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重庆明月山张关段特长隧道选线初步探讨
作者： 曹聪 唐晓翠
摘 要：明月山是东出重庆的交通屏障，保护对象众多，生态环境敏感，文章选取明月山张关段为研究对象，在充分了解掌握地区水文地质条件的基础上，通过了解分析区域地下水位发育高程，采用“水下走”和“水上走”方案，进行隧道隧址区通行划分，评价不同方案可行性，给予下步工作建议。
关键词：明月山张关段，特长隧道通行，通行方案评价
中图分类号：U459.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）17-0160-01
1 研究背景
明月山位于重庆市都市区“四山”的最东侧，山脉植被丰富、岩溶发育完善、地下水资源丰富，山上有国家AAA风景区――张关水溶洞，且居民众多，若在该处修建隧道，对地质环境破坏的可能性极大，风险极高。加之在2009年垫邻高速明月山隧道修建时，造成南北长约28 km范围地下水、地表水受到影响，付出了极大的施工代价和赔偿代价，明月山张关地区成为公认的生态环境敏感区。为避免发生类似垫邻高速明月山隧道建设的地质环境问题，已建设的渝沪高速公路（G50）、渝怀铁路、渝利铁路、渝涪铁路（渝怀二线）及即将新建的渝万铁路机场线、三环高速北环（合川至长寿段）等国家交通干线均采取避开明月山主体，从其南端临近御临河的排花洞附近1 km的区域通行。该狭窄的区域集中了多条国家交通干线，交通布局不尽合理；部分交通干线绕行距离较长，不利于带动山体两侧城市发展。之前多家单位在该地区进行了多次论证工作，均认为其不适宜隧道建设。但随着重庆经济飞速发展，新建三环高速、机场至长寿高铁、快速路六横线等各类隧道急需通过明月山地区，其中新建三环高速必须合川至长寿直接连通，才能形成真正意义上的三环；重庆北站至机场高速铁路，必须向东接到长寿才能通过高铁实现机场与邻近区县之间的无缝换乘；快速路六横线必须要直穿明月山，才能实现两江新区与麻柳工业园区的快速连接。因此，市领导及规划部门要求尽快在明月山张关段开展地质水文状况深度调查，寻找并确定适宜长大隧道穿行的地段。基于上述背景，本文选取明月山张关段作为研究对象，分析区域地下水环境特点，结合隧道选址工作，初步探讨重庆东出明月山交通通道隧道选址问题。
2 地区基本认识
为解决明月山交通通道问题，在通过分析已有区域地质成果基础上，通过水文地质调查，辅以少量钻探、物探及洞穴测量工作，了解地区地下水条件，通过岩溶区地下水位与拟建隧道标高关系，进行隧址区划分，得出以下基本结论：
①御临河向北约5 km范围内，地下水位相对较低，隧道可在区域地下水位以上穿过（以下称“水上走”方案），隧道建设对附近地质环境影响相对较小；
②御临河向北5～7 km范围和御临河以北15～20 km范围内，隧道按承水压结构设计且采用全封闭式堵水施工条件下，隧道可在区域地下水位以下穿行（以下称“水下走”方案）。该方案施工难度大，存在着较大的致灾风险，但在科学的水文地质勘查、找出区域地下水位以下的地下水缓流带深度基础上，通过科学的设计和合理的施工，可将隧道建设对地区地质环境影响降到最低，并有效降低施工风险，值得作进一步工作。
③御临河向北7～15 km范围内，该段为国家3A级旅游区―张关水溶洞风景区南北各3 km范围，应禁止隧道通行。明月山张关段地下水位发育剖面示意图，如图1所示。
3 方案可行性分析和结论
3.1 “水上走”方案
该方案在“四山”地区隧道规划建设中普遍采用，地质、设计和施工经验丰富，隧道建设对地区环境影响较小。根据上述成果分析，御临河段的隧道通道在原来靠近御临河1 km范围的基础上可以向北扩展约4 km，减小规划隧道绕行距离，扩大隧道通行区域，该方案可行。
3.2 “水下走”方案
该方案是为了解决东出重庆战略通道的背景下提出的，其基本条件是：找出区域地下水位以下岩体相对较完整、水力联系相对较弱以裂隙水为主的地下水缓流带位置，同时为了将对地区水文地质环境影响降至最低，还需承水压结构设计、全封闭堵水施工等工程手段充分作用。其可行性主要表现在：
第一，地质上有堵水的地质条件。
该方案从理论基础、地区地质条件来看，在水平循环带以下，存在岩体相对较完整、岩溶相对不发育地段，该段地下水以裂隙水为主，水力交替作用弱，可以进行堵水施工。找出地下水缓流带位置虽具较大难度，但通过详细的水文地质勘查工作，是可以找到隧道通行位置的。
第二，设计上有规范可循。
