湖北某隧道岩溶水文地质条件探讨

李 强，康小兵，许 模，李青山

(成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059)



湖北某隧道岩溶水文地质条件探讨

李 强，康小兵，许 模，李青山

(成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059)

本隧道隧址区构造强烈，断层发育，是望佛山—聚龙山复式倒转向斜的西段部分。由于隧址区大量出露寒武系可溶岩地层，岩溶发育，对隧道安全建设存在很大影响。通过对隧址区岩溶发育和地下水径流规律的研究，划分相应的岩溶水文地质单元，探讨不同单元岩溶地下水的径流路径及其与隧道之间的关系，研究结果表明，岩溶地层内岩溶发育，洼地、落水洞和溶洞等溶蚀现象大量存在，地下水交替极快，补给来源广，渗流途径通畅，隧址区有岩溶大泉形成。

岩溶发育规律；地下水径流；岩溶水文地质单元

1 地质概况

区内有断层13条，近东西向3条、北东-北北东向8条、北北西向2条。隧道出口距离测区最大的构造新华断裂约400 m，线路与该断裂交角约38°。隧址区褶皱构造极发育，枢纽总体走向北西-近东西向。

2 岩溶发育状况

可溶岩分布受地层岩性、地形地貌和构造控制[1]。在隧址区广泛发育岩溶漏斗、溶丘、溶沟、溶槽、落水洞、岩溶洼地和溶洞等。本区的岩溶发育分布情况具有以下特征：

3 水文地质条件综合分析

3.1 地下水类型

根据隧址区内地下水的赋存特征，可分为第四系松散堆积层孔隙水、基岩裂隙水和岩溶水三大类型[3]。松散堆积层孔隙水主要分布于隧址区河谷两侧阶地、冲沟谷底处。结构疏松，渗透性好，水量贫乏。基岩裂隙水出露于隧道沿线的志留系、龙马溪组、石碑组以及牛蹄塘组等非可溶岩地层中裂隙发育，是主要的基岩裂隙水含水岩组。含水性弱，泉流量一般为小于1.0 L/s。调查期间测得隧道出口陶坪河旁一泉水温34℃，流量为6～10 L/S，推测为两河口处断层导升深部热水形成的温泉水。岩溶水是区内主要地下水赋存形式，对隧道安全影响最大。主要包含岩溶裂隙水和岩溶溶洞水。岩溶裂隙水主要赋存于岩溶裂隙中，其赋水裂隙包括风化裂隙和构造裂隙，流量大多小于5 L/s。岩溶溶洞水主要分布于可溶岩的溶孔、溶蚀裂隙中，通过洼地汇集大气降水并接受地表水的补给，以岩溶下降泉、暗河出口的形式排泄。隧址区出口南侧当地人俗称龙洞河即为一大型岩溶暗河出水口。

3.2 地下水补径排

隧址区地势东高西低，南高北低，山脊高程一般在1 500 m左右，峰谷间相对高差500～1 000 m。本区地下水补给主要为大气降雨，地下水动态受大气降雨影响明显，陡涨陡落。大气降雨通过地表岩溶洼地、落水洞和降雨入渗，通过地下暗河管道、岩溶裂隙和基岩裂隙补给地下水。在可溶岩与非可溶岩交界处、区域构造带处以泉和岩溶暗河等集中方式排泄，或者顺基岩裂隙以分散形式进入区域排泄基准面杨岩河和南河。

3.3 岩溶水文地质单元特征

岩溶水作为本区重要的地下水类型，对于隧道的影响不言而喻。通常情况下，一个系统内的岩溶水是一个整体，不同系统之间的水力联系较差或无水力联系[4]。针对隧址区地质环境的特点，确定以含水岩组与隔水岩组的空间组合关系、地表水文网与深切沟谷、地表及地下分水岭作为确定本区岩溶水系统边界的主要依据。划分结果如图1，其中隧道为穿越岩溶区的一段，长度约6 km。

图1 隧址区岩溶水系统划分简图

图2 周家湾泉推测路径(AA’剖面)

4 结语

(1)隧址区可溶岩地层内岩溶发育，洼地、落水洞、溶洞等溶蚀现象大量存在。导致本区地下水交替极快[5]。地下水补给来源广，渗流途径通畅。隧址区内多有岩溶大泉形成；

(2)与隧道密切相关的I1-1岩溶水文地质单元内，周湾泉S1为区内主要排泄点。单元东侧长岭沟以北和隧道上部溶蚀洼地、落水洞发育地区为本单元地下水主要补给区，本区地下水在东侧顺地表分水岭沿庙粱子向斜可溶岩条带以绕轴径流形式顺地下暗河管道和岩溶裂隙自东向西运移，隧道上部大气降水主要沿可溶岩层间裂隙由南向北运移至周湾地区排泄；

(3)隧道位于I1-1单元补给区，调查时亦未在隧道南侧未见大型地下水排泄点。可推知隧道周边当无存在大型岩溶径流通道的可能。但是隧址区地层岩性多样，加之断层褶皱发育，须谨防在局部异性地层接触带、构造破碎带形成局部富水带。

[1]高奋飞,刘宏，等. 贵州省岩溶洼地地质成因分析[J].路基工程.2012，6:23-26.

[2]周宁,刘波. 鄂西南岩溶地区表层岩溶带发育强度变化规律研究[J].中国岩溶.2009，28(1):1-6.

[3]王伟. 关于贵州地下水类型和含水岩组划分及其与地下水资源量计算关系的思考[J]. 贵州地质.2012,02:104-107.

[4]张婉婷,漆继红，等.西南地区隧道工程条件下岩溶地下水系统变化特征分析[J].现代地质.2015，29(2):421-427.

[5]常勇,吴吉春，等. 峰丛洼地岩溶泉流量和水化学变化过程中地面径流的作用[J].水利学报.2012,09:1050-1057.

Discussion on karsts hydro geological conditions of a tunnel in Hubei

LI Qiang，KANG Xiao-bing，XU Mo，LI Qing-shan

(State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection, Chengdu University of Technology, Chengdu, Sichuan 610059 China)

Tunnel area is Hope Foshan that is located in the west section of double inverted syncline Julong. Structure of tunnel area have strong structure and developed Fault .Because a large number of the tunnel area exposed karsts strata of Cambrian, Karsts development has great influence on the safety of the tunnel construction. By studying karsts development in tunnel site and Groundwater runoff law, we divided corresponding karsts hydro geological units and discuss runoff path of karsts groundwater in different units and relationship of it and tunnel .The results show that dissolution phenomenon of karsts development, Depression, Sinkholes and caves and have existed in Karsts formation. Groundwater alternation is fast, source of supply is wide, seepage path is unobstructed, so the tunnel area formed karsts spring.

karsts development law；groundwater runoff；karsts hydro geological unit

2016-12-26

李强(1992-)，男，四川广元人，在读硕士研究生， 主攻方向：地质工程和岩溶地下水相关研究。

P641.134

A

1004-1184(2017)03-0024-02