(一)特殊地質(zhì)背景

(1)溶腔發(fā)育于T21j地層的中—厚層灰?guī)r中，為強巖溶發(fā)育層。

(2)溶腔發(fā)育于魯竹壩背斜軸部傾伏端的轉(zhuǎn)折處，地層隨褶皺變形呈弧形彎曲，是擠壓彎曲變形強烈的部位。弧頂張裂隙和層間位移產(chǎn)生的破劈理發(fā)育。區(qū)域構(gòu)造節(jié)理主要有：EW～N80E(近東西)的橫向張裂隙、SN～N40E的縱向張裂隙等。這些裂隙和節(jié)理強烈切割巖體，有利于巖溶水的活動及其溶蝕作用(圖2-10)。

(3)DK204+390～DK206+800(含此大型溶腔地段)處在巖溶地下水向長巴河暗河排泄的陡梯度排泄區(qū)及NE向(沿巖層層間裂隙、縱向張裂隙發(fā)育)地下水和NEE—EW向(沿橫向張裂隙發(fā)育)地下水交匯處(圖2-10)。

(4)溶腔處在巖溶地下水(溶隙流、管道流)陡坡降的復(fù)雜變化處(隧道左側(cè)即上游端的水力梯度為0.037，而隧道右側(cè)即下游端的水力梯度為0.084)。

(二)溶腔形態(tài)特征

(1)揭露的大型溶腔沿隧道縱軸涉及里程為DK204+610～+735，由兩個大腔體和與其聯(lián)接的“廊道”組成。1#溶腔、2#溶腔的長軸方向與巖層走向近一致。聯(lián)接“廊道”軸向近EW向，與區(qū)域NEE—EW橫向張節(jié)理一致(圖2-10)。1#大腔體(DK204+610～+640)沿線路長30m，橫寬63m，高25m。2#大腔體(DK204+690～+721)沿線路長31m，橫寬21～25m，高9～11m;聯(lián)接“廊道”呈扁平狀，橫寬13m，高3m。溶腔(沿隧道縱軸)縱斷面形態(tài)如圖2-34、圖2-35所示。

圖2-34魯竹壩隧道DK204+610～+735段溶腔發(fā)育平面示意圖

圖2-35魯竹壩隧道DK204+600～+740段溶腔隧道中心縱剖面圖

圖2-10魯竹壩2#隧道溶腔地質(zhì)圖

(2)大腔體呈“廳堂”型，聯(lián)接廊道為扁平管道型。

(3)“廳堂”型腔體可能曾經(jīng)為多向管道流交匯的場所，形成過程中的水動力、營力條件較復(fù)雜。目前地下水位已下降至溶腔體的下部，現(xiàn)已成為“干溶腔”�！案扇芮弧钡纳戏桨l(fā)育的垂向溶隙和垂直隙洞，是與淺層、地表聯(lián)系的管道，也是地表水流補給腔體的通道。溶腔則相當(dāng)于地表匯水水流集中滲漏的“地下漏斗”。

(三)腔體內(nèi)堆積物特征

(1)1#溶腔

1)腔體頂部和周壁有少量碳酸鈣析出物。底部有較厚的堆積層：

上層：表層散布大塊石，其下為黏土夾碎石(近下部夾黑色樹木、腐植木屑)，厚約19m。

下層：為棕褐色黏土，軟塑，厚約6～8m。

2)從堆積物結(jié)構(gòu)特征看，僅表層有部分崩坍堆積物，整體基本為入滲水的淤積物。

3)堆積物是在水流溶蝕作用形成溶腔的過程中，地下水位下降致腔體成為過水通道的歷程中，不斷淤積、堆積形成的。堆積物底為黏土，上部為碎石土，自下而上顆粒逐漸變粗，說明過水水流初期量小，流速小，攜帶能力小，堆積黏土。隨著水流溶蝕的增強，溶腔與地表聯(lián)系的不斷暢通，過水水流量增大，攜帶能力增大，堆積碎石土，偶夾樹木屑等。

4)堆積物上層含黑色樹木屑、腐植木屑，說明滲入水流隨帶物來源于就近地表。

(2)2#溶腔。其堆積(淤積)物的特征與1#溶腔類似。

(3)聯(lián)接管道(廊道)段。頂部和側(cè)壁多顯露基巖，但有裂隙滲水和滲水地段普遍發(fā)育的鈣化和石鐘乳。底部發(fā)育溶蝕析出物、鈣化等(未見堆積物)，說明該段洞體長期處在不斷的保持滲水狀態(tài)，但不存在往下部滲漏的較大通道。

(四)腔體水文地質(zhì)特征

由于相對排泄基準(zhǔn)面(混水河、長巴河伏流)的下切，地下水位下降，早期形成并保留的干溶腔則成為過水通道。相關(guān)地表匯水面積內(nèi)的降雨滲入的地下水和周邊淺層補給的巖溶水匯集于溶腔，通過溶腔下滲并向長巴河伏流(暗河)排泄。

(1)溶腔—過水通道的來水(補給水)。溶腔的過水主要來自于垂直向滲漏水，因地下水水位低于腔底，所以水平向補給極少。目前垂直向的補給主要來自于與溶腔有關(guān)的地表匯水面積內(nèi)的降雨入滲水，匯水面積約0.09km2。

向溶腔的補給量估算如表2-4所示。

1.JPG

表2-4溶腔水補給量計算表

(2)來水的排泄。地下水水位低于腔底。溶腔承接補給來水并向深部滲漏、排泄。補給來水的滲漏路徑為：來水通過溶腔內(nèi)的松散堆積層與堆積層周邊側(cè)壁巖層、底部巖層的巖溶裂隙或溶隙管道網(wǎng)絡(luò)，匯聚于長巴河暗河。

1)地下水位的估判。溶腔內(nèi)“Jz—補魯初3”鉆孔揭示水位標(biāo)高為559.9m，溶腔底部普遍存在一層厚約6～8m的棕褐色黏土為不滲透層，水位位于該不透水層的上部，可能為局部、短期的滯留水水位，地下水位應(yīng)在溶腔的下部。相對排泄基面(長巴河伏流)的標(biāo)高為505m，據(jù)泄水水流梯度推算，溶腔下部地下水位應(yīng)為：505+(0.04×1 100)=549m(標(biāo)高)。

2)滲漏條件。地表降雨入滲水至腔體后，通過溶腔松散堆積體底部直接往深部的滲漏為豎向面狀滲漏;同時還通過松散堆積體周壁基巖裂隙、溶蝕裂隙往深部滲漏，為側(cè)向滲漏。