甘肃新建铁路隧道水文地质勘察报告中铁

新建铁路xx线xx至xx段定测xx隧道工程水文地质勘察报告（DK247+308～DK256+132）xx第一勘察设计院集团有限公司2008年4月xx新建铁路xx线xx至xx段定测xx隧道工程水文地质勘察报告（DK247+308～DK256+132）文件编制：文件复核：审核者：审定者：目录一、工程概况………………..……….………..…4二、勘察概况及完成主要工作量……..…………..….………4三、自然地理概况………………..…………….…4四、地层岩性……………….….…….…….…….…5五、地质构造……………..…….………….…..…6六、水文地质条件……………..…..8七、隧道富水性分区及评价……..…………….….…9八、环境水文地质评价………..……………….…16附表：气象资料汇总表……………….……….…17一、工程概况工点位于xx省xx市xx县境内，进口位于理川河左岸下马路村南约1km，出口位于贾河（油房沟）右岸贾家山村附近，隧道全长8824m，起讫里程DK247＋308～DK256＋132，洞身均位于基岩中。二、勘察概况及完成主要工作量（一）勘察概况本工程于2007年10月进行了定测工作，开展全面野外地质调绘，并布置了深孔2个，孔深分别为300m和500m（目前正在实施中），浅孔已完成3孔。在勘察过程中采用了常规物探和可控源音频大地电磁法物探。（二）完成的勘察工作量工作项目单位数量备注水文地质调绘Km220地表水流量测量量个5水样采集个4深钻孔m/孔水文地质综合测测试物探EH4岩溶测试试km物探测断面常规物探km5.0V8（大地电磁法物物探）km三、自然地理概况（一）地形地貌工点位于西秦岭高中山区及山间洼地区，山高沟深，山坡、谷坡较陡，地面最小高程为1936m，最大高程2770m，相对高差为834m，梁顶植被覆盖较差。地势总体趋势南高北低，山体陡峻，沟谷深切多呈“V”字形，区内最高峰位于桥子沟西北约1km，高程2784m。隧道最大埋深约650m。（二）地表水系区内属白龙江支流岷江水系，隧道进口端理川河枯水期流量约70000m3/d，出口端贾河流量约55000m3/d；隧道区主要支沟有阳坡沟、桥子沟、磨沟、下尕沟等，其中阳坡沟、桥子沟流域较长，下游水量较大，沟水流量约1000～2000m3/d，磨沟、下尕沟水流量较小，流量约100～300m3/d，据访问，除桥子沟下游大竹河外，旱季其它支沟干枯，为典型的季节性沟流。隧道区沟壑呈树枝状分布，沟脑有泉水出露，泉水流量一般小于10m3/d，是分布在隧道顶部村庄主要生活用水水源。（三）气象特征隧道位于xx省东南部xx市xx县境内，该区属暖温带温润气候，气候较为温和，降水量较为丰富，地表水和地下水均较发育。多年平均气温9.3℃，多年平均降水量583.9mm，多年平均蒸发量1234.1mm，最大冻结深度0.45cm。xx县气象资料详见附表。四、地层岩性隧道洞身通过的地层主要为三叠系板岩、板岩夹砂岩及喷出岩安山玢岩，进、出口端均处于基岩风化层中，沟谷、斜坡及坡顶覆盖有第四系上更新统风积砂质黄土，第四系全新统坡积碎石类土，详述如下：1、第四系全新统（Q4）(1)细圆（角）砾土（Q4dl6、Q4sl6）：主要分布斜坡及坡顶，浅灰色，厚度2～8m，主要成份为板岩、砂岩等，粒径60～20mm的约占10％，20～2mm的约占50％，其余为砂土充填，滑坍的细圆砾土主要来源隧道出口浅埋段的滑坡。厚度3～8m。