摘要：公路、鐵路等線路穿越巖溶地區(qū)時(shí)，合適的選線方法可降低工程造價(jià)、減少工程病害及環(huán)境影響，從而科學(xué)解決穿越與避讓問題。擬建廣安至鄰水公路為雙向四車道一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，初步設(shè)計(jì)階段在工程可行性研究基礎(chǔ)上采用低線A線和高線K線方案進(jìn)行研究。華鎣山特長隧道穿越巖溶地區(qū)，為本項(xiàng)目的控制性工程。以華鎣山特長隧道為研究對(duì)象，在充分收集既有G42滬蓉高速華鎣山隧道相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，通過分析巖溶區(qū)巖溶發(fā)育規(guī)律、水文地質(zhì)特點(diǎn)和巖溶地區(qū)公路選線的相關(guān)要點(diǎn)，采用多種輔助技術(shù)，總結(jié)出選線原則，最終推薦K線方案為總體最優(yōu)方案。通過此工程實(shí)例，提出在復(fù)雜地質(zhì)巖溶區(qū)公路選線的過程中要遵守“多比選，慎選擇”的原則、踐行地質(zhì)環(huán)保選線原則和“以避為主，避重就輕，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)”的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

　　關(guān)鍵詞：特長隧道;巖溶;地表水襲奪;涌水突泥;地質(zhì)選線

　　地質(zhì)工程師投稿論文范文：金屬礦區(qū)水工環(huán)地質(zhì)勘探工作中的技術(shù)要點(diǎn)

　　摘要：隨著科技的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)不斷地進(jìn)步。人們對(duì)于各項(xiàng)物資的需求也日益增加。但是隨著資源的使用越來越多，礦產(chǎn)等不可再生資源已經(jīng)成為了制約經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的首要問題。尤其是一些常用礦物的使用上，由于其存在著使用量大，資源不可被替代等缺點(diǎn)，就導(dǎo)致了這些礦物的儲(chǔ)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠使用。

　　0引言

　　巖溶地區(qū)修建隧道的主要工程地質(zhì)問題有巖溶涌水、突泥，巨型溶洞、溶腔，水環(huán)境破壞等[1]，因此，在巖溶地區(qū)進(jìn)行以巖溶為主要工程地質(zhì)問題的選線設(shè)計(jì)非常重要。巖溶地區(qū)進(jìn)行選線前，應(yīng)盡可能收集線路附近工點(diǎn)的巖溶資料，并采用物探、鉆探等方法進(jìn)一步查明線路控制性工點(diǎn)的巖溶分布情況、發(fā)育特征等。近些年來物探、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法在查明巖溶發(fā)育分布特征及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)巖溶地質(zhì)問題方面發(fā)揮了重要作用[2-5]，為線路選線設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

　　擬建廣安到鄰水公路某段橫穿華鎣山山脈，目前本條線路在工程可行性研究(以下簡稱工可研)線路基礎(chǔ)上，有K線和A線兩條對(duì)比方案，三條比選方案均需通過華鎣山隧道，華鎣山隧道通過巖溶區(qū)，是本項(xiàng)目的控制工程。本文以華鎣山隧道為研究對(duì)象，在收集既有G42滬蓉高速華鎣山隧道相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，研究巖溶發(fā)育規(guī)律、水文地質(zhì)特點(diǎn)對(duì)公路工程建設(shè)的影響，并采用多種輔助技術(shù)，提出選線原則，充分利用隔水層降低天池地表水襲奪等環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn)，以期為后續(xù)巖溶地區(qū)公路選線提供經(jīng)驗(yàn)。

　　1工程概況

　　擬建廣安至鄰水公路為雙向四車道一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度為60km·h-1，初步設(shè)計(jì)階段在工程可行性研究基礎(chǔ)上采用低線A線和高線K線方案進(jìn)行研究。其中華鎣山特長隧道橫穿華鎣山山脈，K線全長6540m，最大埋深約910m;A線全長7930m，最大埋深約990m。

　　2隧址區(qū)工程地質(zhì)條件

　　2.1地形地貌

　　項(xiàng)目區(qū)處于華鎣山脈中段，屬切割強(qiáng)烈的中低山區(qū)，海拔在500~1500m。頂部為灰?guī)r溶蝕后形成的槽谷，兩側(cè)砂巖形成的陡峭山脊，是川東平行嶺谷的主體山脈。山地兩側(cè)形成兩條平行山脊，因而山、嶺交替，組合形成“一山三嶺二槽”的平行嶺谷地貌形態(tài)。

