厦门文兴隧道近接东山水库段地下水连通试验研究

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1、2013年3月第3期城市道桥与防洪相关专业197厦门文兴隧道近接东山水库段地下水连通试验研究陈智强(厦门市市政建设开发总公司，福建厦门361008)摘要：厦门文兴隧道近接东山水库段，工程地质与水文地质条件复杂，较发育的构造裂隙，以及断层破碎带的存在，容易形成集中渗漏水通道。该文介绍了其地下水连通试验研究。为了全面查明该区隧道内渗漏水与水库水的水力联系，分析了多种地下水连通试验方法，并形成了城市隧道地下水连通综合试验方法流程图，现场主要进行了氢氧稳定同位素、水化学和水样系统聚类三种天然示踪地下水连通试验

2、。连通试验成功查明了隧道内渗漏水与水库水无水力联系，隧道内渗漏水来源于大气降水，即文兴隧道与东山水库不连通。该连通试验的成功实施，指导了文兴隧道近接东山水库段施工，保证了文兴隧道顺利贯通，可供类似工程借鉴参考。关键词：隧道；富水复杂地层；地下水连通；试验研究；厦门市中图分类号：U453．61文献标识码：A文章编号：1009—7716(2013)03—0197—06离式双线城市隧道，左线全长2．021km，右线全长0引言1．993km。隧道沿线多为山地、厂区及居民小区，隧近年来，随着我国城市建设的快速发

3、展，原有道洞身处于弱微风化岩体中，构造裂隙较发育，的城市交通运输能力已经不能满足交通量迅猛增主要为IIIV级围岩，局部为较完整微风化岩体，长的需求，提高城市交通运输能力已成为当前急围岩级别为Ⅱ级。左线隧道中段东侧为东山水库，需解决的问题，厦门也不例外。据分析，目前，厦门距水库边线最近约20m，文兴隧道经过水库地段，城市交通发展形势呈现如下特点IlJ：(1)机动车总隧道底高程27．87～30．56in，水库枯水季节水位高量不大，但增长迅速，尤以岛内为甚；(2)道路供给程98．5in，隧道顶距离东山水库底

4、部高差40m左水平较好，但跟不上机动车发展的要求；(3)高峰右，见图1所示。期交通运行不畅，恶化趋势明显；(4)土地开发强度过大，加剧交通拥挤。为改善交通现状，促进城市发展，厦门市已在岛内外规划了多条道路，但由于受地形的影响，为实现方便快捷的目的，不可避免地需要采用隧道的方式实现穿越。如2010年底通车的翔安海底隧道，即将开建的连接湖里区和海沧区的穿越厦门西海域的厦门第二西部通道等。这些修建于城市中的非穿山即穿海底的隧道，在建设过程中都会遭遇到水(地下水、海水)的威胁，而且一旦出现水害事故，不仅会影响

5、到工程的建设，更会给城市人群带来生命、财产等的威胁，会对城市环境造成巨大影响。本文以厦门市文兴隧道为工程背景，考虑该工程地质条件和水文条件，采用多种地下水连通／试验方法，研究大气降水、水库水和隧道内渗漏水锨嚣的关系，对文兴隧道通过近接东山水库段施工时，'F兀墨—隧幽叠’-、、，'tV、：矗隧道施工方法和施工工艺的选择有指导意义。＼：：：：蟒．Y睡1工程概况【2】【3】图1文兴隧道与东山水库位置关系图东山水库集水面积1．85km，总库容1．02×文兴隧道工程位于厦门市思明区，为山岭分10nl。。东山水库

6、枯水期(见图2)库容量5×104m。收稿日期：2012—12—176×10m，有水面积小，水深3～4m；雨季期(见图作者简介：陈智强(1968一)，男，福建人，高级工程师，从事市3)储量增加，库容量约7．5×10sms。政工程建设与管理工作。2013年3月第3期城市道桥与防洪相关专业199低，则两者之间的水力联系较低。2．2试验流程当sO42_的浓度较低时(低于200mg／L)，sO42．由上述基于氢氧稳定同位素试验、水化学试也较稳定，也可作为天然示踪剂。当sO42_浓度较高验和水样系统聚类分析三种天

7、然示踪，以及人工时，如果Ca2+的浓度增加，如碳酸钙的溶解时，S02示踪地下水连通试验方法的介绍，不难发现，天然将会与ca2+生成CaSO而沉淀。此时SO?-将不适示踪与人工示踪地下水连通试验在具体实施过程合作为水的示踪剂。中有各自的优缺点和适用条件，具体见表1所列。阳离子与岩层中的成分易发生交换反应，通表1天然示踪与人工示踪地下水连通试验对比分析表常不适合作为连通试验的示踪剂，尤其是碱性离试验类型优缺点适用条件子【】。2．1．3水样系统聚类分析系统聚类分析法是系统工程及其应用领域常用的一种系统内部结

8、构分析方法，可对工程运行雾试同试分验位析素和)(基试水于验样氢、系氧水统稳化聚定学类鹜准采应的确集尽污要量染，易求避于高免推大，广在气；对取水样样时一二：：’：=一：r二’⋯：：⋯一：⋯二二⋯：。：二。进行性态观测。系统聚类法也称层次聚类法，该方。法的基本思想是：先将13．个样品各自看成一类，这测试方法简单，氯化钠人工示踪试验之就有n个类，并规定样品与样品之间的距离和类人工示踪地下水连通示踪剂对环境基本上无后进行；适合于与类之间的距离，样品之间的距离即为