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摘 要：以温州市某隧道为研究对象，分析隧道区水文地质与工程地质条件，结合其地下水补给、排泄条件，根据工程特点，采用合理的隧道涌水量计算方法，对该隧道进行涌水量预测，相关研究结论对类似工程具有一定借鉴意义。
关键词：隧道 水文地质 涌水量预测
中图分类号：P641.2 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-023-02
1 工程概况
拟建隧道及接线工程西起茶山街道山根村路口接温瑞大道，沿规划环山北路线位向东南穿越茶山街道霞岙、贾宅、九村，于五美园南设隧道进入大罗山，后路线转向东南经天柱寺水库上游450m处通过，于金山寺以南约110m处出隧道后经天柱变电站北侧，与规划环山路相交，利用规划中的新川大道（红线宽50m）布线，终于滨海大道与滨海十三路（已建）相接，路线全长13.17km。
2 隧道区水文地质工程地质条件
2.1 地层结构及其特征
根据沿线地形地貌、地质构造、水文地质和工程地质条件、岩土特征，对隧道区地层分述如下：⑨1含角砾黏性土（Qel+dl）、⑨11块石（Qel+dl）、⑩11全风化凝灰岩（J3x）、⑩12强风化凝灰岩（J3x）、⑩13中风化凝灰岩（J3x）及⑩14微风化凝灰岩（J3x）。
2.2 地质构造
根据勘察报告和地质调绘成果，隧道区构造行迹以断裂构造为主，组由一系列断层和节理组成。隧道两侧各2km范围共发现有7条断层，力学属性均属张扭性，发育2组节理。
2.3 水文地质条件
隧道区共分布三个含水岩组，分别为全新统-中更新统砂卵石潜水含水岩组，岩浆岩风化裂隙含水岩组和岩浆岩构造裂隙含水岩组。
（1）全新统～中更新统砂卵石潜水含水岩组。
分布于低山区的山麓沟谷区，地貌上表现为冲沟、缓坡、洪积扇。岩性为洪积、冲洪积、崩坡积的漂石土、砂卵石土圾含碎石粉质粘土，地下水赋存于结构孔隙中，透水性良好，地下水流畅通，属弱富水性含水岩组。
（2）岩浆岩风化裂隙含水岩组。
广泛分布于大罗山表层，地下水赋存于地表岩石在风化营力作用下形成的风化裂隙中，一般呈网状分布，全风化层厚度一般在80-150cm，由于厚度较薄，其总体水量不大，赋水性较差，透水性良好，属弱富水性含水岩组。
（3）岩浆岩构造裂隙含水岩组。
隧道区普遍分布，由侏罗系上统西头山组流纹质凝灰岩、燕山晚期侵入钾长花岗岩、石英闪长岩组成，地下水主要赋存于岩石的构造裂隙中。按裂隙的成因、规模的大小等可分为岩成裂隙水、节理裂隙水、断层带水。
成岩裂隙水赋存于侵入岩和火山碎屑岩在形成过程中受内部应力而产生的原生节理裂隙和侵入岩与围岩火山碎屑岩接触带中。一般原生节理裂隙规模较小，且分布不均匀，水量较小；在侵入岩与围岩火山碎屑岩接触带一般由于岩浆岩的冷却收缩作用会形成较大的裂隙，一般会赋存带状裂隙水，水量一般较大。
节理裂隙水赋存于岩石在构造运动中因受力而产生的节理裂隙中，根据地调及钻探资料，隧道区岩体节理裂隙发育，但延伸不长，以5-10为主，往往成群出现，间距以3-5m为主，且以闭合为主，部分硅质充填，连通性差，地下水多呈线状或脉状分布，无统一的地下水位，富水性不均一，受构造、地貌、气候及岩性等因素控制，属弱富水性含水岩组。
断层带水赋存于岩石在构造运动中因受力而产生的断层破碎带中。多为脉状裂隙水，它决定于断层带所穿越的岩层透水性的强弱和断层的性质，水量一般比较大。
3 地下水的补给、径流、排泄条件
3.1 全新统-中更新统砂卵石潜水含水岩组
主要接受大气降水和溪沟水的入渗补结，受季节性影响明显，水位受松散层厚度及地貌形态影响较大，无稳定的地下水位，由于松散层总体较薄，其水量相应贫乏，向沟谷或低洼处排泄，常以泉的形式溢出。
