云南鲁甸县翠屏隧道工程区水文地质条件分析
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作者:周进 罗勇 芦军
摘要：工程区的水文地质条件研究是工程项目建设施工设计以及制定防护措施的主要依据，在工程建设中占据重要的地位。本文以云南鲁甸县翠屏隧道工程区为研究对象，在总结工程区地表水分布特征的基础上，分析了工程区地下水类型，并总结了工程区地下水补给、径流、排泄条件，为进一步在该区域进行工程建设设计提供参考。
关键词：云南;翠屏隧道;水文地质条件
1.工程区地表水特征
1.1地表水分布情况
隧道工程区地表水系较发育，主要接受大气降水及沟谷两侧山体表层第四系孔隙潜水的侧向补给，水量大小随季节动态变化明显，在暴雨季节容易形成坡面型洪流及泥石流[1]。隧道进口端为龙泉河，出口段为黄家沟，均属金沙江水系，主要为牛栏江支流。
龙泉河：该河流属季节性河流，发源于水磨乡黄泥寨南部，流向由北向南折西，流经龙头山，至天生桥与沙坝河合流汇人牛栏江。全长12.3km，径流面积111.2km2，平均坡降3.l‰，河床宽15m～30m，年平均流量1.24m3/S，最枯流量0.393m3/s。该河流位于隧道进口处，与线路相交于ZK44+280处，该处河流勘察期水位约1561.40m，100年一遇洪水位约1564.30m，其水位标高远低于隧道进口标高，因此该河流对隧道的影响较小。
黄家沟：该沟属于常年性流水沟，该沟发源于乐红乡三锅庄，由北向南在镶木山汇人牛栏江，全长5.7km，沟谷呈“V”型，年平均流量l.5 4m3/S，该水沟与线路在K54+530处相交，该处地形标高为约1248m，远低于隧道出口标高，该水沟对隧道影响较小。
1.2井、泉分布情况
隧道工程区地下水为基岩裂隙水、孔隙水、岩溶裂隙水等。根据野外水文地质调查，井、泉主要分布于龙泉河两侧，以及二叠系下统柄霞、茅口组等含水岩组里面。岩溶大泉、地下暗河主要分布于龙泉河两侧，岩溶大泉、地下暗河标高一般约高于河流基准面。
2.工程区地下水类型
隧道工程区地下水类型为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水、碳酸盐岩岩溶水，其中以碳酸盐岩岩溶水为主。
（1）松散岩类孔隙含水岩组主要为隧道出口地带和沟谷洼地第四系松散堆积土层，富水程度受控于松散堆积物的岩性、分布位置和地形切割破坏条件，富水性差，水量贫乏，受大气降雨影响明显。据调查表明，松散岩类孔隙水对隧道施工影响小。
（2）基岩浅层裂隙水，区内二叠系上统峨眉山玄武岩组玄武岩及泥盆系、志留系、奥陶系碎屑岩，中等风化岩体较完整，裂隙较不发育，地下水主要赋存于风化裂隙中，為浅层地下水，富水性弱[2]。该层地下水分布区泉井流量多小于0.5L/s，基岩浅层裂隙水对隧道施工影响小。
（3）碳酸盐岩岩溶水，主要分布在二叠系、泥盆系、奥陶、寒武可溶岩系统中。富水程度受地形、构造、岩溶发育程度和岩层组合条件等控制。特定的地质历史时期造成了本区岩溶发育，形成了洼地、岩溶槽谷、落水洞、溶洞、地下暗河等复杂而独特的岩溶系统。
3.工程区地下水补给、径流、排泄条件
研究区可溶岩发育，占56.4%，因此岩溶水分布广泛，其埋藏深度受最低侵蚀基准面的影响，深度较大。因此岩溶水无论在分布范围或影响深度上均对隧道有巨大影响，岩溶水系统为影响隧道建设的主要地下水系统。
隧道工程区的可溶岩地层受构造及隔水边界的影响形成了两个独立的岩溶水系统。东侧以石榴园一葫芦口一胡家村子一线冲沟为界，南侧以石榴园一四方井一安家坪一旱谷地一野牛塘一线冲沟为界，西边以牛栏江一新渡一胡家湾一曹家湾一杨家院子冲沟一线为界，北边以杨家院子一长冲一闪闪桥一胡家村子一线冲沟为界。研究区主要发育跑阿鲁块向斜，其东翼受构造影响，发育次级背斜，根据区域分析可将隧道工程区分为阿鲁块向斜岩溶水系统、阿鲁块向斜次级背斜岩溶水系统及风化型玄武岩裂隙水系统。
3.1阿鲁块向斜岩溶水系统（I）
阿鲁块向斜两翼略不对称，东翼受构造影响，缺失志留系地层，西翼泥盆及志留系地层逐渐变薄至尖灭，其核部为二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2B）[1]。阿鲁块向斜岩溶水系统主要受大气降水及地表沟系水的补给。该区在高程1500m～2100m的地带溶蚀洼地，落水洞较发育，特别是向斜两翼，大气降水及地表水直接由此快速进入地下岩溶水系统，补给条件良好。北侧地势较高，南侧地地势相对较低，地表水及地下水总体运移方向为由北向南径流，受骡马口断层次生断层及路家沟断层的影响，在鲁甸县龙头山镇二塘一线冲沟底以岩溶大泉的形式排泄，出露标高1502m～1526m;而调查区南侧最低处为牛栏江，标高lOOOm～llOOm，临近牛栏江附近，其构造极其发育，受构造的影响，江边未见大型暗河及岩溶大泉出露。
