玻利隧洞开挖对区域内泉点岩溶系统影响分析

杨再任，王银军

（贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳 550002）

玻利隧洞开挖对区域内泉点岩溶系统影响分析

杨再任，王银军

（贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳 550002）

在隧洞开挖过程中，人工排水常造成一定区域的地下水位下降，影响人畜饮水和灌溉。通过黔中水利枢纽一期工程大窑区域岩溶、水文地质条件调查，分析了玻利隧洞开挖对区域内泉点岩溶系统的影响，提出了相应的工程防治建议，为类似工程实施提供参考。

隧洞开挖；地下水位下降；岩溶；水文地质调查；防治建议

1 概况

黔中水利枢纽一期工程总干渠玻利隧洞位于贵州省普定县马场乡、龙场乡境内，总长8.0km，进、出口底板高程分别为1283.6，1279.6m，为无压城门洞型隧洞，断面4.4m×5.7m，设计流量19.2m3/s，是总干渠的控制性工程之一。

开挖有隧洞进、出口，1#、2#施工支洞往上、下游共6个工作面。因1#施工支洞附近隧洞开挖可能造成店子上、大窑、小窑等区域地下水位下降，影响当地人畜饮水及灌溉，需对区域进行水文地质调查。

区内地下水资源主供人畜饮用和农田灌溉，未被利用的少部分通过不同的支流排向三岔河。大窑、小窑、落水洞、店子上、落龙、岩上、岩下等村寨饮用水源为大窑岩溶大泉（S14），其中，岩上、岩下及大湾的少部分村民饮用的是其村寨附近的小流量季节性泉水。岩脚寨、杜家寨、牛落洞等村寨饮用的是落龙附近的溶洞内抽取的地下水。龙井水库的泉水（S4）及波利槽谷靠近波利1#支洞的泉水（S28、S29泉群）主要用于农业灌溉。

2 基本地质

2.1 地形地貌

调查区地处云贵高原中部和中西部，长江与珠江流域分水岭地带，地势总体中部低，西北面、东南面高，地形起伏较大，平均高差150～200m，最大高差360m，为峰丛洼地或峰丛槽谷地貌，山岭、沟谷展布与东南向构造线基本一致。

2.2 地层岩性

出露地层为三叠系中统永宁镇组（T1yn）、三叠系下统夜郎组（T1y）、二叠系下统茅口组（P1m）、栖霞组（P1q）、石炭系上统马平组（C3mp）、石炭系中统黄龙组（C2hn）、石炭系下统摆佐组（C1b）、泥盆系上统代化组（D3d）碳酸盐岩，局部夹少量碎屑岩或不纯碳酸盐岩；二叠系上统龙潭组（P2l）、二叠系下统梁山组（P1l）、石炭系下统大塘组（C1d）、石炭系下统岩关组（C1y）、泥盆系上统桑郎组（D3s）、泥盆系中统火烘组（D2h）碎屑岩、不纯碳酸盐岩，局部夹少量碳酸盐岩。

2.3 地质构造

大地构造单元为扬子准地台，黔北台隆，遵义断拱，贵阳复杂构造变形区（I1A3）。区内构造线走向多为NE向，部分小构造为SN向，地层走向为NE向。对调查区影响较大的构造为F7断裂，受断裂影响，岩层倾角较陡。

3 岩溶、水文地质条件

3.1 可溶岩组划分

T1yn，P1m，P1q，C3mp，C2hn，C1b，D3d等地层的碳酸盐岩较纯，厚度巨大，属强岩溶化岩组；T1y地层碳酸盐岩纯度相对较差，厚度较小，且碳酸盐岩与不纯碳酸盐岩或碎屑岩相间分布，属弱至中等岩溶化岩组；P2l，P1l，C1d，C1y，D3s，D2h等地层的碎屑岩、不纯碳酸盐岩，局部夹少量碳酸盐岩分布区，属弱岩溶化岩组。