3.2 岩浆岩风化裂隙含水岩组
主要接受大气降水及上覆残坡积层孔隙潜水的入渗补给，季节性动态变化大，水位受松散层厚度及地貌形态影响较大，无稳定的地下水位。常在风化底部以层状泉水的形式泻出。
3.3 岩浆岩构造裂隙含水岩组
成岩裂隙水主要接受大气降水及上覆残坡积层孔隙潜水的入渗补给，往往无统一的水力联系。在侵入岩与围岩火山碎屑岩交界带一般会赋存带状裂隙水，主要接受大气降水及上覆残坡积层孔隙潜水的入渗补给，在局部坡脚岩体中见有泉水沿节理面渗出，其流量一般小于0.1L/s。
节理裂隙水主要接受大气降水及上覆残坡积层孔隙潜水的入渗补给，动态变化大，地下水一般以泉的形式排泄，其流量一般小于1.0L/s。
断层带水缺乏统一的水位，每个含水断层往往具有各自的补给、排泄特征，水质和动态也可以各不相同，一般情况下断层带由于缺乏补给只起贮水空间的作用，揭露后虽然初期涌水量可能相当大，但以后便不断减少以至干涸；当导水断层带与地表水体联通时，导水断层带除作为贮水空间外还起着集水和导水通道的作用，能提供持续稳定的水量，水量一般比较大。
根据温州地区气象水文资料，年降雨量取多年平均值1 694.6mm，隧道区溪沟密布，山塘、水库众多，隧道两侧1km范围内就分布有9座水库。赋存于3个含水岩组中的地下水，均接受大气降水补给，导通地表水体的断层接受地表水体的补给，受断层影响的水库主要有天河西水库、山鸡坑水库、百家尖水库及银河水库，根据物探及综合钻孔资料，断层F3与山鸡坑水库导通，断层F5与天河西水库导通、断层F7与天河西、百家尖和银河水库导通，断层破碎带赋存的地下水为脉状裂隙水，断层破碎带起贮水空间、集水廊道以及导水通道的作用，综上，地表水与地下水有密切的水力联系。
4 隧道涌水量预测
正确预测隧道涌水量主要取决于对隧道的充水、边界条件的分析，以及计算模型和参数的合理选用，由于目前并没有这方面专门的计算公式，且充水及边界条件准确分析难度大，因此先采用目前常用四种隧道开挖涌水量计算方法进行试算，因各种计算方法均有各自的适用性，计算结果必定存在差异，分析造成差异的原因，选择较适用本工程隧道涌水量计算的模型。
试算采用的四种计算方法分别是降雨入渗法、达西渗流法、大岛洋志法（古德曼修正法）以及原铁道部公布的经验公式法。经分析比较，断层F3、F5、F7与隧道交汇处涌水量计算模型采用达西渗流法，断层F8采用入渗法，隧道无断层通过段采用地下径流模数法。
通过计算分析，可知该隧道整体最大涌水量为2 926.91～3 944.28 m3/d，属于中等涌水规模，其中无断层通过段涌水量为1550 m3/d，通过断层涌水量1 376.91～2 394.28 m3/d，50%-60%的涌水几乎都集中在断层与隧道交汇段（约占隧道总长的1.6%），均为强富水段，特别是BK7+900段单位长度涌水量最大可能达到为38.50m3/d·m，易发生瞬时涌水，无断层通过段为弱富水段。
5 结论与建议
隧道施工过程中必须采取以堵为主的措施，绝不能大规模排水。施工方案必须贯彻“防、排、截、堵结合，以堵为主、限量排放、有效利用”的处理理念，防止水库大量水源流失。
隧道涌水预测计算要贯穿于整个过程，在施工阶段需组织技术人员对设计阶段的计算成果，不断地进行反演修正，以完善隧道涌水预测的准确率，提高施工前方的涌水预报效果，更好地服务于施工。
参考文献：
[1] 姬永红，项彦勇.水底隧道涌水量预测方法的应用分析[J].水文地质工程地质，2005（04）.
[2] 付开隆.渝遂高速公路中梁山隧道岩溶塌陷及涌水量分析[J].水文地质工程地质，2005（02）.