(2)碎石土（Q4sl7）：主要为DK254+750～DK255+065段的滑坡物质，深灰色，厚约5～20m，粒径60～20mm的约占50％，20～2mm的约占10％，其余为砂土充填，稍密-中密。2、三叠系下统（T1）(1)板岩（T1Sl）：浅灰色，微晶、泥晶结构，板状～层状构造。岩质较硬，岩体完整性较好，Ⅳ级软石，σ0＝800kPa。表层强风化,厚2～8m。(2)板岩夹砂岩（T1Sl＋Ss）:板岩,浅灰色，微晶、泥晶结构，板状～层状构造,岩质较硬；砂岩，浅黄色－灰色，细粒砂状结构，薄层－中厚层状构造，主要成分为石英、长石，节理较发育，岩质坚硬。岩体完整性较好。3、喷出岩印支期安山玢岩（αμ4）：青灰色，厚度大于25m，主要矿物成份为长石、角闪石、辉石等。斑状细晶结构，块状构造，岩质较硬。节理较发育,岩体完整性较好。五、地质构造工点处的大地构造属于青藏歹字形构造体系，受构造作用影响，褶皱断裂发育，地质构造十分复杂，工点范围内受区域地质构造作用影响，发育有断层、褶皱及侵入接触带，构造也十分发育。断层f27断层：逆断层，在线路位置及出口横洞断层产状为N40°W/75°N，在下尕沟斜井断层产状为N40°W/50°N。线路位置及出口横洞上、下盘均为印支期安山玢岩，下尕沟斜井均为三叠系下统板岩夹砂岩；断层物质以断层角砾为主，并有少量断层泥。隧道洞身在DK255＋840～DK255＋870通过该断层,出口横洞在1+45～1+75通过该断层，下尕沟斜井在12+80～13+00斜交通过该断层，断层宽度约为30m。受断层影响，断层两侧岩体较为破碎。（2）f32断层:逆断层，产状为N45°W/80°N。上、下盘均为三叠系下统板岩夹砂岩，断层物质以断层角砾为主，并有少量断层泥。隧道洞身在DK255＋450～255＋493过该断层，断层宽度约为45m。受断层影响，断层两侧岩体较为破碎。2.褶皱工点区褶皱发育，主要有三处向斜、两处背斜，详述如下：（1）向斜：主轴走向N35°E，北翼产状N85°W/23°S，南翼产状N20°W/45°S，两翼岩性均为三叠系下统板岩夹砂岩，核部里程DK248＋200～DK248＋600，向斜核部受挤压作用强烈，节理裂隙很发育。（2）背斜：主轴走向N20°W，北翼产状N20°W/45°S，南翼产状N20°W/75°N ，两翼岩性均为三叠系下统板岩夹砂岩，核部里程DK250＋750～DK251＋170，背斜核部受张应力作用强烈，节理裂隙很发育。（3）向斜：主轴走向N15°W，北翼产状N20°W/75°N，南翼产状N10°W/73°S，两翼岩性均为三叠系下统板岩夹砂岩，核部里程DK251＋170～DK251＋500，向斜核部受挤压作用强烈，节理裂隙很发育。（4）背斜：主轴走向N55°E，北翼产状N20°W/20°S，南翼产状EW/61°S，两翼岩性均为三叠系下统板岩夹砂岩，核部里程DK252＋800～DK253＋200，背斜核部受张应力作用强烈，节理裂隙很发育。（5）向斜：主轴走向N15°W，北翼产状N20°W/75°N，南翼产状N10°W/73°S，两翼岩性均为三叠系下统板岩夹砂岩，核部里程DK254＋125～DK254＋325，向斜核部受挤压作用强烈，节理裂隙很发育。3.侵入接触带线路在DK255＋600左右经过三叠系下统板岩夹砂岩与印支期安山玢岩侵入接触带，接触面产状约为N40°W/60°～80°N,接触带岩体受构造作用影响，节理裂隙发育，岩体较破碎。六、水文地质条件（一）地下水类型及分布特征地下水的分布、埋深与含水层（体）的富水性受控于地形地貌、地层岩性、地质构造和气候条件。