吳鑄 藍宇騁 王 鵬 袁荷娟

（云南省交通規(guī)劃設計研究院有限公司，云南 昆明 650200）

1 工程概況

楊林特長隧道是昆明繞城高速公路東南段關(guān)鍵重大工程，其設計長度9490m（左幅），最大埋深462.31m（左幅），隧址區(qū)位于滇中斷陷盆地間的構(gòu)造侵蝕溶蝕中山地貌區(qū)，相對高差540m。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較復雜，斷裂褶皺發(fā)育，穿越廣泛分布的可溶巖地層二疊系陽新組，富水性強，發(fā)生涌水災害風險較大。因此，分析區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育特征及控制因素，對工程建設及后期運營管理意義重大。

2 隧址區(qū)地質(zhì)環(huán)境

楊林特長隧道主要受南北向構(gòu)造、入字型構(gòu)造及東西向構(gòu)造控制，隧道工程被夾持于嵩明～華寧大斷裂與小江大斷裂中。隧道進口處毗鄰南沖斷層，其北段為楊林第三紀盆地覆蓋，南段經(jīng)南沖、大木希村伸入陽宗海，大體以北東10°延展。隧道出口處一條長達30 余km 的萬壽山?jīng)_斷層，走向大體平行于宜良大斷裂，致使東盤下震旦統(tǒng)向西沖覆在干龍?zhí)断蛐睎|翼的下古生界之上，如圖1 所示。

從北面的老猴街向南到湯池，出現(xiàn)一系列北北東向褶皺，最突出的是老猴街向斜，但其軸向循北東40°延展，緊挨著宜良大斷裂的西側(cè)，主軸與大斷裂斜交，槽部為新生界盆地所占，兩翼由上古生界組成，傾角25～35°，向斜南端略向上翹起。由此向南，是一個干龍?zhí)痘⌒蜗蛐薄Ｊ加谏鲜隼虾锝窒蛐敝?，以南南東延伸后轉(zhuǎn)向南西190°到達雷子坡，形成一個向東微突起的弧形，為該處的斜交斷層錯移后，又以同樣的方位出現(xiàn)另一個向東南突起更大的弧形，并向南西直指鳳鳴村，長達25 km 以上。

楊林特長隧道穿越干龍?zhí)断蛐睒?gòu)造，其出露的地層相對較全，從元古界～新生界第四系均有出露，核部以二疊系陽新組和峨眉山組為主，由碳酸鹽巖地層與非可溶巖地層組成。整體地形南部以下核桃箐、大松棵一線為地表分南北向水嶺。隧道區(qū)位于該線以北至噴水洞總體向北傾斜，噴水洞以北地形以四營煤礦外圍坡體以里向南傾斜；軸部位于小二河附近，其西翼于丫巴龍附近形成分水嶺，西部向楊林盆地傾斜，東部向小二河傾斜；東部于小尖山一線形成分水嶺，西部向小二河傾斜，東部向隧道出口區(qū)傾斜。可見，區(qū)內(nèi)縱橫切割、凌亂有序發(fā)育的斷裂及褶皺構(gòu)造行跡，控制著地下水賦存、運移、富集，控制著區(qū)域巖溶發(fā)育規(guī)模等。

3 向斜區(qū)巖溶發(fā)育特征

圖1 向斜區(qū)構(gòu)造形跡簡圖

向斜區(qū)巖溶形態(tài)豐富多樣，地表正地形有石芽、石林、洼地、溶槽、落水洞；地下負地形有溶洞、暗河等。向斜區(qū)干龍?zhí)痘⌒蜗蛐北睎|翼側(cè)發(fā)育一暗河管道，圖2 所示為噴水洞地區(qū)構(gòu)造與地下水關(guān)系圖：多條走向北北西和走向北西西斷裂是各類構(gòu)造形跡相伴生的產(chǎn)物，斷裂面多具有張性或張扭性的特點，雖規(guī)模較小，但卻都起著良好的導水作用，致使各含水層的地下水發(fā)生水力聯(lián)系。噴水洞地區(qū)P1d 和D2h砂泥巖等相對隔水層，由于受到該組張扭性斷裂的錯移，破壞其隔水作用，致使多個含水層發(fā)生水力聯(lián)系，并集中在噴水洞村斷層帶排泄，出露了一個流量為367～6214 l/s 及另一個10 l/s 的泉水。由于地面相對上升不很劇烈，地下水雖然埋藏地下100～200m，但巖溶作用強度和山體抬升速度大致相適應，溶蝕成管道，形成地下管隙系統(tǒng)，仍產(chǎn)生了統(tǒng)一的潛水面，水力坡度9～10‰，泉流量動態(tài)變化很大，多尖峰、高峰態(tài)。

