公路隧道水文地質(zhì)勘察指南

1本標準適用于山西省境內(nèi)新建、改建公路隧道設(shè)計、施工及準。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所一個地區(qū)地下水埋藏、分布、運動以及水質(zhì)和穩(wěn)定流抽水試驗24.1水文地質(zhì)條件復雜時，工程地質(zhì)勘察難以全部揭示其水文地質(zhì)條件的公路隧道應進行水文地質(zhì)勘察。隧址區(qū)水文地質(zhì)條件簡單時，水文地質(zhì)勘察可4.2水文地質(zhì)勘察宜在工程地質(zhì)勘察成果的基礎(chǔ)上進行。水文地質(zhì)勘察工作量的布置應與工程地質(zhì)勘4.3水文地質(zhì)勘察應充分收集區(qū)域水文地質(zhì)資料以及區(qū)域內(nèi)已建公路、鐵路隧道的水文地質(zhì)資4.4水文地質(zhì)勘察應積極運用新理論、新技術(shù)、新方法，不斷提高勘察成果質(zhì)量。4.5水文地質(zhì)勘察應按公路設(shè)計階段的要求開展工作，分別提供不同階段隧道設(shè)計所需的水文地質(zhì)資4.6水文地質(zhì)勘察工作除應符合本標準外，尚應符合國家及公路行業(yè)現(xiàn)行的有關(guān)標準、規(guī)范的規(guī)定。5水文地質(zhì)勘察5.1勘察階段與內(nèi)容b)初步查明隧道圍巖及上覆巖層的富水程度；c)初步判定隧址區(qū)水文地質(zhì)條件對隧道施工的影響程度；3d)初步評價隧道施工對周邊區(qū)域地表水、地下水的水文地質(zhì)條件以及生態(tài)環(huán)境的影響程度。5.1.2施工圖階段的水文地質(zhì)勘察工作包a)在初步設(shè)計階段水文地質(zhì)勘察成果的基礎(chǔ)上，進一步進行補充勘探、試驗工作；b)提供隧道分段水文地質(zhì)參數(shù)，預測隧道涌水量，評價地下水對隧道施工的影響程度；d)評價隧道工程施工排水的可利用性，并提出相應的建議。5.2水文地質(zhì)調(diào)繪c)天然降水通過黃土陷穴、落水井對隧道圍巖的影響。a)井、泉的出露位置、層位、高程、水位、流量及水質(zhì)情況；b)井、泉與隧道工程的平面空間關(guān)系及水力聯(lián)系。1)查明松散巖體（土，砂、卵礫石）的分布范圍3)含水巖組地下水的補給、徑流、排泄條件；4)地下水對下伏地層的補給情況。1)碳酸鹽巖層組的分布范圍、巖溶含水層水平和垂直分布特征及與構(gòu)造44)分析判斷天然降水、地表水與地下巖溶水的相互補給關(guān)系；d)變質(zhì)巖和巖漿巖類型裂隙水1)圍巖接觸蝕變帶的類型、寬度、破碎情況和裂隙發(fā)育程度及其富水性；3)風化帶的性狀、厚度和分布規(guī)律，尤其是全、強風化帶的厚度和分布規(guī)律；4)巖石的變質(zhì)程度、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征，尤其應注1)查明斷層位置、類型、規(guī)模、產(chǎn)狀及在平面和剖面的形2)查明斷層與隧道工程的平面空間關(guān)系；4)斷層構(gòu)造的賦水性、透水性和導水性，分析斷層構(gòu)造突水對隧道施工的影響程度。5.3水文地質(zhì)物探5.3.1水文地質(zhì)物探應在水文地質(zhì)調(diào)繪的基礎(chǔ)上進行，以確定地下水分布的異常5.3.2進行物探方法選擇時，在條件允許的情況下，應盡量兼顧工程地質(zhì)勘察的驗證，同時應密切結(jié)合工程地質(zhì)勘察成果資料進行5.3.4有鉆孔的工作區(qū)應采用綜合測井、孔內(nèi)電視及跨孔物探等方法進行井（孔）a)被探測的地質(zhì)體與圍巖間的物性參數(shù)應有一定的差異；b)被探測的地質(zhì)體與其埋深比較，應有一定的規(guī)模；c)由被探測的地質(zhì)體所引起的異常值，在被干擾背景上應有足夠的顯示。5b)地下水的埋藏深度、地下水的流向、含水層的埋藏深度和厚度。