3.2 岩溶形态特征

碳酸盐岩分布区岩溶地貌发育，以峰丛槽谷、峰丛洼地为主，少见峰林洼地和孤峰等。同时，在峰丛槽谷、峰丛洼地底部常见落水洞、竖井、塌坑等，在山脚常有岩溶泉水出露。

3.3 岩溶发育规律

调查区岩溶主要受岩性、地质构造控制。各因素在各地的特性、强弱不同，岩溶发育的强度存在差异，主要表现为落水洞、竖井、天窗、溶洞、岩溶管道、地下暗河、岩溶槽谷等，岩溶发育的强弱表现为这些岩溶现象分布的疏密。

3.4 地下水类型及水文地质特性

根据含水岩组岩性及地下水的储存特征，地下水类型分为碳酸盐岩岩溶水、碎屑岩基岩裂隙水和松散岩类孔隙水3类。

3.5 地下水补给、径流、排泄条件

3.5.1 地下水补给

区内地下水补给来源主要为大气降雨。因气候温和，降雨充沛，地下水补给水量丰富。

3.5.2 地下水的径流

地下水的径流分为4种类型。

3.5.2.1 溶蚀裂隙型

岩溶地区地下水在接受地表水或降雨补给后，通过溶隙进入地下，部分直接在低洼地带出露，未经过长距离运移；部分水体渗入地下以后，进入岩溶管道。

3.5.2.2 岩溶管道型

岩溶地区地下水在接受地表水或降雨补给后，通过溶隙、落水洞、竖井等汇集到岩溶管道中，然后通过管道径流。其代表为波利岩溶系统和龙井水库岩溶系统。

3.5.2.3 地下暗河型

地表明流经溶洞或落水洞进入地下暗河系统，流向下游转变为明流。其代表为落水洞岩溶系统和大窑岩溶系统。

3.5.2.4 基岩裂隙型

地表水通过基岩裂隙渗入地下后，形成潜水，然后通过裂隙向地势低洼带缓慢运移、排泄。

3.5.3 地下水排泄

地下水在补给区接受补给后，通过岩溶裂隙、岩溶管道、地下暗河及基岩裂隙等，运移至相对低洼位置主要以泉水方式出露地表。区内泉点共29处，其中有3个地下水集中出露点。

3.5.3.1 龙井水库、大窑一带

由于波奉大寨、波奉小寨、波奉巴、水井湾、牛蛇洞、老熊洞等大范围降水或地表水通过溶蚀裂隙、落水洞、竖井、基岩裂隙等进入地下以后，向北运移至大窑一带受C1y，C1d相对隔水层阻隔，在透水地层与隔水地层接触带附近大量出露地表。代表性的龙井水库岩溶大泉（S4）和大窑岩溶大泉群（S14）出露地表后，汇集于店子上附近的溪流，然后通过落水洞岩溶管道系统排向三岔河。这一带地下水出露最多，流量最大。

3.5.3.2 店子上、落龙、岩下一带

以北的地下水多向北运移排泄于三岔河岸。泉水主要是附近降水通过基岩裂隙、溶蚀裂隙渗入地下后，受D2h相对隔水地层阻隔而出露地表，其流量小，不稳定，属季节性泉水。出露地表后，汇集于店子上附近的溪流，然后通过落水洞岩溶系统，排向三岔河。

3.5.3.3 马路、牛落洞范围

降水或地表水通过溶蚀裂隙、落水洞、竖井、基岩裂隙等进入地下以后，于低洼的波利槽谷出露。代表为波利槽谷岩溶大泉群泉群（S28，S29）。出露地表后，汇集于波利槽谷内的溪流，排向三岔河。

4 玻利隧洞开挖

4.1 隧洞开挖影响

目前，已开挖的隧洞从波利槽谷岩溶大泉群附近穿过，穿越其补给区，主洞与1#施工支洞交汇位置往上、下游方向开挖长度分别为600，500m，掌子面位置距离龙井水库泉群1.3km，距离大窑泉群2.5km。

在1#支洞往下游方向发现了规模较大的溶洞系统，溶洞底最低高程与隧洞底板高程基本一致，在洞内发现较大跌水。该溶洞系统是玻利槽谷岩溶大泉的径流通道，由于大泉的高程1290m，比隧洞底板高程高10m，隧洞开挖破坏了大泉的径流通道，使得地下水流入隧洞内。在人工抽排的情况下，地下水位降低，地下水不能从原来的泉点出露。原牛落洞、杜家村的岩脚寨、杜家寨、大湾等村寨的饮用水抽水点的水位降低，不能正常抽水，无法保证这些村寨的人畜饮水，影响人口450人。人工不抽排的情况下，当隧洞全部充满水时，地下水仍从原来的泉点位置流出。从当前的情况看，隧洞开挖对波利槽谷岩溶大泉群的影响最大。