重庆地区承水压隧道设计已有相关设计规范遵循，可供设计进行堵水参数选取和方案的设计。
第三，施工上有成功经验。
在国内外隧道建设中有相关堵水技术和堵水材料，水利水电引水隧道工程成功经验较多，堵水压力可达5 MPa，而明月山（张关段）隧道水压一般小于2 MPa，现有施工工艺对明月山隧道堵水有借鉴作用。
第四，经济和社会影响上效益明显。
明月山张关段交通通道按“水下走”方案直接穿行明月山，可减少绕行。
4 结 语
综上，“水下走”社会经济效益显著，技术方案可行，虽然有较大风险，但仍然值得尝试。依据在于根据水文地质调查，区内区域地下水位以下存在水力联系相对不畅、岩溶相对不发育、可以堵水的裂隙水地带，通过承水压结构设计、全封闭堵水施工等工程手段共同作用，可以达到堵水建隧，减小环境破坏的目的；但根据已有的隧道施工经验，依然存在施工安全及地质环境破坏风险，为此，一旦选用该方案，必须认真做好前期水文地质勘查工作，通过专业勘查、合理设计及科学施工共同作用，将隧道致灾风险降至最低。
5 工作建议
5.1 进一步开展明月山通道的水文地质勘查工作
通过水文地质钻探、物探、岩溶洞穴测绘、水文地质试验和长观等工作，针对“水上走方案” 应查明地下水位的准确标高位置、季节变动带范围，以确定隧道通行的段落和标高，用以指导隧道规划及建设；针对“水下走”方案应在查明区内岩溶发育情况基础上，找出地下水水平循环带以下地下水缓流带，并获取其水力联系、水压和水量等参数，鉴于工作复杂、不确定因素较多和其一定的风险性，需通过多阶段勘察、设计，对方案进行充分研究论证。
5.2 开展岩溶区隧道堵水技术研究
由于重庆地区以岩溶水为主，现有实行全封闭式堵水隧道较少，堵水技术还不太系统，应集成国内已有先进的堵水技术与地区地质特点相结合，选择正在施工的隧道开展堵水技术示范研究，用以指导地区隧道堵水施工。
参考文献：
[1] DBJ 50/T-189-2014，地下工程地质环境保护技术规范[S].
[2] CECS 241-2008，工程建设水文地质勘察标准[S].
[3] 重庆市地勘局南江水文地质工程地质队.重庆四山交通通道地质环 境调查研究报告[R].2015.
2019年02月25日 06点02分
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作者： 曹聪 唐晓翠
摘 要：明月山是东出重庆的交通屏障，保护对象众多，生态环境敏感，文章选取明月山张关段为研究对象，在充分了解掌握地区水文地质条件的基础上，通过了解分析区域地下水位发育高程，采用“水下走”和“水上走”方案，进行隧道隧址区通行划分，评价不同方案可行性，给予下步工作建议。
关键词：明月山张关段，特长隧道通行，通行方案评价
中图分类号：U459.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）17-0160-01
1 研究背景
明月山位于重庆市都市区“四山”的最东侧，山脉植被丰富、岩溶发育完善、地下水资源丰富，山上有国家AAA风景区――张关水溶洞，且居民众多，若在该处修建隧道，对地质环境破坏的可能性极大，风险极高。加之在2009年垫邻高速明月山隧道修建时，造成南北长约28 km范围地下水、地表水受到影响，付出了极大的施工代价和赔偿代价，明月山张关地区成为公认的生态环境敏感区。为避免发生类似垫邻高速明月山隧道建设的地质环境问题，已建设的渝沪高速公路（G50）、渝怀铁路、渝利铁路、渝涪铁路（渝怀二线）及即将新建的渝万铁路机场线、三环高速北环（合川至长寿段）等国家交通干线均采取避开明月山主体，从其南端临近御临河的排花洞附近1 km的区域通行。该狭窄的区域集中了多条国家交通干线，交通布局不尽合理；部分交通干线绕行距离较长，不利于带动山体两侧城市发展。之前多家单位在该地区进行了多次论证工作，均认为其不适宜隧道建设。但随着重庆经济飞速发展，新建三环高速、机场至长寿高铁、快速路六横线等各类隧道急需通过明月山地区，其中新建三环高速必须合川至长寿直接连通，才能形成真正意义上的三环；重庆北站至机场高速铁路，必须向东接到长寿才能通过高铁实现机场与邻近区县之间的无缝换乘；快速路六横线必须要直穿明月山，才能实现两江新区与麻柳工业园区的快速连接。因此，市领导及规划部门要求尽快在明月山张关段开展地质水文状况深度调查，寻找并确定适宜长大隧道穿行的地段。基于上述背景，本文选取明月山张关段作为研究对象，分析区域地下水环境特点，结合隧道选址工作，初步探讨重庆东出明月山交通通道隧道选址问题。
