沪蓉高速公路乌池坝隧道区岩溶发育特征及涌水量分析

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1、万方数据第27卷第1期2008年3月中国岩溶CARSOLOGICASINICAV01．27No．1Mar．2008文章编号：1001—4810(2008)01—0011--080前言沪蓉高速公路乌池坝隧道区岩溶发育特征及其涌水分析杜毓超，李兆林，韩行瑞，李光辉(中国地质科学院岩溶地质研究所，广西桂林541004)摘要：鸟池坝隧道区有6种岩溶地貌类型，涉及2个岩溶水系统(3条地下河)。其中白岩坝地下河发育受碳酸盐岩层组类型控制，管道结构单一，具有侧向补给、纵向排泄的水文地质特征；龙潭和毛田地下河发育受构造控制，具有多分支、多级排泄

2、的特征。本文将鸟池坝隧道分成3部分5个岩溶区段，评价了各区段岩溶发育对隧道涌水的影响，认为从ZK256+300至ZK257-I'-000段，岩溶涌水可能性极大。采用大气降水入渗系数法和地下水疏干法，对各岩溶区段隧道涌水进行计算预测，其中zK256+300至ZK257+500段涌水量达31．3×104m3／d。关键词：鸟池坝隧道；岩溶水系统；岩溶发育特征f涌水分析中图分类号：P642．25}U452．1文献标识码：A乌池坝隧道位于湖北省恩施市白果坝镇乌池坝与利川市团堡镇箐口境内。乌池坝隧道设计为上下行分离式隧道，进口位于恩施市白果

3、坝镇乌池坝村，出口位于利川市团堡镇箐口柏腊村。隧道全长6708m，其中出口段长约4500m处于岩溶地层中。进、出口标高分别为1072．84m、1179．90m，隧道最大埋深约488m。研究区属亚热带温湿季风气候，年平均气温12．8"C、年平均降雨量1318．3mm，最大月降雨量539．0ram(1982年7月)，最大日降雨量227．Omm(1982年7月连续3日降雨之合计值)。气候的垂直分带性明显，地面高程每上升100m，年平均气温递减0．61℃、年平均降雨量增加33．3ram。研究区属龙潭地下河系，是小溪河地下河系的主要支流之

4、一。小溪河是长江水系的一级支流清江上游段的小支流，小溪河地下河与清江汇合的明流段长约4．5km，汇合点地面高程610m。工作区为小溪河地下河系统的补给区，地面高程一般在1200m以上，最高点位于系统西部分水岭的金子山，峰顶高程1756．5m。本文通过调查和分析乌池坝隧道区岩溶发育特征，对深埋隧道的岩溶水文地质条件进行了分析，并对隧道涌水进行初步评价。1地质背境研究区出露地层口]有志留系下、中统，泥盆系中、上统、石炭系、二叠系、三叠系下统及第四系，三叠系碳酸盐岩组在本区出露面积最大(图1)。志留系下、中统岩性为页岩、粉砂岩；泥盆系

5、呈条带状分布，与下伏志留系地层呈平行不整合接触，岩性以灰白色层状石英砂岩为主；石炭系小片出露，岩性为白云岩夹少量石英砂岩、粉砂岩；二叠系主要为一套碳酸盐岩建造，局部夹碎屑岩，假整合于石炭系或泥盆系之上，在乌池坝隧道进口端硐身段窄条带状出露，主要为下统栖霞组(P。g)和茅口组(P。m)，上统吴家坪组(P：硼)和长兴组(P。c)。栖霞组底部为石英砂岩，上部为厚层灰岩，夹炭质灰岩；茅口组为厚层状泥灰岩含燧石结核或条带微晶灰岩；吴家坪组为厚层含燧石结核微晶灰基金项目：所控项目。深埋隧道岩溶涌水预测及其机理研究”(2007)和调查项目“湖

6、北沪蓉西高速公路隧道岩溶水文地质专题研究”(2006)第一作者简介：杜毓超(1974--)，男，工程师，2001年毕业于吉林大学水文地质与工程地质专业，长期从事岩溶水文工程地质研究工作．收稿日期：2007一06—2z万方数据12中国岩溶2008篮图l乌池坝隧道岩溶水文地质图Fig．1KarsthydrogeologicmapoftheWuehibatunnel1．消(落)水洞}2．地下河天窗；3．岩溶竖井14．溶洞，5．岩溶泉水16．岩溶泉群，7．地下河及进、出口}8．地层界线及代号，9．钻孔，10．岩溶洼地，11．隧道通风竖井

7、，12．地质点113．铁路隧道线；14．公路隧道线，15．地下河系统及子系统边界116．地貌分区界线；17．地下水流向，18．地层产状，19．断层及推测断层；20．峰丛洼地区，z1．溶丘谷地区，22．峰丛沟谷区f23．溶丘槽谷区}24．溶丘台地区岩、炭质页岩夹煤层；长兴组中厚层生物碎屑灰岩、白云岩，含燧石团块；三叠系为一套碳酸盐岩为主夹碎屑岩地层。乌池坝隧道出口端硐身围岩大部分为大冶组(T。d)，厚度约400m，以灰色薄一厚层微晶灰岩为主，局部夹泥灰岩，下部薄层灰岩夹黄绿色泥页岩，底部为深灰色中一厚层微晶灰岩夹砂屑灰岩。本区位于

8、恩施盆地与利川盆地之间的隆起地带，属新华夏系联合弧形构造带的次一级构造单元，以发育于三叠系中的一系列次级褶皱组成的复向斜为特征。主要包括金子山向斜、白果坝背斜、四方洞向斜等，轴线方向总体为NE30。"-60。。乌池坝隧道位于白果坝背斜的北西翼、四方洞向斜南东翼的