龙井水库泉群、大窑泉群与波利槽谷泉群分属两个不同的水文地质单元，之间存在地下水分水岭。

目前开挖的隧洞位置位于波利槽谷泉群岩溶系统内，对龙井水库岩溶大泉、大窑岩溶大泉及附近的泉点未产生影响，对岩上、岩下及大湾附近出露的泉也未产生影响。

4.2 预测隧洞开挖影响

4.2.1 对上游岩上、岩下/大湾附近水文地质的影响

岩上、岩下及大湾小部分村民引用S20，S24及S26号泉水，这些泉水多为季节性泉，流量小于0.2L/s，在9月至次年4月的枯水季节将枯竭。在该范围内两套地层接触带出露的泉水有S20～S26，隧洞开挖将形成地下水漏斗区，造成地下水位下降，导致这几个泉点干枯。因此，隧洞开挖对该片区域的人畜引水用造成影响。

4.2.2 对龙井水库泉群、大窑泉群的影响

隧洞往上游开挖，距离龙井水库泉群、大窑泉群分别为1.0，2.0km，被隔水地层隔离。故隧洞开挖不会对龙井水库泉群和大窑泉群产生影响，亦不会对该片区域的农田灌溉造成影响。

4.2.3 对玻利槽谷泉群的影响

目前，在人工不排水的情况下，地下水全部淹没隧洞之后，仍然可从原通道流出。如隧洞继续开挖，全部贯通之后，原玻利槽谷泉群的地下水将流向玻利隧洞出口，导致泉群干枯。

5 结论及建议

（1）在隧洞开挖过程中，除需及时监测周围泉点的水位，还应对已开挖隧洞进行衬砌后，在围岩完整的位置进行止水灌浆处理，保证隧洞施工在雨季能顺利进行，不影响工期，同时使该区域的地下水环境恢复，地下水仍然从该泉群位置出露，以保证玻利槽谷内的农业灌溉之用。

（2）对大窑泉群目前的提水泵站进行修整、改造，在满足现有居民供水的情况下，扩大供水范围，把现在受到影响的岩脚寨、杜家寨、大湾、牛落洞及部分岩上、岩下的局部居民纳入供水范围。在供水能力不足的情况下，可考虑将龙井水库泉水作为补充供水水源。

［1］刘正峰.水文地质手册［K］.吉林：银声音像出版社，2012.

［2］王大纯，张人权，史毅红.水文地质学基础［M］.北京：地质出版社，1986.

［3］铁道部第二勘测设计院.岩溶工程地质［M］.北京：中国铁道出版社，1984.

［4］刘翠容，姚令侃.隧道工程地下水处理与生态环境保护［J］.铁道建筑，2005（3）:24-26.

［5］姚锋杰，张许平.引黄南干线长隧洞对环境水文地质的影响［J］.山西水土保持科技，2003（1）:19-21.

Im pact analysis of Boli tunnel excavation to karst springs system

YANG Zai-ren,WANG Yin-jun
（Guizhou Research Institute of Investigation ofWater Conservancy and Hydropower,Guiyang 550002，China）

In process of tunnel excavation，the groundwater level of specific area often declined caused by artificial drainage，this affecting the drinking water and irrigation.In this paper，the karst and hydrogeological condition of Dayao area in the first phase of Qianzhong Hydro projectwas investigated，and then analysis of the impact of Boli tunnel excava-tion to karst springs system，the prevention recommend is presented，thiswill provide the reference for the similar project.

tunnel excavation；groundwater level decline；karst；hydrogeological survey；prevention recommend

TD745

B

1672-9900（2015）01-0082-03

2014-12-31

杨再任（1990-），男（侗族），贵州天柱人，助理工程师，主要从事工程地质及水文地质勘察工作，（Tel）13027828918。