圆梁山隧道毛坝向斜段岩溶水的同位素组成及氘过量参数示踪研究

岩溶地下水是隧道施工建设过程中最主要的工作对象。针对圆梁山隧道施工建设过程中面临的岩溶地下水问题，我们采集了区域岩溶水和岩溶承压水的样品，对水样做了δD、δ^18O和T值测定，并计算出d值。根据环境同位素示踪、大气降水氘过量参数和地下水氘过量参数演化理论，对该地区域岩溶水和毛坝向斜段核部深层岩溶承压水进行了综合分析研究。证实了隧道选址位于南北两侧水地质单元的分水岭之上的结论。为进一步深入工作提供了科学依据。     

圆梁山隧道毛坝向斜段岩溶水均衡研究

为了对圆梁山隧道毛坝向斜段岩溶水径流强度、水量收支状况有一个概括的了解，以及深入认识隧道通过层位地下水的贮量，需要对岩溶水的补径排条件及收支状况进行均衡分析。根据毛坝向斜的地质环境条件，采用降水资料类比生成岩溶水排泄量的流量过程曲线的手段，较好地实现了缺少足够的水量动态资料情况下的均衡分析。     

沅古坪隧道选线的岩溶水文地质问题

避开突水突泥的高风险区是岩溶隧道选线的基本出发点。沅古坪隧道穿过岩溶强发育区,为典型的岩溶深长隧道。岩溶地下河、向斜蓄水构造、两侧水库以及地下水位与顶板的高差大等是影响其隧道安全建设的重要因素,也是选线要考虑的关键水文地质问题。为更好地进行隧道东、中、西三条设计线的比选,在隧道研究区开展了1:1万的岩溶水文地质专题调查,查清研究区岩溶发育和水文地质特征,划分出岩溶地下水系统,从而比较了3条隧道线所处的岩溶水动力水平分带和垂直分带,分析隧道与地下河、岩溶泉的空间关系,并结合物探资料分析了向斜蓄水构造的影响。结果表明:东线隧道穿过地表分水岭地带,处于岩溶水动力系统的补给区和垂向分布带的季节变动带、浅饱水带,基本不与地下河管道立交,远离了流量较大的岩溶泉,降雨补给面积最小,因此,总体涌水风险最小,为最佳隧道线路。西线纵穿赤溪河上游地下水系统的中部,穿过径流和排泄区,处于岩溶水动力垂向分带的浅饱水带,并与多条岩溶管道立交,且临近西侧高家溪水库,涌水风险最大。东线隧道临近黄鱼溪水库的北段、穿过郭家界向斜储水构造核部的南段是涌水高风险区,需扩大岩溶水文地质补充调查,并在施工中加强超前地质预报研究,最大程度避免岩溶地质灾害。      

毛坝向斜核部岩溶水绕轴径流的同位素示踪分析

本文针对圆梁山隧道毛坝向斜段岩溶地下水问题,利用环境同位素及地下水氘过量参数示踪原理,探讨了该区深层岩溶水的形成、补给、循环交替等信息。结果表明,向斜核部的深部承压水,同时接受向斜东翼和西翼大气降水的补给。T1d含水层,受垂直入渗的影响较大;P2ω c含水层,受上覆地层水和向斜东翼层间水入渗的影响明显;P1q m含水层与上覆地层含水层不存在直接的水力联系,但受到来自F02断层和不整合面有限渗流的影响。向斜核部水的渗流方向是从两翼指向核部,且流速较慢,不存在绕轴迳流。     

青坪特长隧道穿越区岩溶地下水系统研究

青坪特长隧道为贵州省一拟建高速公路控制性工程,穿越泥高向斜地质条件极复杂区,岩溶发育强烈,地下河、岩溶塌陷及隧道涌水等问题急需解决。隧道附近有一座库容700多万方青坪水库,隧道施工会否对水库产生影响,是各方重点关注的问题。以地下水系统的角度对泥高向斜蓄水构造进行研究,旨在对高速公路通过青坪台地段路线方案进行优化。     