2 地区基本认识
为解决明月山交通通道问题，在通过分析已有区域地质成果基础上，通过水文地质调查，辅以少量钻探、物探及洞穴测量工作，了解地区地下水条件，通过岩溶区地下水位与拟建隧道标高关系，进行隧址区划分，得出以下基本结论：
①御临河向北约5 km范围内，地下水位相对较低，隧道可在区域地下水位以上穿过（以下称“水上走”方案），隧道建设对附近地质环境影响相对较小；
②御临河向北5～7 km范围和御临河以北15～20 km范围内，隧道按承水压结构设计且采用全封闭式堵水施工条件下，隧道可在区域地下水位以下穿行（以下称“水下走”方案）。该方案施工难度大，存在着较大的致灾风险，但在科学的水文地质勘查、找出区域地下水位以下的地下水缓流带深度基础上，通过科学的设计和合理的施工，可将隧道建设对地区地质环境影响降到最低，并有效降低施工风险，值得作进一步工作。
③御临河向北7～15 km范围内，该段为国家3A级旅游区―张关水溶洞风景区南北各3 km范围，应禁止隧道通行。明月山张关段地下水位发育剖面示意图，如图1所示。
3 方案可行性分析和结论
3.1 “水上走”方案
该方案在“四山”地区隧道规划建设中普遍采用，地质、设计和施工经验丰富，隧道建设对地区环境影响较小。根据上述成果分析，御临河段的隧道通道在原来靠近御临河1 km范围的基础上可以向北扩展约4 km，减小规划隧道绕行距离，扩大隧道通行区域，该方案可行。
3.2 “水下走”方案
该方案是为了解决东出重庆战略通道的背景下提出的，其基本条件是：找出区域地下水位以下岩体相对较完整、水力联系相对较弱以裂隙水为主的地下水缓流带位置，同时为了将对地区水文地质环境影响降至最低，还需承水压结构设计、全封闭堵水施工等工程手段充分作用。其可行性主要表现在：
第一，地质上有堵水的地质条件。
该方案从理论基础、地区地质条件来看，在水平循环带以下，存在岩体相对较完整、岩溶相对不发育地段，该段地下水以裂隙水为主，水力交替作用弱，可以进行堵水施工。找出地下水缓流带位置虽具较大难度，但通过详细的水文地质勘查工作，是可以找到隧道通行位置的。
第二，设计上有规范可循。
重庆地区承水压隧道设计已有相关设计规范遵循，可供设计进行堵水参数选取和方案的设计。
第三，施工上有成功经验。
在国内外隧道建设中有相关堵水技术和堵水材料，水利水电引水隧道工程成功经验较多，堵水压力可达5 MPa，而明月山（张关段）隧道水压一般小于2 MPa，现有施工工艺对明月山隧道堵水有借鉴作用。
第四，经济和社会影响上效益明显。
明月山张关段交通通道按“水下走”方案直接穿行明月山，可减少绕行。
4 结 语
综上，“水下走”社会经济效益显著，技术方案可行，虽然有较大风险，但仍然值得尝试。依据在于根据水文地质调查，区内区域地下水位以下存在水力联系相对不畅、岩溶相对不发育、可以堵水的裂隙水地带，通过承水压结构设计、全封闭堵水施工等工程手段共同作用，可以达到堵水建隧，减小环境破坏的目的；但根据已有的隧道施工经验，依然存在施工安全及地质环境破坏风险，为此，一旦选用该方案，必须认真做好前期水文地质勘查工作，通过专业勘查、合理设计及科学施工共同作用，将隧道致灾风险降至最低。
5 工作建议
5.1 进一步开展明月山通道的水文地质勘查工作
通过水文地质钻探、物探、岩溶洞穴测绘、水文地质试验和长观等工作，针对“水上走方案” 应查明地下水位的准确标高位置、季节变动带范围，以确定隧道通行的段落和标高，用以指导隧道规划及建设；针对“水下走”方案应在查明区内岩溶发育情况基础上，找出地下水水平循环带以下地下水缓流带，并获取其水力联系、水压和水量等参数，鉴于工作复杂、不确定因素较多和其一定的风险性，需通过多阶段勘察、设计，对方案进行充分研究论证。
5.2 开展岩溶区隧道堵水技术研究
由于重庆地区以岩溶水为主，现有实行全封闭式堵水隧道较少，堵水技术还不太系统，应集成国内已有先进的堵水技术与地区地质特点相结合，选择正在施工的隧道开展堵水技术示范研究，用以指导地区隧道堵水施工。
参考文献：
[1] DBJ 50/T-189-2014，地下工程地质环境保护技术规范[S].
[2] CECS 241-2008，工程建设水文地质勘察标准[S].
[3] 重庆市地勘局南江水文地质工程地质队.重庆四山交通通道地质环 境调查研究报告[R].2015.
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