摘要：公路、鐵路等線路穿越巖溶地區時，合適的選線方法可降低工程造價、減少工程病害及環境影響，從而科學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公路標準，初步設計階段在工程可行性研究基礎上采用低線A線和高線K線方案進行研究。華鎣山特長隧道穿越巖溶地區，為本項目的控制性工程。以華鎣山特長隧道為研究對象，在充分收集既有G42滬蓉高速華鎣山隧道相關資料的基礎上，通過分析巖溶區巖溶發育規律、水文地質特點和巖溶地區公路選線的相關要點，采用多種輔助技術，總結出選線原則，最終推薦K線方案為總體最優方案。通過此工程實例，提出在復雜地質巖溶區公路選線的過程中要遵守“多比選，慎選擇”的原則、踐行地質環保選線原則和“以避為主，避重就輕，動態設計”的設計要點。

　　關鍵詞：特長隧道;巖溶;地表水襲奪;涌水突泥;地質選線

　　地質工程師投稿論文范文：金屬礦區水工環地質勘探工作中的技術要點

　　摘要：隨著科技的發展，經濟不斷地進步。人們對于各項物資的需求也日益增加。但是隨著資源的使用越來越多，礦產等不可再生資源已經成為了制約經濟和科技發展的首要問題。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，就導致了這些礦物的儲備遠遠不夠使用。

　　0引言

　　巖溶地區修建隧道的主要工程地質問題有巖溶涌水、突泥，巨型溶洞、溶腔，水環境破壞等[1]，因此，在巖溶地區進行以巖溶為主要工程地質問題的選線設計非常重要。巖溶地區進行選線前，應盡可能收集線路附近工點的巖溶資料，并采用物探、鉆探等方法進一步查明線路控制性工點的巖溶分布情況、發育特征等。近些年來物探、超前地質預報方法在查明巖溶發育分布特征及預測預報巖溶地質問題方面發揮了重要作用[2-5]，為線路選線設計提供了依據。

　　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)線路基礎上，有K線和A線兩條對比方案，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，是本項目的控制工程。本文以華鎣山隧道為研究對象，在收集既有G42滬蓉高速華鎣山隧道相關資料的基礎上，研究巖溶發育規律、水文地質特點對公路工程建設的影響，并采用多種輔助技術，提出選線原則，充分利用隔水層降低天池地表水襲奪等環境影響風險，以期為后續巖溶地區公路選線提供經驗。

　　1工程概況

　　擬建廣安至鄰水公路為雙向四車道一級公路標準，設計速度為60km·h-1，初步設計階段在工程可行性研究基礎上采用低線A線和高線K線方案進行研究。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隧址區工程地質條件

　　2.1地形地貌

　　項目區處于華鎣山脈中段，屬切割強烈的中低山區，海拔在500~1500m。頂部為灰巖溶蝕后形成的槽谷，兩側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。

　　2.2地層巖性

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

　　2.3地質構造及地震

　　華鎣山地區的構造骨架為華鎣山復式背斜，區內所見斷裂多與褶皺相伴，主要發育在華鎣山復式背斜中，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、天池斷層、仰天窩斷層、鄰水斷層。依據《中國地震動參數區劃圖》(GB18306-2015)，測區地震動峰值加速度值為0.05g，對應地震基本烈度為Ⅵ度。

　　2.4水文地質條件

　　研究區內雨量充沛，水系發育，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等灰巖、白云質灰巖，水量極其豐富。區內工程水文地質問題有巖溶涌突水、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。研究區可溶巖和非可溶巖的相間出露和構造條件、地下水交替作用的差異使巖溶發育極不均一，巖溶水的徑流和排泄主要受地貌、構造及水文網切割狀況的控制，表現為背斜軸部巖溶發育強于兩翼。

　　地下水徑流的總體方向受構造線的控制，基本沿著巖溶管道、斷層裂隙帶流動，巖溶水總體由北向南徑流，當遇到橫向深切溝谷切割時，淺表的地下水就近在溝谷排泄。隧址區內，天池向斜區地下水補徑排特征對隧道影響較大。天池向斜地下水主要受大氣降水補給，向斜南端仰起，呈“碗狀”，北端傾覆，東西側聳立，在飛仙關5段隔水層作用下，形成封閉式巖溶匯水區。巖溶槽谷內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組進行水質簡分析，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。測試表明沿線地表水、地下水水質類型為：HCO3⋅SO4⋅Cl—Ca⋅Na型水;地表水對混凝土結構的腐蝕等級主要為微腐蝕，地下水對混凝土結構的腐蝕性等級為微—弱。

　　2.5不良地質

　　研究區主要不良地質現象有巖溶及巖溶水、采空區、老窯水、瓦斯和硫化氫有害氣體、高地應力、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附近的人工棄土(礦渣)。

　　3巖溶工程地質問題及對策

　　隧址區主要巖溶地質問題表現為溶洞、涌水突泥、高水壓、地表失水風險等。依據資料，既有G42華鎣山隧道在1998年4月30日—8月28日施工期間，該地區曾出現了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生了9次大的洞內巖溶突水、涌砂(泥)事件，最大突水量約7.95m3⋅s-1，涌砂(泥)總量約27000m3，均發生在可溶巖地層中，以T1f4和P2c地層最為突出。而本項目的控制工程為華鎣山隧道，其工程地質條件對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和水文地質條件為基礎和導向，再結合其他地段工程地質情況進行綜合比選。目前，K線和A線路橋地段工程地質條件相差不大，基本較好，不控制路線地質條件比選。現將本階段華鎣山隧道兩方案及工可研方案進行工程地質條件評價比選。

　　4工程地質選線

　　在山嶺重丘區，工程地質調繪是地質選線的重要依據，更是開展路線及各工點工程地質勘察的基礎。應組織地質、路線、路基、橋梁、隧道等專業人員參與地質選線工作，加強各專業之間的溝通協調，并在發現地質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結語

　　(1)山區公路常受復雜地質條件的制約，地質條件是控制路線選擇和工程造價的重要因素。工可研階段的地質選線工作是決定路線走廊的關鍵，應在盡可能收集既有臨近工程及有關區域地質等方面資料的基礎上，進行詳細的現場踏勘和重點路段的調查;

　　(2)采用綜合勘探、水文地質專題研究、地質環保選線、大地電磁法等手段查明并克服研究區各類巖溶工程地質問題，充分利用隔水層降低天池地表水襲奪等環境影響風險，并提出在復雜地質巖溶區公路選線的過程中要遵守“多比選，慎選擇”的原則、踐行地質環保選線原則和“以避為主，避重就輕，動態設計”的設計要點;

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

　　參考文獻

　　[1]張廣澤，馮君，崔建宏.高速鐵路隧道巖溶災害及防治關鍵技術研究[J].鐵道標準設計，2018，62(11)：112-117.

　　[2]杜成亮，甘伏平，張遠海，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.地質雷達電磁干擾分析及在隧洞巖溶探測中的應用[J].中國巖溶，2018，37(2)：286-293