重庆市岩溶地区隧道建设对地下水环境影响研究

重庆市岩溶地区隧道建设对地下水环境影响研究

摘要：通过大量的调查走访工作，掌握重庆市岩溶地区隧道建设引起的地下水位下降和对周围环境影响，分析岩溶水的水文地质构造和分布规律，进而分析隧道施工、隧道总最大涌水量、隧道最大埋深、隧道长度等对地下水环境主要影响因素，为减少隧道工程建设对地下水环境的影响程度和区域水土保持提供参考借鉴。

关键词：重庆岩溶隧道建设地下水环境影响

1 引言

随着人类活动领域的不断延伸，城市开发建设的不断深入和人口密度的不断增加，我国许多大城市都面临或即将面临人口膨胀，交通拥挤，城市地面用地紧张等一系列问题。公路、铁路隧道工程建设的迅速发展在缓解城市拥挤方面的确起到了很大的作用,但也不可避免地影响着本就脆弱的城市地下水境系统。而且据研究表明，人类的活动直接或间接干扰地下水，已成为现今控制地下水环境演化的主导力量。因此，城市区域地下水环境的影响的研究应引起我们的高度重视。

近些年来，我国铁路，公路的山岭隧道尤其是在裂隙或溶隙很发育、断层富水区的岩溶地区修建时，将不可避免地揭露充水围岩，疏排地下水，从而引起地下水分布规律的变化。随着地下水不断地涌入隧道，地下水的储存量势必大量消耗，使降落（位）漏斗不断扩展，从而袭夺其影响范围内的补给增量，引起地下水渗流场和补排关系的明显变化，造成工程附近地区地面塌陷，生产、生活水源的流失，造成地表蓄水量减少，继而导致地表井泉干涸，河溪断流，直接影响当地工农业生产及人民的生活。

通过大量的调查走访工作，对重庆市区隧道建设引起的地下水位下降和对周围环境影响情况有了较为全面的掌握，图1.1为走访调查区的照片。从照片中可以清楚看出：水库水位下降明显甚至干枯。

大水淹凼水库(2007.06.21) 大水淹凼水库(2010.11.12)

图1.1 隧道建设前后水库水位下降对比图

因此，有必要对岩溶地区隧道建设对地下水分布影响规律进行详细研究，本

文结合工程实际对其规律做进一步分析，以其为将来的隧道工程建设提供一定的参考。

2重庆市岩溶区域水文地质构造情况调查

通过诸多比较和总结得出：对于隧道建设影响较大的因素包括降雨量、地下河和岩溶水。以下着重阐述重庆市区域地下水的主要补给来源，并强调其对隧道建设的影响程度。首先降雨量的大小对于隧道涌水量影响最大，且多发生在雨季，是地下水补给的重要来源之一。一般来说，雨量越大，发生突水、突泥等灾害的可能性也越大；其次是地下河，当地下河与围岩相连通时，对于破碎程度较大的围岩，发生突水等灾变的可能性相对较高，由于但降水量的变化是对地下河的流量影响的最主要因素，因此在这两种灾变因素的影响下，发生工程事故和引起隧道周围地质条件变化的可能性会更高；最后是岩溶水，碳酸盐岩等岩石在地下水的作用下，岩石因含有易溶于水的盐类，所以在地下水长期的作用下，被侵蚀而造成破坏，从而形成以隧道为中心的降落漏斗，而且降落漏斗的范围会逐渐扩大，进而造成隧道周围地面塌陷，大量的地下水流失对人们的生活和生产影响很大。本文仅对岩溶和岩溶水做详细分析。

3岩溶地下水分布情况

3.1地理地质概况

重庆市岩溶地区分布面积约2. 98万km2，主要分布于市域的东北部大巴山褶皱山地和东南部巫山—大娄山褶皱山地一带，多为裸露型，地貌上以中低山为主，间有少量丘陵区；其次在中西部平行岭谷的背斜轴部，为埋藏型。区内属亚热带湿润季风气候，具有气候温和，四季分明，日照偏少的特征。多年平均气温14℃左右；区内降水比较丰富，多年平均降雨量1200mm，但降雨在时间分布上差异较大，多集中在5～9 月，占年降雨量的70%，且多暴雨。区内森林植被不发育, 仅城口县的森林资源较丰富。不少地区岩溶石漠化现象较严重，生态环境差，缺水十分严重。市域按地貌及地质条件可分为四个区，即：