5.4水文地質(zhì)鉆探a)水文地質(zhì)鉆探應對收集、調(diào)繪資料及物探成果資料進行驗證；c)查明地下水的含水層類型、富水性和分布空間；d)查明地下水的埋藏、補給、徑流、排泄條件及各含水層間的水力聯(lián)系；f)進行水文地質(zhì)抽水試驗，查明隧址區(qū)地層的滲透性和富水性，測定有關(guān)的水文地質(zhì)參數(shù)；g)進行簡易水文地質(zhì)觀測與巖芯編錄；h)進行孔內(nèi)電視、電測井等物理勘探。5.4.2水文地質(zhì)鉆孔的布設(shè)應遵循下a)水文地質(zhì)鉆孔應在水文地質(zhì)調(diào)繪和物探的基礎(chǔ)上進行布置；b)水文地質(zhì)鉆孔應布置在構(gòu)造及巖溶發(fā)育和物探確定的異常部位；c)水文地質(zhì)鉆孔的布設(shè)宜與工程地質(zhì)鉆孔相結(jié)合，一孔多用；d)孔深深度應至隧道洞底設(shè)計標高以下不小于5m，并應穿過主要含水e)開孔、終孔直徑應滿足下管、填礫和取樣、水文地質(zhì)測試的需要，一般不小于200f)孔斜（度）在每百米深度內(nèi)≤1°。5.4.3鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測與巖芯a)鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測的內(nèi)容如下：1)地下水水位、水溫、沖洗液消耗量粘度、涌水程度、充填情況好充填物、斷層擦痕、斷層泥及其充填物、風化程度、層與層之間的相c)鉆進過程中判斷含水巖層的依據(jù)：62)鉆進中涌水或嚴重漏水或水位的突然升降的鉆孔段落；4)巖芯采取率低、進尺相對加快的段落。5.5水文地質(zhì)試驗a)抽水試驗主要目的如下：1)確定抽水井（孔）的特性曲線和實際涌水量，評3)確定影響半徑和降落漏斗的形態(tài)；4)了解地下水與地表水、巖溶水不同含水層（組）之間的水力聯(lián)系。b)抽水試驗應遵循以下原則：5)按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定進行地下水動水位、水量觀測和恢復水位觀測；2)評價地下水對混凝土及混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕性；3)評價隧道排水對周圍自然環(huán)境的污染程度。b)測試的項目和腐蝕性評價應符合表2、表3、表4的規(guī)定。當表2)腐蝕等級中，無強腐蝕，最高為中等腐蝕時應綜合評價為中等腐蝕；腐蝕等級中，有一個或一個以上為強腐蝕時，應7123456789pHMg2+NH4+判定受嚴重污染水的ABABAB弱-中-強>60---注1：表中A指強透水層的地下水；B指弱透水層中的地下水；HCO3－含量是指水的礦化度低于0.1g/L的軟水時，該類水質(zhì)HCO3－腐蝕性。弱>5000中-強->50005.6.1水文地質(zhì)參數(shù)的計算，應在認真分析研究隧址區(qū)水文地質(zhì)條件和水文地質(zhì)抽水試驗5.6.2公路隧道為線型工程，水文地質(zhì)抽水試驗一般為單孔，本標準重點介紹幾種無觀測8>1.50>5.005.7隧道涌水量預測5.7.1主要內(nèi)容指隧道主洞、斜井、豎井的涌但夾角大于45°時，斜井可按水平隧道計算b)當含水層隔水底板傾角大于20°時所有豎井涌水量計算公式中的豎井半徑γ0,應按下式計F——豎井的橫斷面面積；a——隔水底板傾角。概略預測。有試驗資料時，宜采用地下水動f)施工過程中可根據(jù)實際抽、排水情況，對預測計算結(jié)果進行修正。93/（d·km2）]M＜100M≥3000洞身單位長度可a)概述：包括工程概況、目的任務、勘察工作依據(jù)、完成工作量。c)區(qū)域水文地質(zhì)條件：包括地下水類型及富水性、地下水補給、徑流、排泄條件。d)隧址區(qū)水文地質(zhì)條件：包括含水巖組及富水性、充水類型劃分。e)水文地質(zhì)勘探和試驗：包括物探、鉆探與試驗、地下水水質(zhì)評價。f)水文地質(zhì)計算：包括水文地質(zhì)參數(shù)的選用、隧道涌水量預測。