目前對(duì)巖溶發(fā)育深度這一問(wèn)題的認(rèn)識(shí),由于探測(cè)技術(shù)手段的局限性而處于感性認(rèn)識(shí)階段。對(duì)于“深巖溶”,目前尚未有確切的界定。宜萬(wàn)鐵路出現(xiàn)的“深巖溶”,暫作如下分類:區(qū)域深巖溶、 局部深巖溶、層間深巖溶、構(gòu)造深巖溶、獨(dú)立單管式深埋巖溶(深埋管道流)、深埋古巖溶。
一、區(qū)域深巖溶
發(fā)育于區(qū)域地下水位以下的巖溶,即淺層巖溶帶(垂直滲流帶+水平循環(huán)帶)以下的深部循環(huán)帶發(fā)育的巖溶(屬傳統(tǒng)定義的深巖溶),稱之為區(qū)域深巖溶。
在當(dāng)?shù)嘏判够嬉韵碌纳顜r溶,其巖溶水不受當(dāng)?shù)嘏判够嬷萍s,一般為靜態(tài)水,巖溶亦不發(fā)育;只有當(dāng)它向更遠(yuǎn)的排泄基面排泄運(yùn)移時(shí),由于存在水的循環(huán)活動(dòng)而巖溶相應(yīng)發(fā)育。由于該帶深部巖溶水的活動(dòng)微弱(往深部更趨微弱),所以相應(yīng)巖溶發(fā)育的深巖溶亦微弱。
二、局部深巖溶
考慮到鐵路隧道設(shè)計(jì)、施工的需要,將局部特殊水文地質(zhì)條件環(huán)境下發(fā)育的特別深厚的巖溶發(fā)育帶(垂直滲流+水平循環(huán)帶)、厚度大于200m的深巖溶,稱之為局部深巖溶。
三、層間深巖溶
在背斜山地臺(tái)原補(bǔ)給→兩翼分流→遇阻水層阻隔匯聚或?qū)娱g富水層“吸納”匯聚→縱向徑流→不受當(dāng)?shù)嘏判够嬷萍s向更遠(yuǎn)的排泄基面排泄的條件下,于聚水層間發(fā)育的較深的巖溶,稱為層間深巖溶。如大支坪隧道工程區(qū)進(jìn)口端有三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的水文地質(zhì)單元:水洞坪封閉洼地單元、水谷壩槽谷單元、向家坪洼地單元,發(fā)育不同類型的層間深巖溶 (圖2-16) 。
圖2-16大支坪地區(qū)水文地質(zhì)平面縮圖
1.地表河流;2.推測(cè)暗河及流向;3.分水嶺;4.巖溶洼地
圖2-17水洞坪封閉洼地單元巖溶發(fā)育剖面示意圖
(1)水洞坪封閉洼地單元。為支井河岸坡近旁的大型巖溶封閉洼地(匯水面積6km2),降雨匯水集中注入,快速順巖層走向排泄,水營(yíng)力劇烈,隨著支井河的不斷下切,垂向巖溶化快速發(fā)育,致巖溶發(fā)育深度較大,巖溶發(fā)育深度達(dá)200m(圖2-17)。
(2)水谷壩槽谷單元。水谷壩槽谷為順陡傾巖層發(fā)育的縱向谷,縱向谷匯水面積較大,匯聚滲漏,地表槽谷溪溝成干谷,滲漏水于谷底巖層層間匯聚,縱向徑流,向更遠(yuǎn)的排泄基面排泄,遠(yuǎn)處排泄基面不斷下切,水流相應(yīng)適應(yīng)性下切,促成局部層間深巖溶的發(fā)育,隧道處巖溶發(fā)育深度達(dá)260m(圖2-18)。
(3)向家坪洼地單元。棲霞組(P1q)、茅口組(P1m)灰?guī)r夾于志留系(S)碎屑巖與吳家坪組(P2w)頁(yè)巖等阻水層之間,志留系碎屑巖組成山地分水嶺,棲霞、茅口組灰?guī)r位于分水嶺坡腳,組成低地,構(gòu)成縱向串珠狀封閉洼地負(fù)地形。志留系山地降雨形成的徑流、地下水皆匯聚于該灰?guī)r層,連同自身地表的入滲水,受吳家坪組阻水層阻隔而匯聚,循縱向徑流,向更遠(yuǎn)的排泄基面排泄,由于地殼不斷上升,水流不斷下切,巖溶發(fā)育有利于向深部擴(kuò)展,隧道處巖溶發(fā)育深度達(dá)300m(圖2-19)。
圖2-18水谷壩槽谷單元巖溶發(fā)育剖面示意圖
圖2-19向家坪洼地單元巖溶發(fā)育剖面示意圖
相應(yīng)隧道標(biāo)高處發(fā)育的巖溶區(qū)段為:DK130+500~DK132+100(水洞坪?jiǎn)卧獏^(qū))、DK132+100~DK133+700(水谷壩單元區(qū))、DK133+700~DK134+400(向家坪?jiǎn)卧獏^(qū));巖溶發(fā)育形態(tài)如圖2-20所示;溶腔充填物主要為軟黏土夾砂、砂夾卵石(圖2-21)。
圖2-20大支坪隧道溶腔平面形態(tài)圖
圖2-21大支坪隧道溶腔充填物
DK132+990溶腔,在I線發(fā)育范圍為DK132+940~DK133+035,長(zhǎng)95m;在II線發(fā)育范圍為IIDK132+912~I(xiàn)IDK133+020,長(zhǎng)約108m。迂回導(dǎo)坑揭示裂隙溶腔,分別為PDK132+940、PDK133+000左邊墻。
四、構(gòu)造深巖溶
構(gòu)造深巖溶,為受構(gòu)造控制而發(fā)育的深巖溶。在地質(zhì)構(gòu)造強(qiáng)烈地帶,如斷裂帶、緊密背斜褶皺核部等部位,由于巖體受構(gòu)造強(qiáng)烈擠壓,被破裂結(jié)構(gòu)面強(qiáng)烈切割而遭破壞,有利于巖溶水的循環(huán)活動(dòng),提供了巖溶水的活動(dòng)空間,其水營(yíng)力強(qiáng)度、溶蝕作用強(qiáng)度都較一般地區(qū)大,為巖溶發(fā)育向深部擴(kuò)展創(chuàng)造了有利條件。構(gòu)造深巖溶的特點(diǎn):一般不局限于特定的地層層位,只要存在構(gòu)造破碎帶都有可能發(fā)育較深的巖溶。同等條件下,構(gòu)造帶發(fā)育的強(qiáng)度、深度比其他一般地區(qū)大。巖溶、深巖溶的發(fā)育方向受構(gòu)造帶的走向控制,沿構(gòu)造帶走向延展。
斷裂帶深巖溶,因斷裂帶巖體破碎,往往成為巖溶地下水局部集中、強(qiáng)烈交替循環(huán)、導(dǎo)水滲流等的場(chǎng)所,相應(yīng)伴隨發(fā)育深巖溶。如別巖槽隧道工程區(qū)茨竹埡斷層,為一區(qū)域性正斷層,斷于巴東組(T2b)碎屑巖與嘉陵江組(T1j)灰?guī)r之間。據(jù)JZ-別3深鉆孔揭露:孔深80.88~89.63m、95.55~98.77m、270.87~274.22m發(fā)育充填型溶洞。孔深309m以下還可見(jiàn)溶孔。地下水位埋深235.5m。
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