摘要：水在隧道施工過(guò)程以及運(yùn)營(yíng)期間都會(huì)存在較大的安全隱患，無(wú)論隧道是否建成都是一個(gè)不可忽略的重要因素，所以只有長(zhǎng)期觀測(cè)它的特性才能找到正確處理水的方法。

　　關(guān)鍵字：觀測(cè),巖溶水,變化關(guān)系

　　1.工程概況

　　1.1地理位置

　　大支坪隧道為宜萬(wàn)鐵路八座一級(jí)高風(fēng)險(xiǎn)隧道之一。該隧道東起支井河，中間經(jīng)大支坪鎮(zhèn)，西至野三河，隧道最大埋深為700m。隧道處于鄂西長(zhǎng)江與清江分水嶺的巫山山脈南端八面山系的中山區(qū)，隧道斜穿山體。隧道前進(jìn)方向?yàn)镹W2780，進(jìn)口段長(zhǎng)度I線4013米，Ⅱ線4048米。洞口海拔814米，與鄂西南山原期，王家坪地文亞期海拔800～900米相當(dāng)，是巖溶相對(duì)發(fā)育的高程。

　　1.2地形地貌特征

　　隧道區(qū)屬構(gòu)造剝蝕—溶蝕深切割中山，基本地形配置為臺(tái)原山地和深切峽谷。地勢(shì)北高南低，山頂高程1427～1100m，河谷切割深度200～700m。受區(qū)域內(nèi)NE向和EW向構(gòu)造影響，山脈一般沿NE向和EW向延伸。地形條件對(duì)區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育起明顯的控制作用，巖溶發(fā)育總體呈深切峽谷型特征。

　　隧道區(qū)屬長(zhǎng)江一級(jí)支流清江流域，隧道線處于清江的2條2級(jí)支流——支井河、野三河之間，溪溝總體呈NNE向展布。大支坪隧道進(jìn)口位于支井河西岸，出口位于野三河?xùn)|岸。地表水的分布及發(fā)育高程控制了地下水系統(tǒng)的動(dòng)力循環(huán)格局，進(jìn)而對(duì)區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育和展布結(jié)構(gòu)有明顯的控制作用。

　　1.3地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造特征

　　隧道沿線出露的地層有泥盆系、石炭系、二疊系和三疊系地層。

　　隧道區(qū)屬新華夏系構(gòu)造體系。主要構(gòu)造形跡有褶皺、斷裂和構(gòu)造節(jié)理、裂隙等。

　　隧道區(qū)內(nèi)褶皺主要發(fā)育唐坪向斜和養(yǎng)長(zhǎng)河背斜。

　　隧道內(nèi)斷裂以走向斷裂即NE、NNE向?yàn)橹�，為區(qū)域性斷裂，規(guī)模較大。NW向斷裂在測(cè)區(qū)內(nèi)零星分布，規(guī)模也較小。主要斷層有9條斷層：中壩斷裂F1、支井河斷裂F2、小風(fēng)埡斷裂F3、向家坪組斷裂F4～F7、團(tuán)包斷裂、F9斷層。

　　1.4水文地質(zhì)條件

　　隧道上方地表有水洞坪、水谷壩、向家坪等大型巖溶洼地，洼地與隧道間發(fā)育有單管式、網(wǎng)絡(luò)式等規(guī)模較大的地下巖溶管道水，匯集地表雨水，為地下徑流集中的通道。隧道開(kāi)挖過(guò)程中極易遭遇該巖溶管道水，存在大規(guī)模的突水突泥等災(zāi)害。

　　1.5現(xiàn)在實(shí)際條件

　　大支坪隧道進(jìn)口開(kāi)挖過(guò)程中揭示了大大小小不下100個(gè)出水點(diǎn)，有小的裂隙水，也存在較大的巖溶管道、溶腔流水。該隧道突水突泥數(shù)十次，任何一次突泥并不是毫無(wú)預(yù)兆可尋，正因?yàn)榇笾�坪隧道進(jìn)口建立了一套完整的水文地質(zhì)觀測(cè)方法，在數(shù)十次突水突泥前均能提供可靠的信息，從而在突水突泥過(guò)程中均未出現(xiàn)人員傷亡事故，也給隧道施工前、中、后期提供準(zhǔn)確可靠的信息，以尋求安全、可靠的施工作業(yè)方法。