本区出露的地层岩性主要有三叠下统板岩和板岩夹砂岩，出口端为印支期安山玢岩。板岩和板岩夹砂岩节理裂隙发育，安山玢岩岩体风化严重，有利于地下水的入渗及储存，隧道区植被覆盖较好，为大气降水入渗补给地下水创造了条件。隧道区地下水类型主要有第四系孔隙水、浅表风化裂隙水、深层基岩裂隙水及构造裂隙水，第四系孔隙水主要分布于冲沟内的薄层第四系孔隙中，主要沿沟向下径流，与地表沟流有直接的补排关系；浅表风化裂隙水主要储存于板岩、板岩夹砂岩、安山玢岩表层风化带中，地下水埋藏较浅，浅表基岩裂隙水接受大气降水的直接补给，一般沿较完整的基岩面顺斜坡径流排泄于冲沟内汇聚成地表沟流；构造裂隙水主要赋存于断层破碎带、构造节理裂隙、及岩层接触带中，受构造影响，岩体节理裂隙发育，顺层节理裂隙延伸长大，且具有一定的张开性，断层破碎带较宽，多期构造作用表现明显，为地下水贮存创造了条件，本区地下水以潜水为主，断层带等大型储水构造均具有一定的承压性。因此隧道区地下水储存场所具有典型的非均质各向异性特征，水文地质条件十分复杂，地下水的分布规律性较差。（二）地下水补给径流排泄条件隧道区地下水的补给、径流、排泄受控于地形地貌、地层岩性、地质构造和气候条件。隧道通过区断层、褶皱等构造现象发育，水文地质条件、地表水及地下水之间的补给、径流、排泄条件较为复杂。隧道区裂隙岩体地下水以潜水为主，局部具有弱承压性。但由于其含水介质的各向异性，使地下水运移条件变得十分复杂。地下水在运动过程中主要受裂隙通道控制，地下水根据断裂构造及地形地貌条件可分为若干子水流系统，各子水流系统相对独立，相互之间水力联系微弱，除风化裂隙水外基本无统一的地下水面。地下水以接受大气降水的入渗为主要补给来源，局部地区接受沟流的渗漏补给，深部基岩裂隙水同时接受表层风化裂隙水的补给。地下水径流受构造裂隙及水文网的强烈切割作用，沿节理裂隙走向流动，汇聚于岩性分界带、节理密集带等储水构造中，最后以泉形式或向附近沟谷排泄，区域径流方向与地表水流方向基本一致。受构造断裂及局部地形地貌的影响，各子水流系统地下水径流方向与区域径流方向有所不同。（三）水化学测试通过对隧道区地地表水取水水样化验可可知，共取取水样4组，分别别做了简分分析及侵蚀蚀性CO2分析，化化验结果，地地下水水化化学类型为为HCO3—Ca·MMg型水，PH值7.57～8.29，矿化化度一般0.2～0.4g/l，水质良良好，对圬工不具具备氯盐和和硫酸盐化化学侵蚀性性。七、隧隧道富水性性分区及评评价（一）水水文地质测测试方法为了分析隧道通通过区水文文地质条件件及地下水水涌水灾害害，定量评价价隧道涌水水量，为设设计提供必必要的水文文地质资料料，针对隧隧道区特殊殊的地质、水水文地质条条件，采用用了综合的的水文地质质勘察方法法及手段。本本次定测工工作对隧道道通过区进进行了全面面水文地质质调查，对对隧道通过过的沟谷进进行了地表表水流量测测量，为地地下径流模模数预测隧隧道涌水量量取得了资资料。在隧隧道区布置置了2个深孔进进行综合水水文地质测测试及采用用先进的物物探技术对对隧道地表表至隧道洞洞身范围进进行了探测测。现将取取得的成果果阐述如下下。钻探工作隧道进进出口段完完工浅孔3孔，钻孔基基本无水。目目前其它钻钻孔仍在进进行中。2．物探工作物探测试资料较较准确地确确定了断带带的位置及及其宽度，对对隧道岩体体及构造的的富水性也也作出了定定性评价。其其中物性反反映异常的的f27、f32等断层层，断层带带电阻率低低，岩体破破碎且富含含地下水。