4 隧道圍巖滲透特征

向斜區(qū)除發(fā)育巖溶暗河管道外，受構(gòu)造控制及斷裂活動影響，構(gòu)造裂隙及風化裂隙發(fā)育。同時，廣泛分布的細小孔縫、裂隙，滲透性弱而總?cè)莘e相當大，是主要的貯水空間，具有相當?shù)膶芰?，?lián)系著控水通道和貯水空間，如圖3、4。在工程現(xiàn)場，根據(jù)裂隙水力參數(shù)（隙寬、間距、產(chǎn)狀）的統(tǒng)計計算滲透張量，不僅在理論上是完備的，而且在實際應用方面也是可行的，只要按照一定的抽樣原則大量測量裂隙的水力參數(shù)，便可獲得大量的巖體滲透張量數(shù)據(jù)，獲得不同位置空間的主滲透方向及主滲透系數(shù)，構(gòu)成一個三維滲透系數(shù)張量場[1-3]。

圖2 噴水洞暗河地區(qū)構(gòu)造與地下水關(guān)系簡圖

圖3 SZK4孔深134～135.3m段圖像

圖4 SZK5孔深189～191.8m段圖像

圖5 SZK4節(jié)理裂隙走向玫瑰花圖

如圖5、6，為隧道洞身段兩鉆孔的裂隙走向玫瑰花圖，可見以北西、北西西走向為主，與噴水洞地區(qū)斷裂走向一致，是本區(qū)內(nèi)該兩組構(gòu)造裂隙具有良好的導水通道。滲透性計算結(jié)果如表1。

圖6 SZK5節(jié)理裂隙走向玫瑰花圖

表1 隧道圍巖滲透張量計算結(jié)果

由于SZK5 孔勘探深度穿越隧道底板，靠近底板處的攝像片段較SZK4 清晰，受水流沖刷干擾較小，認為在K0=2.582 m/d 與實際鉆孔巖芯巖體完整性較一致。但同時所代表的是巖體中殘留的構(gòu)造裂隙網(wǎng)絡的滲透性，不能表征巖體在區(qū)域內(nèi)的實際滲透性能。因為在整個測量、計算過程中沒有考慮大型的構(gòu)造裂隙，如張開度在1cm 級以上甚至更寬的裂隙等因素，以及尚未考慮大型的溶逢、管道及落水洞等。

可見，受測量尺度效應的影響，裂隙統(tǒng)計是以鉆孔深度為單位，統(tǒng)計尺度粗糙，受裂隙發(fā)育不均勻的影響比較大；同時，這種通過統(tǒng)計裂隙而獲取滲透張量的方法，隨著試驗深度不斷增加，誤差也會逐漸變小。這是因為隧道底板深部裂隙隙寬總體趨于狹小，通過圖片像素估計并統(tǒng)計裂隙，獲得的等效滲透系數(shù)誤差小，而在淺層巖溶發(fā)育，偶時隙寬甚大，若通過像素估算亦不能充分考慮填充物的影響，所以結(jié)果會偏大[4]。

5 結(jié)語

干龍?zhí)陡凰蛐笔怯绊憲盍痔亻L隧道施工可能發(fā)生巖溶水災害的關(guān)鍵地質(zhì)因素。南北向及入字型構(gòu)造形跡對隧址區(qū)的巖溶發(fā)育、含水層的空間展布具有控制作用，同時北北西及北西西斷裂，雖規(guī)模較小，但具張性或張扭性，有良好的導水作用，致使不同含水層發(fā)生水力聯(lián)系。