[3] 王建秀，朱合华，叶为民.隧道涌水量的预测及其工程应用[J].岩石力学与工程学报，2004（07）.
关键词：隧道 水文地质 涌水量预测
中图分类号：P641.2 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-023-02
1 工程概况
拟建隧道及接线工程西起茶山街道山根村路口接温瑞大道，沿规划环山北路线位向东南穿越茶山街道霞岙、贾宅、九村，于五美园南设隧道进入大罗山，后路线转向东南经天柱寺水库上游450m处通过，于金山寺以南约110m处出隧道后经天柱变电站北侧，与规划环山路相交，利用规划中的新川大道（红线宽50m）布线，终于滨海大道与滨海十三路（已建）相接，路线全长13.17km。
2 隧道区水文地质工程地质条件
2.1 地层结构及其特征
根据沿线地形地貌、地质构造、水文地质和工程地质条件、岩土特征，对隧道区地层分述如下：⑨1含角砾黏性土（Qel+dl）、⑨11块石（Qel+dl）、⑩11全风化凝灰岩（J3x）、⑩12强风化凝灰岩（J3x）、⑩13中风化凝灰岩（J3x）及⑩14微风化凝灰岩（J3x）。
2.2 地质构造
根据勘察报告和地质调绘成果，隧道区构造行迹以断裂构造为主，组由一系列断层和节理组成。隧道两侧各2km范围共发现有7条断层，力学属性均属张扭性，发育2组节理。
2.3 水文地质条件
隧道区共分布三个含水岩组，分别为全新统-中更新统砂卵石潜水含水岩组，岩浆岩风化裂隙含水岩组和岩浆岩构造裂隙含水岩组。
（1）全新统～中更新统砂卵石潜水含水岩组。
分布于低山区的山麓沟谷区，地貌上表现为冲沟、缓坡、洪积扇。岩性为洪积、冲洪积、崩坡积的漂石土、砂卵石土圾含碎石粉质粘土，地下水赋存于结构孔隙中，透水性良好，地下水流畅通，属弱富水性含水岩组。
（2）岩浆岩风化裂隙含水岩组。
广泛分布于大罗山表层，地下水赋存于地表岩石在风化营力作用下形成的风化裂隙中，一般呈网状分布，全风化层厚度一般在80-150cm，由于厚度较薄，其总体水量不大，赋水性较差，透水性良好，属弱富水性含水岩组。
（3）岩浆岩构造裂隙含水岩组。
隧道区普遍分布，由侏罗系上统西头山组流纹质凝灰岩、燕山晚期侵入钾长花岗岩、石英闪长岩组成，地下水主要赋存于岩石的构造裂隙中。按裂隙的成因、规模的大小等可分为岩成裂隙水、节理裂隙水、断层带水。
成岩裂隙水赋存于侵入岩和火山碎屑岩在形成过程中受内部应力而产生的原生节理裂隙和侵入岩与围岩火山碎屑岩接触带中。一般原生节理裂隙规模较小，且分布不均匀，水量较小；在侵入岩与围岩火山碎屑岩接触带一般由于岩浆岩的冷却收缩作用会形成较大的裂隙，一般会赋存带状裂隙水，水量一般较大。
节理裂隙水赋存于岩石在构造运动中因受力而产生的节理裂隙中，根据地调及钻探资料，隧道区岩体节理裂隙发育，但延伸不长，以5-10为主，往往成群出现，间距以3-5m为主，且以闭合为主，部分硅质充填，连通性差，地下水多呈线状或脉状分布，无统一的地下水位，富水性不均一，受构造、地貌、气候及岩性等因素控制，属弱富水性含水岩组。
断层带水赋存于岩石在构造运动中因受力而产生的断层破碎带中。多为脉状裂隙水，它决定于断层带所穿越的岩层透水性的强弱和断层的性质，水量一般比较大。
3 地下水的补给、径流、排泄条件
3.1 全新统-中更新统砂卵石潜水含水岩组
主要接受大气降水和溪沟水的入渗补结，受季节性影响明显，水位受松散层厚度及地貌形态影响较大，无稳定的地下水位，由于松散层总体较薄，其水量相应贫乏，向沟谷或低洼处排泄，常以泉的形式溢出。
3.2 岩浆岩风化裂隙含水岩组