（二）隧道涌水水量预测计计算本次定测工作，在在初测工作作及地面调调查的基础础上，采用用大气降水水入渗法、地地下径流模模数法对隧隧道涌水量量进行计算算预测。1.大气降水水入渗法根据公式：Q＝2.744·α·W·A((1)AA＝L·B(2)式中：Q―――隧道通过过含水体地地段的正常常涌水量（m3/d）；α―――降水入渗渗系数，根根据经验或或试验数据据确定；（隧隧道通过岩岩体主要为为板岩、板板岩夹砂岩岩、安山玢玢岩，风化裂隙发发育，取值值0.20）A―――隧道通过过含水体的的集水面积积(km2)；L―――隧道通过过含水体的的长度(km)，（隧道道长8.8422km）B―――隧道涌水水地段长度度内对两侧侧的影响宽宽度(km)；W―――年降水量量(mm)，（根根据气象资资料取值5583.99mm）。隧道两侧的影响响宽度结合合岩性、构构造、节理理裂隙发育育情况、隧隧道区的植植被、以及及地形地貌貌、气象等等的综合因因素进行取取值，本区区取值平均均宽度1.500km。根据上述公式及及参数计算算隧道正常常涌水量Q＝42355m3/d。隧道开开挖时最大大涌水量取取稳定涌水水量的二倍即84770m3/d。2.地下径流流模数法地下径流模数是是指单位时时间内单位位流域面积积上的地下下水流量，根根据预测各各富水性分分区可能跨跨越的流域域不同，隧隧道涌水形形式的影响响宽度也不不尽相同。因因此，不同同富水性分分区中隧道道单位涌水水量的计算算采用加权权平均法来来计算。即即公式式中：q――某某富水性分分区中隧道道的单位涌涌水量（mm3/d·km）；Bi――不同富水性分区区中隧道两两侧影响宽宽度（kmm）；Li――某富水性分区中中，隧道在在第i个流域中中的长度（km）。隧道区属地下水水排泄区，支支沟发育，但多为季季节性沟流流，因此利利用地表测测流计算的的径流模数数偏小，结结合区域水水文地质资资料及该隧隧道岩性、构构造情况，径径流模数在在贫水区取取值1000m3/d·kkm2，弱富水水区取值500～10000m3/d·kkm2，中等富富水区取值值20000m3/d·kkm2。隧道通过过区涌水量量预测表序号隧道起迄里程富水性分区长度（m）径流模数（m3/d·km2）影响宽度（kmm）涌水量(m3//d)岩性简述1DK247+3308～DK2447+9550Ⅲ6421001.064板岩、板岩夹砂砂岩2DK247+9950～DK2533+7000Ⅱ5750500~100001.24830板岩、板岩夹砂砂岩3DK253+7700～DK2555+882Ⅰ218220001.56546板岩、板岩夹砂砂岩、安山山玢岩、断断层角砾4DK255+8882～DK2566+132Ⅱ2505001.2150安山玢岩合计882411590根据前述方法计计算的涌水水量，考虑虑本次隧道道勘察水文文地质钻探探正在进行行中，且隧隧道涌水的的不可预见见性，在设设计中以计计算结果较较大的地下下径流模数数法作为本本次设计涌涌水量，即即预测隧道道正常涌水水量为111590m3/d、最大总总涌水量为为正常涌水水量的二倍计算233180m3/d。（三）地下水富富水性分区区1.地下水富富水性隧道区地下水根根据其赋存存类型可分分为基岩裂裂隙水和构造裂隙隙水。基岩裂隙隙水，分布布在隧道广广大地区，除除断层带均均属基岩裂裂隙水，裂裂隙由风化化裂隙及构构造节理、裂裂隙两大类类构成，一一般风化裂裂隙多发育育于岩体浅层层，风化层层厚度受岩岩石本身抗抗风化能力控控制，地下下水位埋藏藏较浅，受受地形地貌貌及风化层层厚度控制制，与大气气降水关系系密切，一一般水量较较小。