　　2.2地層巖性

　　隧址區(qū)內(nèi)出露地層為第四系堆積層(Q4)，下伏三疊系上統(tǒng)須家河組(T3xj)、中統(tǒng)雷口坡組(T2l)、下統(tǒng)嘉陵江組(T1j)、飛仙關(guān)組(T1f)、二疊系上統(tǒng)長興組(P2c)、龍?zhí)督M(P2l)、下統(tǒng)茅口組(P1m)、棲霞組(P1q)、梁山組(P1l)、石炭系中統(tǒng)黃龍組(C2h)、志留系中統(tǒng)韓家店組(S2h)、下統(tǒng)小河壩組(S1x)、龍馬溪組(S1l)、奧陶系中上統(tǒng)(O2+3)。其中，飛仙關(guān)組由紫紅、灰紫色、黃綠色泥巖與深灰色泥灰?guī)r不等厚互層;雷口坡組、嘉陵江組、長興組、茅口組、棲霞組主要巖性為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、鹽溶角礫巖等碳酸鹽巖類，巖溶極其發(fā)育。A線方案與工可研方案地層條件與此類似。

　　2.3地質(zhì)構(gòu)造及地震

　　華鎣山地區(qū)的構(gòu)造骨架為華鎣山復(fù)式背斜，區(qū)內(nèi)所見斷裂多與褶皺相伴，主要發(fā)育在華鎣山復(fù)式背斜中，以壓性和壓扭性為主，與之配套的近走向壓性和壓扭性斷裂發(fā)育。其主要褶皺有寶頂背斜、天池向斜、綠水洞背斜;主要斷裂有華鎣山斷層、天池?cái)鄬�、仰天窩斷層、鄰水?dāng)鄬印Ｒ罁?jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2015)，測(cè)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度值為0.05g，對(duì)應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度。

　　2.4水文地質(zhì)條件

　　研究區(qū)內(nèi)雨量充沛，水系發(fā)育，地下水按賦存形式主要有巖溶水、基巖裂隙水;有較大的巖溶湖泊，例如，天池湖、彭家堰塘巖溶湖等，富水地層為P1q+m、P2c、T1f4、T1j、T2l等灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，水量極其豐富。區(qū)內(nèi)工程水文地質(zhì)問題有巖溶涌突水、突泥突沙、高水壓力、老窯水突水及腐蝕性等;隧道涌突水/排水可能引起一系列環(huán)境問題，例如，地表水漏失、井泉減流或干枯、地面沉降或塌陷等。研究區(qū)可溶巖和非可溶巖的相間出露和構(gòu)造條件、地下水交替作用的差異使巖溶發(fā)育極不均一，巖溶水的徑流和排泄主要受地貌、構(gòu)造及水文網(wǎng)切割狀況的控制，表現(xiàn)為背斜軸部巖溶發(fā)育強(qiáng)于兩翼。

　　地下水徑流的總體方向受構(gòu)造線的控制，基本沿著巖溶管道、斷層裂隙帶流動(dòng)，巖溶水總體由北向南徑流，當(dāng)遇到橫向深切溝谷切割時(shí)，淺表的地下水就近在溝谷排泄。隧址區(qū)內(nèi)，天池向斜區(qū)地下水補(bǔ)徑排特征對(duì)隧道影響較大。天池向斜地下水主要受大氣降水補(bǔ)給，向斜南端仰起，呈“碗狀”，北端傾覆，東西側(cè)聳立，在飛仙關(guān)5段隔水層作用下，形成封閉式巖溶匯水區(qū)。巖溶槽谷內(nèi)的地表溝谷向天池湖徑流;降雨通過地表洼地落水洞匯集后，含水層中地下水受非可溶巖阻隔，順向斜軸通過淺表層的暗河管道、溶蝕裂隙等向天池湖徑流排泄，地下水徑流途徑較短，通道條件較好。本次初步勘察在路線附近的鉆孔、溝、河、井和礦井口等取水樣34組進(jìn)行水質(zhì)簡分析，其中地表水7組、礦井水樣5組，泉水(裂隙泉和巖溶泉)8組，鉆孔水14組。測(cè)試表明沿線地表水、地下水水質(zhì)類型為：HCO3⋅SO4⋅Cl—Ca⋅Na型水;地表水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕等級(jí)主要為微腐蝕，地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性等級(jí)為微—弱。