I区：四川盆地东部侵蚀构造低山丘陵区。分布于华莹山、巴岳山以东的巫山、奉节、石柱、南川以西的广大地区，以一系列北北东向和北东向狭长紧密褶皱为主，断裂不发育，背斜成山，向斜成谷，背斜核部多出露三叠系的碳酸盐岩地层，常形成高位槽谷，呈现“一山两岭一槽”式或“一山三岭两槽”式的地貌景观。

II区：大巴山盆周构造溶蚀层状中山区。位于区内东北部大巴山区，主要以一系列弧形紧密褶皱及逆冲断层构成，皱核部出露嘉陵江组、大冶组及二叠系碳酸盐岩层。以溶蚀地貌为主，槽谷、洼地、溶丘较发育，其中还有暗河、漏斗、落水洞等岩溶景观。

III区：大巴山盆周构造溶蚀层状中山区。位于区内东北部大巴山区，主要以一系列弧形紧密褶皱及逆冲断层构成，皱核部出露嘉陵江组、大冶组及二叠系碳酸盐岩层。以溶蚀地貌为主，槽谷、洼地、溶丘较发育，其中还有暗河、漏斗、

落水洞等岩溶景观。

IV区：武陵山地侵蚀溶蚀峡谷中低山区。主要受川东南褶皱带的影响，断裂发育。山脉走向与构造线基本一致，背斜成山、向斜成谷，岭谷相间，平行延伸。背斜轴部出露三叠系至寒武系碳酸盐岩地层，该区岩溶发育，多形成峡谷、溶洞、暗河、漏斗。

V区：川中褶皱带红层丘陵区。位于华莹山、巴岳山以西的地区，以低缓对称的短轴背斜为主，断裂不发育，背斜轴部出露三叠系碳酸盐岩地层。地貌多呈垄岗状和分散的山丘。

3.2 岩溶水水文地质特征

重庆市区域岩溶水主要分布于各背斜山地，含水层主要为三叠系、二叠系、奥陶系、寒武系、震旦系碳酸盐岩，其中以三叠系嘉陵江组含水层分布最广，地下水主要赋存于背斜轴部的三叠系碳酸盐岩裂隙中[3]。

（1）岩溶水水文地质类型

重庆市区域岩溶水按补给、排泄条件可分为裸露型和埋藏型；按地貌类型可分为垄脊槽谷型岩溶水和垄脊山地型岩溶水。结合本区特点划分为以下三种类型：

i) 槽谷型岩溶水

按岩溶槽谷所处的位置又划分为“低位槽谷”和“高位槽谷”。低位槽谷型岩溶水的特征是：分布位置低，标高200～300m ，槽谷平缓宽阔，四周圈闭条件好，岩溶发育较均一，地下水埋藏浅，一般小于10m，单井涌水量可1000m3/d。该类低位槽谷是岩溶水的富水地段。如合川三汇坝、南桐万盛场。而且此类谷地中常有热水出露，如南温泉、统景温泉等。高位槽谷型岩溶水的特征是：分布位置高，标高在500m左右，岩溶发育极不均匀，形态以落水洞、漏斗，溶洞和洼地为主，暗河多顺槽谷发育，地下水位较深，富水性相对低位槽谷差。在槽谷四周圈闭条件好的情况下，富水性相对较好，如临峰槽谷、新店子槽谷、花果山槽谷等。

ii) 垄脊山地型岩溶水

主要分布于盆周垄脊岩溶山地背斜核部的嘉陵江组、大冶组及少量二叠系碳酸盐岩岩层中，含水岩组呈条带状相间分布，地表以岭脊状丘峰为主，洼地呈串珠状排列，其间有落水洞、地下暗河及岩溶大泉出露，流量一般10～1000L /s。

iii) 埋藏型岩溶水

主要分布于高隆起的背斜倾没端及缓翼，补给源是槽谷地下水，或埋藏于红