西南地区隧道工程条件下岩溶地下水系统变化特征分析

岩溶山区越岭长大隧道的施工不可避免地会使当地的岩溶水系统发生改变,如地下水水位的下降、地表泉点的漏失等。基于隧道工程对岩溶地下水系统边界条件、排泄状况等天然特征的影响,依据西南地区岩溶地下水系统主要特征及隧道工程特点,考虑隧道工程条件下影响岩溶地下水系统特征的主要因素,对岩溶类型(岩溶含水岩组的埋藏条件)、构造特征、补给特征、岩溶水径流方式与隧道工程特点相组合的模式下的岩溶地下水系统的变化进行特征分析,并将岩溶地下水系统的变化归纳为3种类型。据此,选择研究区金汁河地下水系统作为典型研究对象,假设3种隧道穿越方案,将不同隧道穿越方案下的岩溶地下水系统与天然岩溶地下水系统进行对比分析,归纳概述其变化特征,最后对各隧道方案下的涌水量及其涌水危险性进行初步预测及评价。     

倒虹吸形成深饱水带大型充填溶洞的典型实例圆梁山隧道毛坝向斜深饱水带特大型充填溶洞的形成及充填物成灾机制分析

圆梁山深埋特长隧道是渝怀铁路越岭线路方案的关键性控制工程,隧道总长11.070km。隧道穿越四周被志留系和泥盆系泥岩包围的二叠系及三叠系碳酸盐岩构成且受众多NW～NWW向横张断裂切割的毛坝紧密向斜。穿越毛坝向斜碳酸盐岩长度约2.2km。地表多为岩溶洼地及槽谷,岩溶泉、泉群、暗河多出露于横张断裂端部碳酸盐岩与下伏泥岩接触带。泉出露高程,亦即向斜岩溶水局部排水基准面,多在850～900m以上。隧道高程低于局部排水基准面400～450m。隧道施工开挖揭示,向斜核部和东翼在隧道洞身附近当地地下水位400m以下发育有3个罕见的特大型充填溶洞。其中平切面积达6000m2充填有紫红色粉细砂的2#溶洞多次发生涌砂突水灾害,总涌砂量高达6104m3。3#溶洞则发生过极其特殊的黏性土爆喷型突出灾害。初步综合分析认为:向斜核部的层间滑脱和纵向张裂隙以及东翼茅口碳酸盐岩中部的层间错动带,被NW～NWW向横张断裂所交切,为岩溶水的深循环提供了较通畅的原始通道; 横断层间的水头差,导致岩溶水在此通道中做倒虹吸循环; 长期差异溶蚀使原始导水能力强的裂隙或断裂发展为溶洞,其中的水流转化为管道流。强烈溶蚀冲刷与顶板坍塌导致向斜核部吴家坪组碳酸盐岩中的层间滑脱与纵向张裂隙分别发育为1#、2#溶洞,东翼茅口碳酸盐岩中的层间错动带则发展为3#溶洞; 后因深部径流条件改变而被充填,形成现今这种罕见的深饱水带特大型充填溶洞。     

湖北某隧道岩溶水文地质条件探讨

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。     

舟水桥向斜地下水赋存特征及开发建议

遵义城区附近礼仪坝-洪水台-舟水桥一带位于舟水桥向斜核部,为岩溶石山地区。近年随着城镇化建设的发展,该区对地下水资源的需求逐渐增大。通过对舟水桥向斜构造水文地质条件的综合研究,该区为垄岗槽谷地形控制的开放型岩溶水系统,地下水集中赋存于向斜核部T1m碳酸盐岩分布的槽谷中,可采资源量1 974.86 m~3/d,因补给面积较小,资源量有限,开发利用前应进行合理规划、避免盲目开发。     

湘江上游岩溶流域解决资源环境和基础地质问题成果显著

<正>近日,由中国地质科学院岩溶地质研究所承担的《湘江上游岩溶流域1∶5万水文地质环境地质调查》项目成果显著。一是查明了工作区水文地质条件与地下水受控因素。调查地下河10条,岩溶大泉22个,岩溶地下水分布受区域性断裂、区域性向斜以及地层岩性的控制,区域性断裂主要有北西向、北东向区域型大断裂与南北向区域性大断裂,向斜为袁家向斜与砂石向斜,地下水多发育于泥盆系及石炭系地层,岩性以中厚层灰岩、白     

