摘要：复杂水文地质环境对深埋长大隧道安全建设造成制约，以某隧道工程为例，对隧道工程穿越丘陵区多类含水层、断层破碎带、岩溶发育段的水文地质条件进行了分析，预计正常涌水量和最大涌水量。通过地质评价表明，隧道施工存在高压突水、地下水侵蚀、地表水体疏干等诸多风险，断层交汇区和岩溶强烈发育段风险最大。根据分析结果提出超前地质预报、分级堵水防渗、动态监测预警、环境保护等综合防控体系，为类似隧道工程的水文地质风险控制提供了一个系统的解决办法，以供参考。

关键词：隧道工程；水文地质条件；涌水预测；风险防控

随着世界交通基础设施建设需求的不断增加，在此背景下，隧道工程作为区域交通网络的重要节点，其建设规模和技术难度也越来越大，复杂地质条件下隧道施工会遇到很多问题，水文地质条件对工程安全、施工效率、长期运营稳定性影响很大。隧道穿越不同的水文地质单元时，会遇到涌水突泥、围岩失稳、地下水侵蚀等风险，这些因素不但会危及施工人员的生命安全，而且会对工程质量和运营寿命造成影响，因此必须要做好隧道工程的水文地质条件的调查和评价分析工作。

1 隧道工程概况与地质背景

某隧道为高速铁路关键控制 D2K5 D2K65+090，全长 6048.55m，最大埋深约 282m， 最小埋 地形起伏较大，相对高差5m～200m 之间，地表植 山背斜核部，斜穿罗坑断层、凌云山断层、 10～70m 呈大角度相交，对隧道围岩稳定和水文条件影 坡残积粉质黏土、碎石土，下伏基岩为下侏罗 夹页岩。岩层节理裂隙发育，全风化到弱风化带厚 候，雨水丰富，年平均降水量为1885mm，大部分集中在汛期 水文地质活动比较活跃

图1 隧道鸟瞰图示意

2 隧道工程水文地质工程条件分析

2.1 地下水类型与分布特征

该隧道区地下水系统具有典型的层状和裂隙网络特征，可以分为松散堆积层孔隙水、基岩裂隙水和碳酸盐岩岩溶水三类，孔隙水主要存在于第四系坡洪积、坡残积的粉质黏土、碎石土层中，大气降水直接补给，动态变化大，季节性明显。基岩裂隙水主要分布在下侏罗至上三叠统的砂岩、页岩和炭质页岩层中，其赋存和运移受岩层节理裂隙控制，富水性不均匀，多处于径流状态，部分在沟谷地段以泉的形式出露[1]。岩溶水主要赋存于石炭系石磴子组灰岩地层中，该岩层溶洞、溶隙发育，局部形成强富水区，具有较强的径流和储存能力，是隧道涌水突泥的主要水源。三类地下水之间存在着一定的水力联系，形成复杂的水文地质结构，在地质构造带附近，相互作用更加明显。

2.2 含水岩组与富水性分区

根据岩性组合及水文地质条件，隧道区含水岩组分为碎屑岩裂隙含水岩组、碳酸盐岩岩溶含水岩组。碎屑岩含水岩组主要由下侏罗统到 页岩和煤层组成，整体富水性较差，渗透性差，地下水运移以裂隙导水为主，调查中没有发现常年性泉点，动态稳定。 碳酸盐岩含水岩组以石磴子组灰岩为主，岩溶发育强烈，特别是在断层影响带附近，溶洞、溶沟、溶孔分布较多，形成良好的地下水赋存和径流通道，富水性好，是隧道施工中突水、涌泥的高风险区。两类含水岩组在空间上交错分布，受断层切割和地形控制，形成非均质、各向异性富水格局，对隧道分段涌水预测与防治带来很大困难。