构造造节理、裂裂隙主要由由于构造作作用伴生形形成，其发发育受构造造影响程度度不同具有有不均一性性，发育深深度亦差异异较大，构构造影响轻轻微基岩裂裂隙水径流流模数一般般小于500mm3/d·kkm2，节理裂裂隙发育地地段径流模模数500～10000m3/d·kkm2。构造裂裂隙水，主主要分布在在断层带及及节理密集集带，地下下水主要以以脉状裂隙隙水为主，隧隧道通过地地区断层地地下水径流流模数1000～20000m3/d·kkm2。隧道地下水富水水性分区特特征根据水文地质调调查、隧道道洞身位置置通过的含含水层岩性性构造及水水文地质计计算分析，将将隧道通过过区按径流流模数对地地下水的富富水性划分分为断裂构构造裂隙水水中等富水水区（Ⅰ）、构造造裂隙水弱弱富水（Ⅱ）、节理理裂隙贫水水区（Ⅲ），其主要要特征如下下：Ⅰ区：断裂构造裂裂隙中等富富水区主要分布在隧道道通过的板板岩、板岩岩夹砂岩、安山玢岩岩所发育的的断层及其其影响带。隧隧道通过里里程为DK2533＋700～DK2555＋882，长长2.1882km。本区地貌形态属属中山区，切切割深度3300～500m，植被较较发育。隧隧道洞身通通过区内发发育的2条断层f27和f32，断层宽宽度分别为为30m和110m，岩体在在断裂构造造作用下，构造裂隙、节理发育，在断层及其周围一定范围形成节理裂隙密集带，富含地下水，洞身通过向斜核部里程DK254＋125～DK254＋325，核部受挤压作用强烈，节理裂隙很发育，为地下水提供了良好的储存空间。地下水主要接受大气降水、地表沟水、洼地积水的补给，以泉水或区域径流方式排泄为主。水化学类型为HCO3—Ca·Mg型水，矿化度小于0.5g/l，水质良好，对圬工不具备氯盐和硫酸盐化学侵蚀性。预测隧道通过时时单位正常常涌水量为为：30000m3/d·km。Ⅱ区：构造裂隙弱弱富水区分布在隧道进口口至下尕里里一带的大大部分段落落。隧道通通过里程为为DK2477＋950～DK2533＋700、DK2555＋882～DK2556＋132，总总长6.0km。本区地貌形态属属高中山区，切切割深度500～10000m，植被均均较发育，岩岩性主要为为三叠系板岩岩、板岩夹夹砂岩及安安山玢岩。受受构造影响响严重，构构造裂隙、节节理发育较较深。储水水构造主要要为延伸长长大的构造造节理、顺顺层节理、岩岩层接触带带、节理密密集带、向向斜核部组组成。地下下水主要接接受大气降降水、地表表沟水、洼洼地积水的的补给，浅浅表以垂直直入渗为主主，深层以以径流为主主，最终以以以泉水或或区域径流流方式排泄泄为主。水水化学类型型为HCO3—Ca·MMg型水，矿矿化度小0.5gg/l，水质良良好，对圬工不具具备氯盐和和硫酸盐化化学侵蚀性性。预测隧道通过时时单位正常常涌水量为为：600～840m3/d·km。Ⅲ区：节理裂隙贫贫水区分布在隧道进口口段，岩性性为三叠系系板岩、板板岩夹砂岩岩。地下水水的赋存主主要受节理理、裂隙控控制，区内内岩体较为为完整，地地下水含量量微弱，预预测隧道通通过时单位位正常涌水水量为：100m3/d·km。本区地下水多呈呈短距离运运移，主要要接受大气气降水补给给，径流排排泄条件一一般，动态态变化大。（四）隧隧道工程水水文地质条条件评价1.隧道工程程水文地质质条件评价价根据水水文地质调调查及涌水水量计算并并依据隧道道水文地质质富水性所所划分的中中等富水、弱弱富水及贫贫水区，对隧道道工程水文文地质进行行分段评述述。