　　2.5不良地質(zhì)

　　研究區(qū)主要不良地質(zhì)現(xiàn)象有巖溶及巖溶水、采空區(qū)、老窯水、瓦斯和硫化氫有害氣體、高地應(yīng)力、高水壓、崩塌落石、滑坡和巖堆。特殊巖土主要有溝槽地帶的軟土和礦區(qū)附近的人工棄土(礦渣)。

　　3巖溶工程地質(zhì)問題及對(duì)策

　　隧址區(qū)主要巖溶地質(zhì)問題表現(xiàn)為溶洞、涌水突泥、高水壓、地表失水風(fēng)險(xiǎn)等。依據(jù)資料，既有G42華鎣山隧道在1998年4月30日—8月28日施工期間，該地區(qū)曾出現(xiàn)了9次較大降雨過程，既有華鎣山隧道左線西段施工前期相伴發(fā)生了9次大的洞內(nèi)巖溶突水、涌砂(泥)事件，最大突水量約7.95m3⋅s-1，涌砂(泥)總量約27000m3，均發(fā)生在可溶巖地層中，以T1f4和P2c地層最為突出。而本項(xiàng)目的控制工程為華鎣山隧道，其工程地質(zhì)條件對(duì)線路整體方案影響較大。因此，路線比選主要以隧道工程的地質(zhì)和水文地質(zhì)條件為基礎(chǔ)和導(dǎo)向，再結(jié)合其他地段工程地質(zhì)情況進(jìn)行綜合比選。目前，K線和A線路橋地段工程地質(zhì)條件相差不大，基本較好，不控制路線地質(zhì)條件比選�，F(xiàn)將本階段華鎣山隧道兩方案及工可研方案進(jìn)行工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)比選。

　　4工程地質(zhì)選線

　　在山嶺重丘區(qū)，工程地質(zhì)調(diào)繪是地質(zhì)選線的重要依據(jù)，更是開展路線及各工點(diǎn)工程地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)。應(yīng)組織地質(zhì)、路線、路基、橋梁、隧道等專業(yè)人員參與地質(zhì)選線工作，加強(qiáng)各專業(yè)之間的溝通協(xié)調(diào)，并在發(fā)現(xiàn)地質(zhì)問題后提出合理的方案性建議，以最終確定最為合理的路線方案。

　　5結(jié)語

　　(1)山區(qū)公路常受復(fù)雜地質(zhì)條件的制約，地質(zhì)條件是控制路線選擇和工程造價(jià)的重要因素。工可研階段的地質(zhì)選線工作是決定路線走廊的關(guān)鍵，應(yīng)在盡可能收集既有臨近工程及有關(guān)區(qū)域地質(zhì)等方面資料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)踏勘和重點(diǎn)路段的調(diào)查;

　　(2)采用綜合勘探、水文地質(zhì)專題研究、地質(zhì)環(huán)保選線、大地電磁法等手段查明并克服研究區(qū)各類巖溶工程地質(zhì)問題，充分利用隔水層降低天池地表水襲奪等環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn)，并提出在復(fù)雜地質(zhì)巖溶區(qū)公路選線的過程中要遵守“多比選，慎選擇”的原則、踐行地質(zhì)環(huán)保選線原則和“以避為主，避重就輕，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)”的設(shè)計(jì)要點(diǎn);

　　(3)對(duì)比研究區(qū)工可研、K線、A線方案隧道經(jīng)過可溶巖地區(qū)的長度、巖溶水的涌水量、與天池的水平、垂直距離，最終推薦K方案為總體最優(yōu)方案。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]張廣澤，馮君，崔建宏.高速鐵路隧道巖溶災(zāi)害及防治關(guān)鍵技術(shù)研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2018，62(11)：112-117.

　　[2]杜成亮，甘伏平，張遠(yuǎn)海，等.地球物理方法探索隱伏巖溶古河道：以湖南郴州萬華巖為例[J].中國巖溶，2018，37(4)：624-631.

　　[3]李俊杰，朱紅雷，趙國軍，等.地質(zhì)雷達(dá)電磁干擾分析及在隧洞巖溶探測(cè)中的應(yīng)用[J].中國巖溶，2018，37(2)：286-293