2.3 地下水补给、径流与排泄条件

隧道区地下水补给主要是大气降水，其次为地表水体侧向径流补给。降水经由松散覆盖层以及基岩风化裂隙下渗，渗入到含水岩组中，从而 构造控制，由地势较高的山脊向沟谷、低洼处流动，径流途径有岩层孔隙 岩溶发育段径流条件更好。排泄方式主要是向沟谷渗出、形成下降 的形式排入河流，局部受人工开采影响。地下水动态受季节性降水的影响非常大，雨季水位上升， 径流增强 旱季则相反。隧道开挖改变局部地下水的水力场，形成新的排泄通道会带来水位下降、泉点干涸等环境水文效应[2

2.4 水文地质参数计算分析

采用基于水均衡原理的降雨入渗系数法来预测计算隧道的涌水量。依据《铁路工程水文地质勘察规范》（TB10049—2014）中式 E.1.2 计算正常涌水量 Qs，计算公式如下：

式中：Qs——隧道正常涌水量 （m³/d） ；

α——降水入渗系数，依据隧道进出口段的地形地貌特征、植被的发育状况。—为年降水量（mm），取值1884.9mm ；

A 隧道通过含水体地段的积水面积（km2）；

L 隧道通过含水体地段在地面长度（km）；

B— 隧道涌水地段L 长度内对两侧的影响宽度（km）；

表 1 大气降水入渗系数法计算参数及计算结果表

计算结果： Qs=6562m³/. d。Q 最大＝ 13123m³/d

3 水文地质条件对隧道工程的影响评价

3.1 涌水与突水风险分析

隧道穿过多种含水岩组以及断层破碎带，水文地质条件比较复杂，有较大的涌水、突水危险。岩溶发育的灰岩地段以及断层影响带，富水性强，可能会成为集中涌水的通道，最大预测涌水量超过 86000 m³/d。隧道在 D2K63+570 ～ D2K63+810 等岩溶强烈发育段，以及穿越罗坑、凌云山、石洲断层的区段，都属于高风险区，施工时容易发生瞬时突水、突泥灾害。这些风险不但会危害施工安全、进度，而且还会造成支护结构失效、机械设备被淹没等连锁问题[3]。

3.2 地下水对工程结构的侵蚀性评价

根据水质检测结果可知，隧道区地下水在化学侵蚀环境、氯盐环境、盐类结晶作用下，对混凝土结构的侵蚀等级判定为H2，具有中等腐蚀性。长期渗流作用会使地下水中的侵蚀性离子造成混凝土结构疏松、钢筋锈蚀，从而影响隧道衬砌的耐久性和服役寿命。在富水断层带、岩溶段等地下水循环比较频繁的地方，侵蚀作用更为明显，设计时合理选择混凝土抗侵蚀等级、采取相应防护措施。

3.3 地表水体与隧道的相互作用

某水库在隧道 D2K61+600 ～ D2K62+000 段左侧约 470m 处，库容约 15 万 m³，受凌云山断层的影响，水库和隧道之间有可能存在水力联系。隧道开挖会改变地下水流场，形成新的排泄通道，使水库水位下降甚至疏干，影响周围生态和供水功能。水库水体也可以通过断层破碎带下渗到隧道中，增大施工期涌水风险。因此，需要对该段采取先放水后施工或者有效的堵水措施，保证施工安全，减少环境扰动。

3.4 施工与运营期间的水文地质问题预测

隧道开挖会形成数公里长的集水廊道，会引发地下水水位区域性的降低，造成地表井泉干涸，给当地居民生产生活用水造成影响。大量涌水如果处理不当，会引起洞内积水、围岩软化、掌子面失稳等问题，运营期间防排水系统失效，持续渗漏水会腐蚀轨道设备，影响电气系统安全，还会造成冻害等问题。因此必须建立完善的监测体系和应急预案，实行全周期的水文风险控制。