　　2.水文地質(zhì)觀測(cè)

　　2.1測(cè)試項(xiàng)目及內(nèi)容表

　　2.1.1降雨量觀測(cè)：在水谷壩洼地設(shè)降雨量觀測(cè)站1處。

　　2.1.2涌水量觀測(cè)：共設(shè)12個(gè)涌水量觀測(cè)點(diǎn)

　　大支坪隧道進(jìn)口涌水點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表

　　2.1.3水壓觀測(cè)：共設(shè)計(jì)4孔進(jìn)行水壓觀測(cè)。

　　大支坪隧道水壓觀測(cè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表

　　2.1.4主要儀器設(shè)備

　　大支坪隧道水文觀測(cè)主要儀器設(shè)備表

　　2.2觀測(cè)過(guò)程

　　2.2.1降雨量監(jiān)測(cè)

　　2.2.1.1降雨量監(jiān)測(cè)采用“SRY-1雨量記錄儀”進(jìn)行降雨量自動(dòng)記錄，每天專人負(fù)責(zé)收集，遇特殊情況進(jìn)行加密觀測(cè)。

　　2.2.1.2當(dāng)天早8:00至第二日早8:00期間的降雨量作為當(dāng)日降雨量。

　　2.2.1.3記錄天氣狀況(晴、陰、雨、雪)、氣溫(℃)、降雨量(mm);遇大雨、暴雨、暴雪等天氣時(shí)，詳細(xì)記錄其發(fā)生時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、降雨量、降雪量等。

　　2.2.1.4降雨量監(jiān)測(cè)配備輔助電源，避免停電影響降雨量的數(shù)據(jù)采集。

　　2.2.1.5雨量記錄儀及時(shí)采集和整理觀測(cè)數(shù)據(jù)、定期檢查設(shè)備工作狀況。

　　2.2.2涌水量監(jiān)測(cè)

　　2.2.2.1對(duì)超前鉆孔、重要出水點(diǎn)、集中匯水點(diǎn)、重要井泉等均進(jìn)行水量監(jiān)測(cè)。

　　2.2.2.2采用人工監(jiān)測(cè)及自動(dòng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行涌水量監(jiān)測(cè)。

　�、偃斯けO(jiān)測(cè)：水量較小時(shí)采用量筒法量測(cè)，水量較大時(shí)應(yīng)集水歸槽后采用堰測(cè)法量測(cè)。

　　②自動(dòng)監(jiān)測(cè)：在集中匯水點(diǎn)設(shè)置“SONTEK Argonaut SW多普勒流速測(cè)量?jī)x” 24小時(shí)不間斷進(jìn)行流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)。

　　2.2.2.3采用人工監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)的水點(diǎn)，晴天每天一次，雨天每天二次。特殊情況、特殊水點(diǎn)加密監(jiān)測(cè)頻次。

　　2.2.2.4當(dāng)天早8:00至第二日早8:00期間的涌水量作為當(dāng)日涌水量。

　　2.2.2.5發(fā)生突水等特殊情況時(shí)，準(zhǔn)確記錄洞口水位變化及突水情況，包括起止時(shí)間、高水位的持續(xù)時(shí)間、流量衰減變化情況等。

　　2.2.2.6采用堰測(cè)法進(jìn)行流量觀測(cè)時(shí)，觀測(cè)點(diǎn)為DK130+680、DK131+623、DK132+367、ⅡDK131+530、ⅡDK132+541、DK132+940、DK133+035、ⅡDK132+912、ⅡDK133+020、PDK133+010、PDK132+880、三個(gè)洞口，并在觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置標(biāo)示牌。