⑧施工圖階段隧道施工排水、地下水的利用及a)水文地質(zhì)物探報告及相關(guān)圖件；A.1滲透系數(shù)(K)A.1.1采用單孔穩(wěn)定流抽水試驗，利用抽水孔水位下降資料計算滲透系數(shù)時，可采用下列當M>150r,L/M>0.1時）；）；s—水位下降值（m）；）；）；）；）；）；）；yyA.1.2采用單孔穩(wěn)定流抽水試驗，利用觀測孔下降資料計算滲透系數(shù)時，觀測孔中的S(或⊿h2)值在S2)——lgr關(guān)系曲線上能連成直線，可采用下列公式...................）；）；r1、r2——S(或⊿h2)—lgr關(guān)系曲線上縱坐標為S1、S2（或⊿h21、⊿h22）的兩點至抽水孔的A.1.3當采用單孔非穩(wěn)定流抽水試驗，在沒有越流補給的條件下，利用抽水孔或觀測孔中的水位下降K=W(u)................................................Sr2u=.4KMt........................K=W(u)2μru=4KHtK=0.QW(u)2μrμ—潛水含水層的給水度。A.1.4當采用單孔非穩(wěn)定流抽水試驗，在有越流補給（不考慮弱透水層水的釋放）的條件下，利用s-lgt關(guān)系曲線上拐點處的斜率計算滲透系數(shù)時，可采用下列公式：i4πMmer/Bir—觀測孔至抽水孔的距離（m）；mi—s-lgt關(guān)系曲線上拐點處的斜率。注：①拐點處的斜率，應根據(jù)抽水孔或觀測孔中的穩(wěn)定最大下降值的1/2確定曲線拐點處的水位下降值和拐點位置，再通過拐點作切線，計算拐點處的斜率；②越流系數(shù)，應根據(jù)er/BK0r/B=2.3(si/mi)，從函數(shù)表中查出相應的r/B，然后確定越流系數(shù)B。A.1.5穩(wěn)定流抽水試驗或非穩(wěn)定流抽水試驗，當利用停抽后（抽水孔或觀測孔）的水位恢復資料計算水位的s----lg(1+tk/tT)線上拐點的斜率。tK—抽水開始到停止的時間（min）；）；）；注：①用觀測孔資料時，應符合4tK(或4K)<0.01的要求。②如恢復水位曲線直線段的延長線不通過原點時，應分析其原因，必要時應進行修正。A.1.6當在第四系松散層中采用單孔穩(wěn)定流抽水試驗，利用抽水孔水位下降資料計算滲透系數(shù)時，可.........................................K—滲透系數(shù)（m/d）；）；H—自然狀況下潛水含水層厚度（m）。A.2.1采用單孔抽水試驗計算潛水含水層影響半徑時，可利用下經(jīng)驗R=2S..............A.2.2采用單孔抽水試驗計算承壓含水層影響半徑時，可利用下經(jīng)R=0.25B........................AB.1.1當越嶺隧道通過一個或多個地表水流域時,預測隧道正常涌水h=W-H-E-SSA=LBQs—隧道通過含水體地段的正常涌水量（m3/d）；A—隧道通過含水體地段的集水面積（km2）；）；H—年地表徑流深度（m）；）；）；）；B—隧道涌水地段L長度內(nèi)對兩側(cè)的影響寬度（km）。）；'F—與Q'的地表水或下降泉流量相當?shù)牡乇砹饔蛎娣eB.1.2當隧道通過潛水含水體且埋藏深度較淺時，可采用降水入a—降水入滲系數(shù)；B.1.3隧道結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)地下水的主要類型為潛水。根據(jù)結(jié)構(gòu)出水特點，區(qū)間隧道采用斷面法進行涌水F——過水面積(m2)。B.2.1當隧道通過潛水含水體時，可用下Q=L2πKH............）；K—含水體滲透系數(shù)（m/d）；H—靜止水位至洞身橫斷面等價圓中心的距離（m）；）；00）；）；r）；rB.2.2當隧道通過潛水含水體時，可采用下列）；K—含水體的滲透系數(shù)（m/d）；）；Ry—隧道涌水地段的引用補給半徑(m）,RY=251.5+510.5k(經(jīng)驗式)；）； ε—試驗系數(shù)，一般取12.8；r）；rB.2.3當隧道通過承壓含水層，含水層為無限補給，從兩側(cè)流入時=KB）；）；B.3.1在擬建隧道所處位置的地形、地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、匯水面積及設(shè)計標高等水文地質(zhì)條件與已有隧道基本相同時，可利用類比法進行隧道圍巖（涌）出B