4 工程应对措施与建议

4.1 施工阶段水文地质风险防控措施

对于隧道穿越含水地层以及断层破碎带所造成的涌水突泥危险，要建立系统的超前控制体系，施工时必须遵循“先预报、后开挖”的原则，在高风险地段 D2K63+570 ～ D2K63+810 岩溶段、断层交汇带等处采用地质雷达、超前钻探等手段进行精细化超前地质预报，探明前方水文地质条件。对富水软弱围岩地段，应采用管棚支护、小导管注浆等预加固技术，实行短进尺、弱爆破、强支护、快封闭的工法，并建立动态排水系统，根据预测涌水量设置多级泵站，保证突水时能及时抽排，对于瓦斯风险段要强化通风和实时监测，杜绝瓦斯积聚。

4.2 排水与堵水方案建议

根据“以排为主、堵排结合、因地制宜”的原则来制定水文控制方案。在一般的富水段，应以疏导为主，设置环向盲管、纵向排水沟等形成系统的排水网络，在高压富水断层或者岩溶管道发育段，则要采取超前帷幕注浆或者局部径向注浆来堵水，减小渗漏量，保证围岩稳定。对临近三角塘水库段，在隧道开挖前分阶段放水，并在隧道衬砌后面实行全断面注浆形成隔水帷幕切断水力联系，所有的注浆材料要具有抗侵蚀性能，以适应地下水的腐蚀环境。

4.3 环境保护与生态恢复建议

隧道施工要贯彻“绿色施工”理念，最大程度上减少区域水文生态的扰动。施工前要对隧道影响半径内的居民水井、泉点做系统调查，建立水位监测网，水位明显下降时应采取补救措施，修建蓄水池或水源替代工程。施工中产生的涌水要经过沉淀、中和等处理达到排放标准后方可排放，不得污染地表水体，弃渣场应避开河道和敏感区，做好挡护及排水，防止诱发滑坡、泥石流。施工结束后应对洞口边坡、弃渣场进行生态修复，恢复植被，促进水土保持[4]。

4.4 监测与应急预案

应建立施工期和运营期全周期水文地质监测体系，洞内外水位、水量、水质、衬砌水压、地表泉井流量自动化监测。用数据分析来动态评价水文 的状态，同时制定分级应急预案，对一般涌水采取加强排水的措施，对大规模突水突泥采取停工撤人、应急注浆抢险的措施，对可能的地表水源枯竭准备应急供水方案，定期开展应急演练，保证响应机制的高效可靠，实现隧道水文风险的可控可防。

5 结语：

综上所述，本次隧道穿越区域水文地质条件非常复杂，存在多类型的含水层系统，并且地质构造的影响比较明显。研究表明岩溶发育段和断层 涌水突泥的主要风险源，最大涌水量大于 86000m³/d，施工安全受严重威胁。地下水对混凝土结构有 腐蚀性，会对隧道的耐久性造成影响。建立预报、防控、监测一体化的体系，用分级堵水的方式，采取针对性的环境保护措施来控制水文地质风险。

参考文献：

[1] 张晓江 ， 杨永超 ， 姬勇刚 ， 等 . 基于水文地质特征的云贵地区隧道喷射混凝土耐久性研究概述 [J].混凝土世界 ，2025，（11）：80-85.

[2] 赵 俭 ， 亓 长 亮 ， 程 天 灿 ， 等 . 高 速 公 路 隧 道 掌 子 面 涌 水 原 因 及 处 治 技 术 [J]. 四 川 建材 ，2025，51（11）：202-204+209.

[3] 于伟. 隧道暗挖下穿浅埋富水段综合施工及精细化质量控制[J]. 铁道建筑技术，2025，（11）：122-126.

[4] 陈文翰 . 山区隧道施工对地下水系统扰动的影响研究 [J]. 地下水 ，2024，46（06）：47-49.

作者简介：吴学玮（1989.12-），男，汉族，湖南邵东人，本科，工程师，主要从事水工环地质