主要接受大气降水及上覆残坡积层孔隙潜水的入渗补给，季节性动态变化大，水位受松散层厚度及地貌形态影响较大，无稳定的地下水位。常在风化底部以层状泉水的形式泻出。
3.3 岩浆岩构造裂隙含水岩组
成岩裂隙水主要接受大气降水及上覆残坡积层孔隙潜水的入渗补给，往往无统一的水力联系。在侵入岩与围岩火山碎屑岩交界带一般会赋存带状裂隙水，主要接受大气降水及上覆残坡积层孔隙潜水的入渗补给，在局部坡脚岩体中见有泉水沿节理面渗出，其流量一般小于0.1L/s。
节理裂隙水主要接受大气降水及上覆残坡积层孔隙潜水的入渗补给，动态变化大，地下水一般以泉的形式排泄，其流量一般小于1.0L/s。
断层带水缺乏统一的水位，每个含水断层往往具有各自的补给、排泄特征，水质和动态也可以各不相同，一般情况下断层带由于缺乏补给只起贮水空间的作用，揭露后虽然初期涌水量可能相当大，但以后便不断减少以至干涸；当导水断层带与地表水体联通时，导水断层带除作为贮水空间外还起着集水和导水通道的作用，能提供持续稳定的水量，水量一般比较大。
根据温州地区气象水文资料，年降雨量取多年平均值1 694.6mm，隧道区溪沟密布，山塘、水库众多，隧道两侧1km范围内就分布有9座水库。赋存于3个含水岩组中的地下水，均接受大气降水补给，导通地表水体的断层接受地表水体的补给，受断层影响的水库主要有天河西水库、山鸡坑水库、百家尖水库及银河水库，根据物探及综合钻孔资料，断层F3与山鸡坑水库导通，断层F5与天河西水库导通、断层F7与天河西、百家尖和银河水库导通，断层破碎带赋存的地下水为脉状裂隙水，断层破碎带起贮水空间、集水廊道以及导水通道的作用，综上，地表水与地下水有密切的水力联系。
4 隧道涌水量预测
正确预测隧道涌水量主要取决于对隧道的充水、边界条件的分析，以及计算模型和参数的合理选用，由于目前并没有这方面专门的计算公式，且充水及边界条件准确分析难度大，因此先采用目前常用四种隧道开挖涌水量计算方法进行试算，因各种计算方法均有各自的适用性，计算结果必定存在差异，分析造成差异的原因，选择较适用本工程隧道涌水量计算的模型。
试算采用的四种计算方法分别是降雨入渗法、达西渗流法、大岛洋志法（古德曼修正法）以及原铁道部公布的经验公式法。经分析比较，断层F3、F5、F7与隧道交汇处涌水量计算模型采用达西渗流法，断层F8采用入渗法，隧道无断层通过段采用地下径流模数法。
通过计算分析，可知该隧道整体最大涌水量为2 926.91～3 944.28 m3/d，属于中等涌水规模，其中无断层通过段涌水量为1550 m3/d，通过断层涌水量1 376.91～2 394.28 m3/d，50%-60%的涌水几乎都集中在断层与隧道交汇段（约占隧道总长的1.6%），均为强富水段，特别是BK7+900段单位长度涌水量最大可能达到为38.50m3/d·m，易发生瞬时涌水，无断层通过段为弱富水段。
5 结论与建议
隧道施工过程中必须采取以堵为主的措施，绝不能大规模排水。施工方案必须贯彻“防、排、截、堵结合，以堵为主、限量排放、有效利用”的处理理念，防止水库大量水源流失。
隧道涌水预测计算要贯穿于整个过程，在施工阶段需组织技术人员对设计阶段的计算成果，不断地进行反演修正，以完善隧道涌水预测的准确率，提高施工前方的涌水预报效果，更好地服务于施工。
参考文献：
[1] 姬永红，项彦勇.水底隧道涌水量预测方法的应用分析[J].水文地质工程地质，2005（04）.
[2] 付开隆.渝遂高速公路中梁山隧道岩溶塌陷及涌水量分析[J].水文地质工程地质，2005（02）.
[3] 王建秀，朱合华，叶为民.隧道涌水量的预测及其工程应用[J].岩石力学与工程学报，2004（07）.