项目后评估大坂山隧道地下水动态研究和对隧道作用

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1、项目后评估大坂山隧道地下水动态研究和对隧道作用【摘要】根据地下水出水量、水温及化学变化分析认为：大坂山隧道进口及出口段岩地下水夏季水量明显大于冬季水量，其地下水的补给来源具有空间性和季节性。隧道中段围岩地下水水量变化比较稳定，主要为水平方向的补给。而地下水的总出水量冬季较小，且比较稳定，围岩裂缝（孔缝）水压不大，并有畅通的排水系统疏导地下水,对隧道衬砌层不会构成威胁。防寒泄水洞能正常发挥其排水作用，确保上部隧道围岩地下水的畅通排泄。【关键词】大坂山隧道地下水动态作用评估大板山隧道经过多年的使用，每年仍需花费一定的时间进行水侵害处理，对隧道的正常使用及行车安全造成一定的威胁。纠其原因，围岩地下

2、水的赋存是寒区隧道产生冻害的主要原因。围岩地下水在冻结过程中，产生冻胀力，使衬砌层隆起（鼓包），冻胀开裂，反复冻融作用将衬砌层酥碎并剥落。与衬砌层相接触的围岩地下水处于液态时，地下水往往通过衬砌层中的冻胀裂缝及衬砌接缝渗漏至洞内，从而使隧道顶及边墙挂冰、结霜等；当隧道内路基排水处理不当时,其路面会冒水、积水和结冰等。可见，水是引起寒区隧道各种冻害形成的物质来源。治害先治水，修建寒区隧道必须重视对地下水的治理和疏导，它是确保隧道正常运行的关键，因此，在隧道工程建设中，弄清楚地下水的埋藏、补给与排泄条件和制定相应的防排水措施是非常重要的。1水文地质特征大坂山隧道位于青海省大通县境内，距西宁市10

3、5公里。隧道处于大坂山分水岭地带且穿越山脊，其海拔高程3800米左右，全长1530米。区内降水量充沛且集中在夏季，年降水量大于年蒸发量，年平均气温-3.100°C,最大季节冻结深度3〜4.5米。隧道上部有多年冻土岛存在。洞内围岩以变质片岩及变质安山岩为主，且均有不同程度的风化，构造裂缝较为发育。由于隧道处于分水岭地带，其地下水主要接受大气降水，且大量以冰雪融水形式下渗补给。隧道上部存在贯通融区，地表水直接通过融道（区）裂缝补给。地下水的主要类型为松散层孔隙水和基岩裂缝水，以基岩裂缝水为主，地下水的排泄方式为：在未修建隧道时多以泉水或沿地热潜流排泄于沟谷，而隧道修建后则以渗流或涌水通过基岩裂缝

4、（孔缝）排泄于泄水洞而流出洞外。地下水化学类型为：HCO-Ca.Na型、ITC03S01-Ca.Na型（地下水中最常见的成分有三种阴离子（重碳酸根、硫酸根、氯根）和三种阳离子（钙、镁、钠离子），按上述主要离子进行分类时，一般以摩尔分数大于25%的阴离子和阳离子参加命名，例如HC03-S04-Ca-Mg型水表2地下水泄水洞各出水点的水量变化表3地下水在泄水洞内各出水点的水温变化表4地下水在泄水中出水点化学组份变化从表2和表3中可以看出：隧道的进口段（K105+020至K105+330）和隧道的出口段（K106+340至K106+550）水温的变化与洞外气温有关，其地下水的出水量和水温随季节的变

5、化非常明显。地下水的出水量夏季要比冬季大，是因为夏季有大气降水和冰雪融水的下渗补给其地下水，而冬季没有。隧道的中段（K105+530至K106+110）无论是地下水的出水量还是气温都与季节关系不大。4地下水对隧道作用评估4.1大坂山隧道围岩地下水普遍赋存是肯定无疑的，几乎沿隧道进深的不同段落均有明显出水带（点）。隧道内地下水不但有明显季节性补给（进出口），而且有常年性的稳定补给（中部），这为隧道内常年渗水创造了前提条件。4.2隧道虽处于分水岭地段，但其地下水量还是比较大；暖季可达20m3/小时，寒季10m3/小时，日流量最小仍大于200m3o对于寒区隧道这是个不小的水量，即使有百分之一的水量

6、在冬季渗入到隧道也将给正常运行带来极大的麻烦，那么保证该隧道排水系统的畅通和防治地下水的渗漏非常重要，因此我们要定期到泄水洞内检查并观测其排水的畅通情况。4.3隧道内的地下水温较低，全年最高40°C,冬季1〜20°C,这对水冻结成冰非常有利。因此对泄水洞防寒保温是防治地下水结冰、结霜的很好措施，一般情况下可将泄水洞封闭起来，尤其是冬季。大坂山隧道的地下水是个极不利因素，也是有可能影响正常运行的一个关键制约因素，因此要定期对泄水洞内的气温、水温、水量和水化学成份进行观测和分析，并记录和建立档案，观察其发展趋势，为今后高寒隧道的设计提供可靠的资料。5结论5.1达坂山隧道地下水的补给既有水平方向的

7、、也有垂直方向的。夏季水量明显大于冬季水量。地下水的补给来源具有空间性和季节性。5.2从地下水的出水量分析（夏季出水量大于冬季出水量），寒冷期隧道围岩空隙水压不会太大，隧道衬砌周下水量有限，且有畅通的排水系统和保温措施。因此地下水的渗漏和冰结非常有限，对隧道衬砌不会构成太大的威胁。5.3通过对防寒泄水洞气温和地下水温观测认为，大坂山隧道的排水系统在寒季不会冻结和阻塞，能正常发挥其排水作用，确保该隧道的正常营运