗等水源点：

①、D5K235+459线路右侧212m处为饮用水泉点，D5K235+484线路右侧166m处为饮用水泉点。

②、D5K235+544线路右侧210m处为饮用水泉点，D5K235+621线路右侧484m处为饮用水泉点。

③、D5K239+182左1256m处为暗河进口。

洞口高约8m，宽约15m。

据访问，暴雨时都有雨水入渗现象，推测四周均有较小的溶洞与主洞相通。

④、D5K239+130左1105米处分别有暗河进口，溶洞高约10m，宽约17m。

⑤、D5K239+110左2338m处，为落水洞，宽约0.3~1m为一溶蚀洞，植被发育。

⑥、D5K239+156左2140m处发育一落水洞。

⑦、D5K240+096左1020m处发育一漏斗，长74m，宽约27m。

⑧、D4K243+583左487处发育有一落水井。

⑨、D4K243+843左570m处各发育一落水洞。

⑩、D4K244+610左270m处为暗河出口。

5.2监测点的设置原则 

在对调查研究结果和有关资料进行综合分析的基础上，根据监测目的和监测项目，并考虑人力、物力等因素确定监测点的设置。

在水域的下列位置应设置监测点：

（1）有大量废水排入河流的主要居民区、工业生产区的上游和下游。

（2）湖泊、水库、河流的主要入口和出口。

（3）饮用水源区、水资源集中的水域、主要风景游览区及重大水力设施所在地等功能区。

（4）水文特征突然变化处（支流汇入处）水质急剧变化处（污水排入处）重点水工构建物（取水口 桥梁涵洞）水文站附近应设断面。

结合上述相关方法锅图岩隧道地表的河流、暗河的出口进行水文监测点布置，对高山田隧道的泉点、地表河流、暗河进出口、溶洞水位进行监测点布置。

5.3隧道洞顶水环境监测方法

5.3.1基面与水准点 

水位是水体（如河流、湖泊、水库、沼泽等）的自由水面相对于某一基面的高程，一般都以一个基本水准面为起始面，这个基本水准面又称为基面。

由于基本水准面的选择不同，其高程也不同，在测量工作中一般均以大地水准面作为高程基准面。

1．绝对基面 

一般是以某一海滨地点的特征海水面为准，这个特征海水面的高程定为0.000米，目前我国使用的有大连、大沽、黄海、废黄河口、吴淞、珠江等基面。

若将水文测站的基本水准点与国家水准网所设的水准点接测后，则该站的水准点高程就可以根据引据水准点用某一绝对基面以上的高程数来表示。

2．假定基面 

   若水文监测点附近没有国家水准网，其水准点高程暂时无法与全流域统一引据的某一绝对基面高程相连接，可以暂时假定一个水准基面，作为本站水位或高程起算的基准面。

如：

暂时假定该水准点高程为100.000米，则该站的假定基面就在该基本水准点垂直向下100米处的水准面上。

3．测站基面 

测站基面是假定基面的一种，它适用于较大的河道上，一般将其确定在测站河库最低点以下0.5～1.0米的水面上，对水深较大的河流，可选在历年最低水位以下0.5～1.0米的水面作为测站基面。

同样，当与国家水准点接测后，即可算出测站基面与绝对基面的高差，从而可将测站基面表示的水位换算成以绝对基面表示的水位。

5.3.2监测点（网）的布设

1．监测点（网）的分类 

根据监测点（网）根据其目的不同，一般可分为基本监测点（网）和专门监测点（网）两类。

基本监测点（网）属于整个城市范围内的控制性点（网），它研究区域性地下水动态的变化规律，划分地下水动态类型，以便为地下水资源评价、预测和管理提供系列资料。

专门监测点（网）用来研究某些专门性的水文地质问题，或用来解决某些特殊性问题。

这些问题如：

地下水与地表水和上、下含水层之间的水力联系，咸水和淡水的分界线，计算某些水文地质参数确定某些地下水均衡要素等。

2．监测点（网）布置的一般原则 

（1）基本监测点（网）的布设。

基本观测点应以能控制勘察区的地下水动态特征为原则进行布设，并尽量结合已有的井、泉和勘探钻孔进行。

（2）专门监测点（网）的布设 

专门观测点要以所解决的问题，有针对性地进行布设，为取得有关的水文地质参数，可参照布设。

3．观测孔的结构 

利用钻孔、井、泉等作为监测点，应根据观测目的和性质来确定其结构。

5.3.3采样时间和采样频率的确定  

为使采集的水样具有代表性,能够反应水质在时间和空间上的变化规律,必须确定合理的采样时间和采样频率,一般原则是:

（1）对于较大水系干流和中小河流全年采样不少于6次；采样时间为丰水期、枯水期和贫水期,每期采样两次。

污染较重的河流游览水域、饮用水源地全年采样不少于12次；采样时间为每月一次或视具体情况选定。

（2）排污渠每年采样不少于三次。

（3）背景断面每年采样一次。

可以看到进行地表水体监测时,必须从宏观、中观、微观三个层次来考虑:

①宏观定位:

在一条河流上确定要监测的河段 ； 

②中观定位:

在确定的河段上再确定要采样的断面；

③微观定位:

在各自的断面上确定采样点位。

5.3.4水位的直接观测设备 

1．水尺的种类 

水尺分直立式、倾斜式、矮桩式和悬锤式四种。

其中直立式水尺应用最普遍，其它三种，则根据地形和需要选定。

我标段地表水监测选择直立式水尺为主要监测工具，倾斜式和悬锤式水尺根据地形地貌适当选用。

（1）直立式水尺

直立式水尺由水尺靠桩和水尺板组成。

一般沿水位观测断面设置一组水尺桩，同一组的各支水尺设置在同一断面线上。

使用时将水尺板固定在水尺靠桩上，构成直立水尺。

水尺靠桩可采用木桩、钢管、钢筋混凝土等材料制成，水尺靠桩要求牢固，打入河底，避免发生下沉。

水尺靠桩布设范围应高于测站历年最高水位、低于测站历年最低水位0.5米。

水尺板通常是长1米，宽8～10厘米的搪瓷板、木板或合成材料制成。

水尺的刻度必须清晰，数字清楚，且数字的下边缘应放在靠近相应的刻度处。

水尺的刻度一般是1厘米，误差不大于0.5毫米。

相邻两水尺之间的水位要有一定的重合，重合范围一般要求在0.1～0.2米，当风浪大时，重合部分应增大，以保证水位连续观读。

水尺板安装后，需用四等以上水准测量的方法测定每支水尺的零点高程。

在读得水尺板上的水位数值后加上该水尺的零点高程就是要观测的水位值。

（2）倾斜式水尺 

当测验河段、水源点内，岸边有规则平整的斜坡时，可采用此种水尺。

此时，可以平整的斜坡上（在岩石或水工建筑物的斜面上），直接涂绘水尺刻度。

同直立式水尺相比，倾斜式水尺具有耐久、不易冲毁，水尺零点高程不易变动等优点，缺点是要求条件比较严格，多沙河流上，水尺刻度容易被淤泥遮盖。

（3）悬锤式水尺   

悬锤式水尺通常设置在坚固的陡岸、桥梁或水工建筑物上。

它也大量被用于地下水位和大坝渗流水位的测量。

由一条带有重锤的测绳或链所构成的水尺。

它用于从水面以上某一已知高程的固定点测量离水面的竖直高差来计算水位。

悬锤的重量应能拉直悬索，悬索的伸缩性应当很小，在使用过程中，应定期检查测索引出的有效长度与计数器或刻度盘的一致性，其误差不超过±1cm。

 2．水尺的布置和零点离程的测量 

水尺设置的位置必须便于观测人员接近，直接观读水位，并应避开涡流、回流、漂浮物等影响。

水尺布设范围，应高于测站历年最高、低于测站历年最低水位0.5m。

同一组的各支基本水尺，应设置在同一断面线上。

当因地形限制或其它原因必须离开同一断面线时，其最上游与最下游一支水尺之间的同时水位差不应超过1cm。

 同一组的各支比降水尺，当不能设置在同一断面线上时，偏离断面线的距离不能超过5m ,同时任何两支水尺的顺流向距离不得超过上、下比降断面距离的1/200。

水尺设立后，立即测定其零点高程，以便即时观测水位。

使用期间水尺零点高程的校测次数，以能完全掌握水尺的变动情况，准确取得水位资料为原则：

一般情况下，汛前应将所有水尺校测一次，汛后校测汛期中使用过水尺，汛期及平时发现水尺有变动迹象时，应随时校测；在受影响期间，应增加对使用水尺的校测次数，如水尺被撞，应立即校测。