　　2.2.2.7進(jìn)行水量監(jiān)測(cè)的同時(shí)，觀察水的混濁情況，水質(zhì)混濁時(shí)進(jìn)行含泥量的測(cè)試。

　　2.2.2.8定期收集隧道工程附近水文站資料。

　　2.3水壓力監(jiān)測(cè)

　　2.3.1每實(shí)施1次超前鉆孔如出現(xiàn)涌水情況，在該孔布置水壓監(jiān)測(cè)孔，及時(shí)觀測(cè)，直到開(kāi)挖為止;在DK132+940、DK133+035、ⅡDK132+912、ⅡDK133+020掌子面分別布置1孔進(jìn)行水壓監(jiān)測(cè)。

　　2.3.2水壓監(jiān)測(cè)孔，需設(shè)置孔口管、安裝法蘭盤(pán)、Q型管、空氣室及壓力表，孔內(nèi)需設(shè)置軟式透水管等，見(jiàn)“水壓監(jiān)測(cè)孔示意圖”。

　　2.3.3為防止溶腔充填物堵塞測(cè)壓表，在鉆孔內(nèi)設(shè)置軟式透水管、水壓表前設(shè)置空氣室。

　　2.3.4采用注漿封閉孔口管與巖壁間空隙，避免孔口周邊透水，影響水壓測(cè)試效果。

　　2.3.5一般情況下，每天早上8:00及晚上8:00各監(jiān)測(cè)1次水壓;降雨期間或雨后一定時(shí)間每2小時(shí)監(jiān)測(cè)1次水壓。

　　2.3.6除監(jiān)測(cè)流動(dòng)狀態(tài)下的動(dòng)水壓外，還需將所有出水點(diǎn)關(guān)閉，測(cè)定穩(wěn)定水壓，水壓穩(wěn)定時(shí)間不少于2小時(shí)。

　　2.3.7經(jīng)常性對(duì)壓力表進(jìn)行檢查、維修，發(fā)現(xiàn)壓力表失效時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換，確保水壓力測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、連續(xù)性。

　　2.4深孔水位監(jiān)測(cè)

　　2.4.1采用Level TROLL 300深孔液壓測(cè)量?jī)x，對(duì)990異常體深孔孔內(nèi)水位進(jìn)行自動(dòng)長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)。

　　2.4.2深孔水位測(cè)量?jī)x設(shè)置后，由專人看管，及時(shí)采集和整理觀測(cè)數(shù)據(jù)、定期檢查設(shè)備工作狀況。

　　2.5資料整理及提交

　　2.5.1對(duì)所有的監(jiān)測(cè)點(diǎn)建立技術(shù)檔案

　　記錄監(jiān)測(cè)點(diǎn)地理位置、標(biāo)高及監(jiān)測(cè)儀器型號(hào);

　　地下水點(diǎn)地質(zhì)素描圖、圍堰構(gòu)筑物尺寸(附圖及照片)及監(jiān)測(cè)儀器精度。

　　2.5.2不定期地進(jìn)行監(jiān)測(cè)儀器及監(jiān)測(cè)記錄的檢查，及時(shí)排除不合理因素及不合理數(shù)據(jù)。

　　2.5.3對(duì)監(jiān)測(cè)資料及時(shí)整理。

　　系統(tǒng)整理觀測(cè)資料的記錄表格，編制觀測(cè)資料臺(tái)帳;

　　分別繪制時(shí)間-涌水量(水壓、深孔水位)-降雨量變化曲線;

　　根據(jù)降雨強(qiáng)度、涌水量、水壓、深孔水位變化情況，綜合分析相關(guān)水文監(jiān)測(cè)資料，判斷是否仍存在災(zāi)害性的突水、突泥，并及時(shí)發(fā)出相關(guān)預(yù)警警報(bào);

　　在判斷存在突水、突泥災(zāi)害時(shí)，立即撤出相關(guān)人員及設(shè)備，確保安全。

　　2.5.4對(duì)于大雨、暴雨等特殊天氣情況，及時(shí)提交階段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、相關(guān)圖表及分析資料。

