概况

化马隧道位于甘肃省陇南市宕昌县境内，进口位于羊古堆附近，出口位于白龙江左岸上堠子村附近山腰。该隧道属于西秦岭高中山区地貌单元，沿线山高沟深，岸坡陡峻，相对高差为1450m。主要经过的沟谷有：化马沟、石家院沟、红水沟等，多为'V'型沟谷，坡降较大，沟谷中受河流侵蚀，使得岸坡陡峻，山体陡崖遍布，部分基岩表层风化剥落，形成缓坡。地势总体趋势东北高西南低，隧道最大埋深约1300m。进口位于大峪沟，有乡村便道与212国道相连，出口位于212国道左侧，斜井便道条件较差。

隧道起讫里程为DK301+282～DK313+862，全长12580m，为一座双线隧道。隧道内线路分别为12.8‰和13‰的单面下坡。

工程地质特征

1、地层岩性

隧道洞身通过的基岩地层主要为：二叠系下统灰岩，石炭系中上统灰岩，泥盆系上统灰岩、灰岩夹板岩，志留系中上统灰岩、灰岩夹板岩、炭质板岩，断层泥和断层角砾。

2、地质构造

隧道通过区位于秦岭褶皱系,地质构造复杂，断层、褶皱发育。受区域构造影响岩层产状较乱，层面多闭合-张开，节理以近垂直岩层走向的节理为主，多为张节理，节理面微张-张开。根据地面调查及V8资料反映，工点处发育有两个背斜、两个向斜和七条断层。

（1）褶皱

①尖旮旯背斜：该背斜核部洞身里程约DK308+450，背斜核部张应力作用强烈，节理裂隙发育。

②红水沟向斜：该向斜核部洞身里程约DK310+500，向斜核部压应力作用强烈，节理裂隙发育，多为剪节理。

③洪水沟背斜：该背斜核部洞身里程约DK312+000，背斜核部张应力作用强烈，节理裂隙发育。

④高家山向斜：该向斜核部洞身里程约DK312+600，向斜核部压应力作用强烈，节理裂隙发育。

（2）断裂

F4：隧道进口段DK301+282～DK301+360段落，洞身通过F4断裂带地表第四系地层，逆断层，断层产状N80°W/75°N。断层带物质主要为断层泥。

f36:隧道洞身DK303+404～DK304+224段大角度通过该断层，逆断层，产状N80°W/70°S，上盘为二叠系下统灰岩，下盘为石炭系中上统灰岩，断层带宽750m，断层带物质主要为断层角砾，较富水。

f37:隧道洞身DK304+774～DK305+174段大角度通过该断层，逆断层，产状N32°W/74°S，上盘为石炭系中上统灰岩，下盘为泥盆系上统灰岩，断层带宽370m，断层带物质主要为断层角砾，较富水。

f38:隧道洞身DK306+064～DK306+704段大角度通过该断层，逆断层，产状N60°W/58°N，上盘为泥盆系上统灰岩，下盘为泥盆系上统灰岩，断层带宽520m，断层带物质主要为断层角砾，较富水。

f39:隧道洞身DK307+244～DK307+543段大角度通过该断层，逆断层，产状N60°W/80°N，上盘为泥盆系上统灰岩，下盘为泥盆系上统灰岩，断层带宽640m，断层带物质主要为断层角砾，较富水。

f39-1:隧道洞身DK307+945～DK308+244段小角度通过该断层，逆断层，断层产状N45°E/80°S，上盘为志留系中上统灰岩、炭质板岩，下盘为泥盆系上统灰岩，断层带宽240m，断层带物质主要为断层角砾，较富水。

f40: 隧道洞身DK313+418～DK313+498段大角度通过该断层，逆断层，产状N77°W/70°N，上盘为志留系中上统灰岩夹板岩，下盘为泥盆系上统灰岩夹板岩，断层带宽70m，断层带物质主要为断层角砾，较富水。