5.3.5、水位观测 

水位基本定时观测时间一般定在每天上午。

水位的观读精度一般记至1cm，当上下比降断面水位差小于0.20m时，比降水位应读记至0.5cm。

水位每日观测次数以能测得完整的水位变化过程、满足日平均水位计算、极值水位挑选的要求为原则。

水位平稳时，一日内可只观测一次，水位有缓慢变化时，每日观测两次外，即将枯水期时也可增加观测次数。

水位变化较大或出现较缓慢的峰谷时，每日观测4次。

由于水位涨落，水位将要由一支水尺淹没到另一支相邻水尺时，应同时读取两支水尺上的读数，一并记入记载簿内，并立即算出水位值进行比较。

其差值若在允许范围内时，应取二者的平均值作为该时观测的水位。

否则，应即时校测水尺，并查明不符原因。

5.4、地表水环境动态观测资料的整理 

地表水动态的长期观测资料，是进行地表水动态规律分析与预报服务的依据。

其资料整理工作尤为重要，资料整理分为日常的资料整理工作和年度资料整理工作。

（一）日常整理工作 

日常整理工作，主要是及时认真地检查、校对水源水水位、水温、水量、水质等观测记录，为保证观测资料的质量，应由观测记录人员及时记录相关原始数据，进行随时对照分析。

（二）年度资料整理 

1．编制监测点位置图说明表：

说明监测点的位置、高程；建立观测的目的任务和时间；井孔的结构、深度、规格等，并绘制大比例尺位置图。

2．计算各动态项目的月平均值、最大值、最小值及其变化幅度。

根据对观测区具体水文地质条件的分析和每个监测点地表水动态曲线分析，可选择一些典型监测点，绘制地表水-时间综合曲线。

对监测中获得的众多数据，应进行科学地计算和处理，并按照要求的形式在监测报告中表达出来。

六、地表失水处理相关要求

由于隧道长期排水及初支渗漏水已影响到隧址区生态环境和人居环境，周边百姓反映没水吃、植被干枯等问题。

为准确评估隧道排水影响范围和合理解决因隧道排水而产生的环境纠纷，通过隧道洞内涌水和地表泉点的观测、访问、查明隧道排水可能影响的范围，获取大量隧道区水文信息，合理分析隧道工程造成地表水的变化规律，施工中加强超前地质预报工作，重点查明可岩溶地段发育状况及地下水赋存状态，特别是岩溶裂隙、岩溶管道、暗河、隐伏的岩溶，准确识别隧道涌水来源，根据环保政策，应遵循“一堵为主，限量排放”的原则，必要时进行注浆止水措施，有效控制地下水的涌入。

七、监测质量保证措施 

质量保证概括了保证水文监测数据正确可靠的全部活动和措施。

质量保证贯穿监测工作的全过程。

贯穿监测全过程：

监测计划的制定，监测点布置，监测频率、采样时段，监测的工具与方法，数据采集分析的方法，现场工作条件，人员培训，数据处理和结果表达以及编写有关的文件指南和手册等。

由此保证数据准确性和可比性，以便作出正确的结论。

内部质量控制，监测人员自我控制质量的常规程序，他能反映分析数据的稳定如何，并及时发现分析中的异常情况，随时采取相应的校正措施。

外部质量控制：

由监理单位、设计单位的监测人员或其他有经验的人员来执行，以便对监测数据质量进行独立评价，可以从中发现所存在的记录、计算误差等问题，以便及时矫正、提高检查质量。