　　3.觀測(cè)結(jié)果分析

　　大支坪隧道進(jìn)口出水點(diǎn)眾多，現(xiàn)以“+990異常體”為分析段，該段地質(zhì)情況為巖溶活動(dòng)頻繁區(qū)域，發(fā)育大型巖溶裂隙溶腔。已開(kāi)挖揭示出其溶腔發(fā)育形態(tài)及范圍，大致為以下范圍：

　　I線：分為兩個(gè)大異常段，分別為DK132+947.6～DK132+957、DK133+007～DK133+025。

　　II線：分為三個(gè)大異常段，分別為：IIDK132+914～I(xiàn)IDK132+921、IIDK132+941～I(xiàn)IDK132+945、IIDK132+974～I(xiàn)IDK132+996。

　　對(duì)于各段的涌水情況如下：

　　DK132+947.6～DK132+957段，前期涌水量主要表現(xiàn)在DK132+940工作面，該處涌水量受降雨的影響程度較小，最大涌水量為1000 m3/d，日常涌水量在500 m3/d左右�，F(xiàn)揭示的出水點(diǎn)為DK132+960線路左側(cè)隧底。

　　DK133+007～DK133+025段，前期涌水量主要表現(xiàn)在DK133+035工作面，該段受降雨量影響較大，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，開(kāi)挖前日常涌水量為1000m3/d左右，2008年4月18日強(qiáng)降雨85mm，第二日連續(xù)降雨58.5mm后，該處涌水量達(dá)到最大值20000m3/d。該面開(kāi)挖揭示后涌水量變化較大，主要是由于旱季的原因，日常涌水量在500 m3/d左右�，F(xiàn)揭示的出水點(diǎn)為DK133+030線路左側(cè)隧底，DK133+005線路右側(cè)起拱線位置，DK133+007拱頂。

　　IIDK132+914～I(xiàn)IDK132+921、IIDK132+941～I(xiàn)IDK132+945、IIDK132+974～I(xiàn)IDK132+996段，前期平導(dǎo)已把這三段連通，由于反向工作面IIDK133+020工作面水量較小且趨于平穩(wěn)，故該三段涌水情況主要表現(xiàn)在開(kāi)挖前期IIDK132+912工作面，開(kāi)挖前涌水量活躍期表現(xiàn)為2008年7月至9月，最大涌水量在2008年4月18日為16500 m3/d。其后日常涌水量在1000 m3/d左右。現(xiàn)揭示的出水點(diǎn)為IIDK132+918拱頂，IIDK132+942線路右側(cè)拱頂位置，IIDK132+990線路右側(cè)邊墻。

　　異常體段對(duì)應(yīng)迂回導(dǎo)坑左邊墻段主要涌水點(diǎn)為PDK132+925、PDK132+940、PDK132+960、PDK132+990四個(gè)出水點(diǎn)，該處涌水情況受降雨影響極小，基本上在500m3/d以內(nèi)，自2008年以來(lái)，最大涌水量出現(xiàn)過(guò)一次，為2008年7月4日，強(qiáng)降雨過(guò)后出現(xiàn)峰值為7000m3/d左右�，F(xiàn)在迂回導(dǎo)坑對(duì)應(yīng)II線DK132+976～DK132+995段共施作21個(gè)泄水孔，分別施作到II線拱頂3～8米范圍內(nèi)，均未出現(xiàn)較大水流。

　　4.結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)該段的水文地質(zhì)情況確定了該段施工的總體思想“釋能降壓”，在現(xiàn)階段涌水量較小的情況下通過(guò)迂回導(dǎo)坑施作泄水洞找水、找源頭，將I、II線隧頂?shù)乃�通過(guò)泄壓的方式將風(fēng)險(xiǎn)降至最低程度，以確保I、II線爆破后順利通過(guò)，由此看出，水文地質(zhì)的重要性是不可忽略的。

　　后附異常體水量、降雨量-時(shí)間關(guān)系曲線圖，異常體水壓、降雨量-時(shí)間關(guān)系曲線圖。