【摘要】：在可溶巖地區(qū),隧道建設(shè)對(duì)地下水動(dòng)態(tài)產(chǎn)生較大影響,隧道開挖導(dǎo)致山體內(nèi)儲(chǔ)存的地下水被快速排出,區(qū)域地下水位快速下降,形成一定范圍的降水漏斗,襲奪巖溶泉點(diǎn)流量,進(jìn)而嚴(yán)重破壞區(qū)域生態(tài)環(huán)境。尤其在我國西南地區(qū),地質(zhì)構(gòu)造條件復(fù)雜,褶皺構(gòu)造發(fā)育。受地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造及含水層空間形態(tài)影響,地下水循環(huán)條件十分復(fù)雜。查明褶皺區(qū)地下水循環(huán)模式對(duì)于工程施工有重要指導(dǎo)意義。利用水均衡法分析區(qū)域地下水動(dòng)態(tài)特征具有計(jì)算邏輯簡單、計(jì)算結(jié)果貼切實(shí)際等特點(diǎn),但前人多用于隧道涌水量預(yù)測(cè),對(duì)于利用水均衡系統(tǒng)分析研究區(qū)地下水循環(huán)特征研究甚少。渝昆鐵路是西南地區(qū)鐵路主干線,與西渝高鐵一同成為連接華北、東北地區(qū)的高鐵路線。擬建余家灣隧道穿越筠連縣大田壩向斜,隧道建設(shè)對(duì)區(qū)域地下水動(dòng)態(tài)影響大。因此本文選取筠連縣大田壩向斜,在查明研究區(qū)地下水補(bǔ)徑排條件的基礎(chǔ)上,劃分水文地質(zhì)單元。根據(jù)水均衡原理,在已知排泄量基礎(chǔ)上,計(jì)算所需大氣降雨面積,通過與劃分單元面積對(duì)比,驗(yàn)證單元界線的可行性,在此基礎(chǔ)上判斷向斜地下水循環(huán)模式。利用水均衡法計(jì)算不同條件下隧道涌水量,通過與水動(dòng)力學(xué)方法對(duì)比,驗(yàn)證水均衡理論應(yīng)用于研究區(qū)分析的可行性,具體研究內(nèi)容與結(jié)論如下:(1)在上下非可溶巖隔水作用下,巖溶水僅在向斜內(nèi)部循環(huán)。受關(guān)河、白水河、筠連河切割,大田壩向斜分為三個(gè)排泄系統(tǒng),各系統(tǒng)排泄基準(zhǔn)面相當(dāng)。兩翼巖溶水接受大氣降雨補(bǔ)給后順層徑流,受溝谷切割以巖溶泉或暗河形式集中排泄。在溶蝕裂隙不發(fā)育地區(qū),地下水徑流通道窄,無法形成地下水系統(tǒng),地下水徑流受溝谷切割后,直接排泄于地表水系。依據(jù)關(guān)河、白水河、筠連河三個(gè)排泄系統(tǒng),結(jié)合區(qū)域地表分水嶺、物理隔水層,將研究區(qū)劃分為關(guān)河(Ⅰ)、白水河(Ⅱ)、筠連河(Ⅲ)三個(gè)一級(jí)水文地質(zhì)單元。(2)研究區(qū)在天然條件下處于均衡狀態(tài),根據(jù)水均衡原理,利用地下水排泄量計(jì)算大氣降水補(bǔ)給面積。計(jì)算結(jié)果關(guān)河水文地質(zhì)單元所需補(bǔ)給面積為14.796km~2,與單元?jiǎng)澐置娣e14.410 km~2誤差為2.7%;白水河單元所需補(bǔ)給面積為15.593 km~2,與單元?jiǎng)澐置娣e15.861km~2誤差為1.7%;筠連河單元所需補(bǔ)給面積為18.054 km~2,與單元?jiǎng)澐置娣e18.822km~2誤差為4.1%。由于實(shí)際情況補(bǔ)給量不可能嚴(yán)格與排泄量相當(dāng),認(rèn)為計(jì)算誤差在允許范圍內(nèi),水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐挚尚小?3)根據(jù)水均衡計(jì)算結(jié)果,一個(gè)水文年內(nèi),各單元大氣降水補(bǔ)給量滿足排泄量,巖溶水不需要其他補(bǔ)給來源,大田壩向斜地下水不存在繞軸徑流模式。大田壩向斜是由可溶巖與非可溶巖組合形成的短軸對(duì)稱向斜,核部可溶巖地層受厚度較大的非可溶巖地層覆蓋,地下水與外界交替程度弱,巖溶不發(fā)育。而向斜兩翼裸露型可溶巖整體地勢(shì)較低,在大氣降水作用下巖溶發(fā)育程度強(qiáng),地下水徑流速度快,形成翼部富水區(qū)。在這種水力條件下,巖溶水在兩翼接受大氣降水補(bǔ)給后,沿隔水層傾斜方向向核部徑流,但由于深部透水性變?nèi)?巖溶水轉(zhuǎn)而沿走向徑流,最后于橫切地層走向的溝谷處排泄。因此,大田壩向斜地下水屬于封閉型向斜單翼縱向循環(huán)模式。(4)根據(jù)隧道出、進(jìn)口段降水影響半徑與隧道距離巖溶泉點(diǎn)、暗河間距離的關(guān)系計(jì)算不同條件下隧道涌水量。結(jié)合模擬結(jié)果與工程實(shí)際情況,求得在降水影響半徑未達(dá)到泉點(diǎn)時(shí),在隧道入口段,正常涌水量為8732.96 m~3/d,最大涌水量為15598.64 m~3/d。隧道出口段,正常涌水量為5512.35m~3/d,最大涌水量為9846.06 m~3/d。(5)采用水動(dòng)力學(xué)法計(jì)算隧道進(jìn)、出口段正常涌水量與最大涌水量。利用科斯加科夫公式計(jì)算隧道進(jìn)口段正常涌水量為8851 m~3/d,出口段正常涌水量為5566 m~3/d。利用大島洋志公式計(jì)算隧道進(jìn)口段最大涌水量為16577 m~3/d,出口段最大涌水量為10822 m~3/d。計(jì)算結(jié)果與水均衡法結(jié)果接近,因此采用水均衡原理預(yù)測(cè)大田壩向斜余家灣隧道涌水量可行。
【圖文】：

圖 2-1 擬建余家灣隧道線路示意圖研究區(qū)地形地貌明顯受構(gòu)造和巖性的控制，地形地貌在不同地質(zhì)構(gòu)造部位而表現(xiàn)出差異，具體為向斜成山，像道道屏障位于四川南部，倒置地貌面積較大在非可溶巖分布區(qū)則主要為侵蝕地貌；在碳酸鹽巖分布區(qū)，巖溶較發(fā)育，，主要為

研究區(qū)地形地貌數(shù)字模型
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U455

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2665357