水文地质特征

1、地下水类型及分布特征

本区出露的地层岩性主要为二叠系下统灰岩，石炭系中上统灰岩，泥盆系上统灰岩、灰岩夹板岩，志留系中上统灰岩、灰岩夹板岩、炭质板岩。灰岩夹板岩节理裂隙发育，灰岩出露地段可见小型溶孔、溶洞、溶槽，形状各异，分布于不同高度的灰岩陡壁，岩溶裂隙亦有发育，有利于地下水的入渗及储存，隧道区植被覆盖较好，为大气降水入渗补给地下水创造了条件。

隧道区地下水类型主要有第四系孔隙水、浅表风化裂隙水、深层基岩裂隙水、构造裂隙水及岩溶水。石灰岩地段存在岩溶裂隙水，地下水主要储存于溶隙、溶蚀孔洞中，该类地下水主要受控于岩溶及溶隙发育规模、连通性及地表水的补给情况。岩溶水发育与构造和岩溶裂隙发育程度关系密切，其中二叠系和石炭系岩溶相对发育，根据地面调查石灰岩地段可见溶孔、溶槽，未发现落水洞、竖井等岩溶形态，化马神泉位于白龙江左岸坡脚，泉眼出露于灰岩，海拔高程约1310m，实测流量约8000m/d，实测气温2℃，水温5℃，属岩溶水，补给排泄畅通，综合分析隧道洞身在石炭系灰岩地段岩溶水以水平径流为主，二叠系灰岩地段以垂直补给为主，与构造关系密切，其发育受诸多因素的控制，动态变化较大，规律性差。

本区地下水浅层以潜水为主，深层、大型储水构造均具有一定的承压性。隧道区地下水储存场所与岩体节理裂隙及构造发育程度有关，具有典型的非均质各向异性特征，水文地质条件十分复杂，地下水的分布规律性较差。

2、地下水补给径流排泄条件

隧道区地下水的补给、径流、排泄受控于地形地貌、地层岩性、地质构造和气候条件。隧道通过区构造发育，水文地质条件、地表水及地下水之间的补给、径流、排泄条件较为复杂。

岩溶裂隙水补给主要为大气降水及地表水，赋存于岩溶裂隙、溶蚀孔洞中，沿构造破碎带、节理裂隙密集带汇集径流，在低洼处、地层接触带等以泉水或地下径流的形式排泄。

3、水化学测试

通过对隧道区地表水取水样化验可知，共取水样4组，分别做了简分析及侵蚀性CO2分析，化验结果，水化学类型为HCO3-Ca·Mg或HCO3-Ca型水，PH值7.9左右，矿化度一般0.2～0.5g/l，DK312+600～DK313+862对圬工具硫酸盐化学侵蚀性，环境作用等级H1，施工时应对水质追踪检测，及时判定水对圬工的硫酸盐化学侵蚀性。

4、隧道涌水量的计算

考虑隧道涌水的不可预见性，在设计中以计算结果较大的地下径流模数法作为本次设计涌水量，即预测隧道正常涌水量为30253m/d、最大总涌水量为正常涌水量的三倍计算90759m/d。化马沟斜井正常涌水量6500m/d，最大涌水量19500m/d，石家院斜井正常涌水量4830m/d，最大涌水量14490m/d。地下水类型主要为断裂构造裂隙、岩溶裂隙水及节理裂隙水。

5、岩溶

隧道洞身通过的灰岩地段，发育弱岩溶现象，以溶孔、溶隙为主，且多为古溶蚀，地表调查未发现大的溶蚀现象，但隧道通过区灰岩多以薄、中厚层为主，层间结合较差，节理裂隙发育-较发育，多以张节理为主，利于地下水的储存和运动，因此不排除深部有较严重的溶蚀现象的可能性。

工期及辅助坑道

化马隧道于2009年2月开工建设，计划贯通工期55个月，即2013年9月底贯通，2013年12月底完成铺轨。

化马隧道长12580m，根据施工工期要求采用两座辅助坑道辅助施工，其中化马沟斜井设计为永久工程，双车道无轨运输，长1314.01m；石家院斜井设计为临时工程，单车道加错车道无轨运输，长2001.01m。