圆梁山隧道毛坝向斜段深部承压岩溶水系统浅析

通过地表调研、深孔勘探与抽水试验以及氢氧同位素测试，揭示向斜核部存在深部岩溶承压水系统，局部地带以绕轴与断层带局部承压径流的形式沟通各斜东西翼的水力联系，深部承压岩溶水系统在整个向斜水循环中所起的作用是很有限的。隧道施工时，应做好防水措施。     

贵州某隧道岩溶水文地质条件及涌水量研究

拟建隧道位于贵州岩溶地区,地质条件复杂,且隧道将横穿过一条地下河下方,隧道遭遇岩溶涌突水的危险性较大。通过分析该隧道岩溶水文地质环境,论述了隧址区岩溶发育分布规律、岩溶水补径排条件,并采用地下水径流模数法和大气降水入渗法2种方法对比计算对隧道涌水量做出初步预测评价,为施工提供依据。     

宜万铁路野三关隧道“8.5”突水事故成因分析

2007年8月5日宜(昌)万(州)铁路野三关隧道发生了重大的岩溶突水事故.在岩溶水文地质调查的基础上,对野三关隧道所处流域两个主要岩溶洼地以NaCl为示踪剂进行了充水水源和充水途径的示踪试验.两次示踪试验结果查明水洞坪岩溶洼地是"8.5"突水事故的主要水源,茅口组灰岩中发育的周家包暗河被F18断裂切割,将暗河水导入隧道形成突水事故.稻子坪的水在隧道突水段西以渗-涌水的形式进入隧道.水洞坪示踪实验得出二叠系栖霞-茅口组岩溶含水层中的地下水流速为50 m/h.稻子坪示踪试验得到茅口组灰岩含水层中的地下水流速为45.5 m/h;大冶组灰岩含水层中的地下水流速为10.8 m/h.本示踪结果为宜万铁路野三关隧道的后期恢复施工和防渗工作提供了依据,并为岩溶地区深埋隧道的设计和施工提供了试验和分析工作的实例参考.     

实例分析隧道建设对岩溶水的影响

贵州省是岩溶地貌发育的地区,在进行铁路建设时经常遇到隧道工程与地下岩溶水系统相互干扰的问题,文章以磨雄隧道和银山隧道为例,借助大地电磁解译和MIDAS-GTS程序计算,阐述岩溶地下水系统与隧道建设的不和谐关系。磨雄隧道施工后,居民饮泉点干涸,水位未按预期设计恢复,造成原本饮水紧缺的山区雪上加霜;银山隧道施工中遭遇罕遇暴雨,竖直侧墙被突增岩溶水压爆,侧墙破坏长度达20 m,中断列车通行超过24 h。因此建议贵州地区隧道建设的前期选线时,要查清岩溶地下水系统边界,尽量避让岩溶强烈发育地段,设计期应充分考虑岩溶水可能造成的危害,施工期对所遇岩溶水通道宜通不宜堵。      

岩溶地区地下水位变动带隧道涌水问题的思考

通过鸡冠山隧道涌水实例及广泛收集岩溶地区隧道涌水案例,总结出岩溶地区隧道季节变动带涌水具有反应时间快、水量大、泥沙重的特点,并综合分析地下水季节变动带隧道的水文地质特征,将其划分为一般山岭隧道及向斜构造地下水位变动带两种类型,且对两种类型涌水机理进行了阐述。岩溶地区隧道前期勘察应重点划分隧道岩溶地下水系统及地下水动力分带,查明岩溶发育特征与规律;施工期和运行期应结合岩溶揭露情况和涌水情况开展针对性的补充勘察,做好降雨、涌水过程和涌水压力监测,判断和预测最大外水压力和涌水量。针对涌水问题,提出封堵和排泄两种处理思路:施工开挖揭露的岩溶现象不可盲目封堵,需尽可能维持原通道的通畅,针对可能涌水的隧道衬砌设计不可仅考虑围岩结构,应充分考虑外水压力,做好围岩固结灌浆;常规隧道“环形排水系统+中心沟”排水系统可靠性差,针对大流量涌水,多采用泄水洞排水。      

煤区岩溶地下水污染模式及特征研究——以黔西盘关向斜区域为例

煤企生产过程中产生的废水是造成地下水污染的主要因素。通过环境水文地质调查,对盘关向斜区域煤企生产活动造成地下水污染的主要方式进行分析,查明区内主要污染源—煤矿污水、洗煤水及堆场淋滤水通过地表水体、溶隙、落水洞等途径进入岩溶含水层污染地下水,又经岩溶管道长途运移排泄至地表,造成暗河出口地表河流污染的污染模式。其污染的三种基本模式为地表水体污染、包气带污染以及地下水污染。针对煤区岩溶地下水污染表现的滞后性和周期性,提出煤区岩溶地下水污染防治对策,对区内环境保护工作具有一定参考价值。     