（1）DK2477＋308（进进口）～DK247＋950节理裂隙贫水段段，主要岩岩性为板岩岩、板岩夹夹砂岩，节节理裂隙较较发育，岩岩体较完整整，预测单单位正常涌涌水量为1100m3/dd·km，该段最大大涌水量1128mm3/d。水质良好好，对圬工工不具备氯氯盐和硫酸酸盐化学侵侵蚀性。（2）DK247＋9950～DK2533＋700构造裂隙弱富水水段，主要要岩性为板板岩、板岩岩夹砂岩，节节理裂隙较较发育，预预测单位正正常涌水量量为840m3/d·km，该段段最大涌水水量96600m3/d，预测主要要出水段在在背斜两翼翼影响带及及向斜核部部，隧道洞洞身在DKK248＋200～DK2488＋600、DK2511＋170～DK2551＋500通过向斜斜核部，应采取预防防性工程措措施。水质良好好，对圬工不具具备氯盐和和硫酸盐化化学侵蚀性。（3）DK253＋7700～DK2555＋882断裂构造裂隙中中等富水段段。岩性为为板岩、板板岩夹砂岩岩、安山玢玢岩及断层层角砾，构构造节理、裂裂隙发育，岩岩体破碎。预测单位正常涌水量为3000m3/d·km，该段最大涌水量13092m3/d。预测主要出水段在向斜核部、断层带周围及侵入接触带，隧道洞身通过向斜核部里程DK254＋125～DK254＋325，通过f32、f27里程DK255＋450～255＋493、DK255＋840～DK255＋870，施工阶段应密切注意通过断带附近、向斜核部、侵入接触带地下水水量的变化情况，加强地质超前预报，注意防护，对突然性涌水采取预防性工程措施。水质良好，对圬工不具备氯盐和硫酸盐化学侵蚀性。（4）DK2555＋882～DK2566＋132（出出口）构造裂隙弱富水水段。该段岩体体构造作用用影响，节理理裂隙较发育，属属地下水排排泄区，本本段基本不不会产生大大的涌水现现象，需对对浅埋沟谷谷地表水进进行处理。预预测单位正正常涌水量量为600m3/d·kkm，该段段最大涌水水量300m3/d。水质良好好，对圬工不具具备氯盐和和硫酸盐化化学侵蚀性。2.斜井水文文地质条件件评价（1）阳阳坡沟斜井井（长14477m）水文地质质条件评价价阳坡沟斜井位于于三叠系板岩、板板岩夹砂岩岩弱富水区。预预测正常涌涌水量12215m3/d，最大大涌水量24300m3/d。（2）下尕沟斜井（长长13166m）水文地质质条件评价价阳坡沟斜井位于于三叠系板板岩、板岩岩夹砂岩弱弱富水区。预预测正常涌涌水量11055m3/d，最大涌涌水量22100m3/d。（3）出口横洞（长长230m）水文地质质条件评价价出口横洞位于断断裂构造裂裂隙中等富富水区。预预测正常涌涌水量193mm3/d，最大涌涌水量386mm3/d。八、环境水文地质质评价本隧道道环境水文文地质，主主要是地下下水的疏排排和地表水水的漏失两两个问题。隧隧道地区处处于秦岭褶褶皱系，构构造特征强强烈，断层层、岩体节节理裂隙发发育，地下下水循环强强烈。由于于隧道埋藏藏较深，隧隧道排水对对沿线大的的环境水文文地质条件件不会产生生太大的影影响。隧道道出口段一带的隧隧道顶部的的路院村、贾贾家山村居居民点，用用水主要为为就地取水水，以地表表水泉水为为主，用水水量较小，施工时受隧道排水影响，有可能造成隧道通过带的泉水疏干、沟水漏失等现象，可能影响村民用水。隧道通通过中等富富水段存在在突涌水可可能性，极极有可能造造成沟谷断断流、泉水水干枯等现现象，施工工中应加强强地质超前前预报，采采取以堵为为主，疏排排结合的工工程措施。对施工过程中的的废水、废废渣、废油油的排放，应应符合国家家现行排放放标准，对对超标的“三废”必须进行行处理，作作到有组织织有计划地地排放，不不得成为地地表水及地