（1）阿鲁块向斜东翼，其主要含水岩组为二叠系下统柄霞一茅口组（P1q-m），根据调查在该区发育一溶洞（R5001），与二叠系下统梁山组（P11）接触带附近发育多个下降泉，但泉流量一般均小于0.25L/s，对隧道的影响小，不进行细化评价。其主要泉为发育在东侧的龙头山电站的R2001暗河出水口，R2001暗河出口处高程1526m，流量349.42L/s，出露地层为寒武系下统龙王庙组（E11）[3]。根据调查及区域地质资料，该岩溶水系统在南侧发育有一条断层（骡马口断层次生断层），通过该断层，地下水得以穿越泥盆系、奥陶系的非可溶岩夹层，使上部二叠系岩溶水补给至寒武系灰岩中形成了R2001岩溶泉。这也从侧面说明了泥盆系、奥陶系的非可溶岩夹层的隔水作用并不完全可靠，在断裂结构或强烈构造作用形成的裂隙影响下，其隔水性往往失效。
（2）阿鲁块向斜西翼，其主要含水岩组为二叠系下统柄霞一茅口组（P.q-m），根据调查在该区发育一溶洞Rl001、R1002以及洼地W1001—W1003，与二叠系下统梁山组（P11）接触带附近发育多个下降泉，但泉流量O.lL/s～0.61Us，对隧道的影响小，不进行细化评价。其主要泉为发育在东侧的R2003及R2004暗河出水口，均发育于二叠系下统柄霞一茅口组（P1q-m）含水岩组，其中R2003流量为30L/s，出露标高1502m，R2004流量为200L/s，出露标高为1505m。根据调查及区域地质资料，该岩溶水系统由北东方向径流，在南侧发育有一条断层（路家沟断层），通过该断层，地下水得以穿越跑马坪向斜轴部，并越至向斜东翼二叠系下统柄霞一茅口组（P1q-m），在龙头山镇龙泉河旁出露。 （3）新寨背斜尖灭端岩溶水，工程区西南侧发育一小背斜一新寨背斜，其核部地层为震旦系，背斜两翼依次出现寒武系、奥陶系地层，寒武系地层岩溶水顺背斜两翼朝深部径流，遇奥陶系碳酸盐岩夹碎屑岩阻挡，由于奥陶系地层隔水效果不明显，岩溶水有越层的可能，径流过程中遭遇路家沟断层切割，在路家沟沟底以断层泉的形式出露于地表，代表泉为S1005及S1006，两泉眼均出露于奥陶系中统十字铺组（ 02S），其中S1005流量30L/s，出露标高1667m，S1006流量35 L/s，出露标高1669m。距离隧道640m，隧道设计高程1445.75m，隧道的开挖，对S1005及S1006的影响较小。
3.2跑马坪向斜次级背斜岩溶水系统（Ⅱ）
跑马坪向斜次级背斜核部地层为寒武系中统陡坡寺组（E2d），两翼分别为奥陶系及泥盆系地层，主要为碎屑岩类夹碳酸盐岩为主，出露面积较小，该背斜受骡马口断层及其次生断层切割[2]，地下水向背斜两翼径流，地表仅出露流量小于O.lUs的泉点，分析其原因为一是地层本身为碎屑岩类夹碳酸盐岩，水量较小，二是受断层影响，大部分地下水由断层破碎带径流。该岩溶水系统对隧道的影响较小。
3.3风化型玄武岩裂隙水系统（Ⅳ）
该类型裂隙水主要分布于隧道工程区洞身段跑马坪向斜轴部及两翼的二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2B），据地面调查，其裂隙较发育，仅在近沟底附近零星出露，一般流量小于l.OL/s。据访问，该类型裂隙水水量与降雨量有着紧密联系，地下水的动态受气象条件制约，地下水流量变化与降水特征相匹配。
该类型裂隙水主要以散流排泄，通过本区的地表水体，在越过此层后，几乎全部渗入下伏的二叠系下统茅口+柄霞组（P2m+q）碳酸盐岩层中，这也是在二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2B）中未见大泉出露的原因，也为本地区缺水的另一表现。风化型玄武岩裂隙水对隧道的影响较小。
4.结束语
综上所述，本文详细地介绍了云南鲁甸县翠屏隧道工程区域的水文地质条件，通过对施工区域地表水体和地下水体的总结，总结了区域地下水补给、径流、排泄条件，为进一步在该区域进行工程建设设计提供参考。
参考文献：
[1]陈占岑.鲁甸王家坡強变形区地表破裂机制和斜坡稳定性研究[D].吉林大学，2017.
[2]刘洋，裴向军，罗璟，许芃，刘明地震与强降雨条件下云南鲁甸王家坡震裂山体稳定性分析[J].中国地质灾害与防治学报，2018，29（1）：23-33.
[3]林华暖.鲁甸地震灾区地质灾害易发性评价[D].中国地质大学（北京），2015.
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