岩溶水环境约束下的引水隧洞线路优选研究

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在我国西南岩溶地区,由于岩溶发育、岩溶地下水资源丰富,在隧洞工程建设中将不可避免地遇到涌水、突水等影响工程安全的问题。同时,由于隧洞建设大量疏干地下水,亦会引起岩溶水环境问题。滇中引水工程海东隧洞挖色段沿线地质条件复杂,岩溶发育,地下水丰富,线路周边村落众多,人口密集,地下水是当地居民的主要饮用水来源。尤其是线路将穿越岩溶大泉密集的文昌宫一带,未来隧洞施工对泉点产生减流、疏干的风险极高。泉点水量的减少将会对周边居民的正常生活与生产建设产生严重影响,因此,引水线路的合理选取至关重要。本文以分析滇中引水工程海东隧洞挖色段线路的地质条件与岩溶水文地质条件为基础,结合线路穿越区岩溶发育特征,从岩溶水环境改变的角度出发,采用不同的预测与评价方法,对比选线路岩溶地下水环境影响进行预测分析,对隧洞进行涌突水危险性评价;通过选定线路影响因子,采用层次分析法建立线路评判体系,最终根据评价结果,选取最佳线路方案。本文得出主要结论如下:(1)比选线路穿越区地形切割强烈,地质构造复杂,岩溶发育,出露面积大,占研究区总面积的45%。线路通过的泥盆系下统康廊组(D1k)白云质灰岩、青山组(D1q)灰岩及二叠系下统(P1)灰岩,岩溶发育中等烈;比选隧洞穿越三个岩溶水文地质单元,大气降雨为主要补给来源,其补给方式受岩性、构造控制,总体自东向西径流,线路东侧洱海和区内地表水系成为排泄基准面。(2)比选线路均采用隧洞的工程形式,线路长度分别为6884m(A线)、5572m(B线)、6362m(C线)。隧洞沿线出露多个岩溶大泉,流量大且稳定,主要用于村民饮用及农业灌溉、养鱼。泉点距离隧洞轴线最小仅为44m,水位高于各线路隧洞顶板100300m不等,敏感程度高。(3)运用大气降雨入渗法、地下水动力学法、三维数值模拟法对比选线路的涌水量、影响范围、渗流场变化进行预测,分析岩溶地下水环境与工程建设影响。总体,A线对岩溶水环境影响最大,对泉点影响程度高,B线居中,C线最小。(4)通过对线路隧洞涌突水灾害危险性评价:A线、B线、C线危险等级为Ⅳ的长度分别占各线路的21%、20%、13%;危险等级为Ⅲ级的长度分别占各线路的0%、3%、1%。总体B线发生涌突水灾害的风险最大,C线最小。(5)采用隧洞工程建设对地下水环境的影响、地下水环境对隧洞工程建设的影响、其他因素等作为一级评价指标,建立层次结构评判模型,结合线路工程特点,对各线路进行综合评判。A线得到的分值最大,对岩溶水环境影响程度最大,B线居中,而C线得到的分值最小,对岩溶水环境影响程度最小。
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