铁路深埋隧道区岩溶发育特征研究

对圆梁山隧道毛坝向斜段揭露溶洞进行分析的基础上 ,结合向斜区岩溶分布的勘察 ,对毛坝段深层岩溶发育特征及影响因素进行了研究。认为岩溶水在水力坡度或压力水头 ,尤其是水重力的作用下有不断向深层运移的趋势 ,所以在水具有侵蚀性的前提下 ,岩溶也具有向深层发育的趋势 ,并在厚层隔水底板及排泄基准面附近形成岩溶较发育带。而岩溶分布的层位及构造部位 ,在同一地质单元中的浅层和深层区具有类似性     

云南万寿山地区岩溶水系统特征及隧道选线研究

岩溶地区隧道建设中常发生突水、突泥等地质灾害,危及工程和施工人员安全,故隧道线路的优化工作尤为重要。本文以三清高速万寿山隧道为例,通过大比例尺水文地质调查,查明了区域岩溶水系统的空间展布和岩溶地下水的循环特征,研究了不同隧道方案与岩溶水系统的空间位置关系,并预测不同线位方案岩溶水害的发育特征。在此基础上,选取隧道穿越断层数量、隧道穿越岩溶含水层长度、最大突水压力以及最大突涌水量作为隧道方案比选的定量评价指标,基于层次分析法,建立岩溶地区隧道线路综合评价模型。对不同线位方案进行地质比选,结果表明:C方案的岩溶水文地质条件相对较好,岩溶突水突泥风险最低。      

地下水多元示踪试验在岩溶隧道水害预测中的应用——以张吉怀高铁兰花隧道为例

以张家界—吉首—怀化高速铁路兰花隧道为例,在岩溶水文地质调查基础上结合地下水多元示踪技术,查明了兰花隧道隧址区各岩溶地下水系统以及地下暗河管道的空间展布。结果表明:（1）兰花隧道及其附近区域全部为寒武系碳酸盐岩裸露区,以峰丛洼地为主,地表和地下岩溶极为发育;（2）兰花隧道隧址及其附近区域共发育有呆业洞和兰花洞两个独立的地下暗河系统,其中Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号三个岩溶水系统属于兰花洞地下暗河系统的子系统;Ⅳ号岩溶水系统属于呆业洞地下暗河系统;（3）Ⅳ号岩溶地下水系统在平面和剖面上都没有与兰花隧道相交,不会对隧道突涌水构成威胁;（4）兰花洞地下暗河系统以中部兰花洞暗河天窗为界分为上游和下游两段,上游段Ⅰ号和Ⅱ号岩溶水系统在平面和剖面上都没有与兰花隧道相交,不会对兰花隧道突涌水构成威胁;下游段Ⅲ号岩溶水系统在平面上与兰花隧道相交（交点里程为DK60+100）,可能存在隧道突涌水风险;（5）依据高分辨率降雨-水文动态监测数据,采用降雨入渗系数法预测在极端暴雨情况下兰花隧道揭露Ⅲ号岩溶管道的最大涌水量为7.08×104 m3?d-1。      

乌蒙山区革香河流域干旱成因及打井找水模式

地下水是乌蒙山区革香河流域重要的饮用水源，由于地下水发育规律复杂，地形起伏巨大，给地下水的有效开发利用带来了诸多困难，广大地区存在干旱缺水问题。文章利用岩溶地下水综合调查—探测—评价方法，查明革香河流域地下水赋存发育规律，揭示流域内干旱频发的成因机理，归纳总结出向斜蓄水构造、背斜蓄水构造、断层蓄水带和断陷盆地蓄水构造四类典型蓄水构造模式，优选了断层阻水、向斜蓄水、岩性界线阻水、上下阻水和地下河径流带五种富水成井区位，并有效应用于严重干旱缺水区的打井找水工作，定井成功率达到70%以上，解决了流域内2万多人的饮水困难问题，有效服务脱贫攻坚。