工程地質(zhì)及水文地質(zhì)調(diào)繪是運(yùn)用地質(zhì)、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)理論,對(duì)與隧道工程有關(guān)的各種地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和描述,初步確定隧道工程的地質(zhì)條件。將地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖溶洼地與落水洞等地貌特征和井、泉、暗河出入口等地下水露頭的分布、類型、水量、水質(zhì)等工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)諸要素采用不同的顏色、符號(hào),按精度要求標(biāo)繪在一定比例尺的地形圖上,并結(jié)合勘探、測(cè)試資料編制工程地質(zhì)圖、水文地質(zhì)圖。

地質(zhì)調(diào)繪是復(fù)雜巖溶隧道地質(zhì)勘察工作的基礎(chǔ)!

一、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)調(diào)繪內(nèi)容

(一)地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容

調(diào)查地層層序、巖層產(chǎn)狀,可溶巖與非可溶巖的相互關(guān)系、分布規(guī)律、埋藏條件;巖溶區(qū)褶皺、斷層等地質(zhì)構(gòu)造的性質(zhì)、產(chǎn)狀、斷層帶的寬度、性質(zhì)、裂隙發(fā)育特征、巖體破碎程度,并與地下水的活動(dòng)相聯(lián)系,分析與巖溶作用的關(guān)系。

(二)巖溶調(diào)查內(nèi)容

(1)巖溶地貌調(diào)查。調(diào)查各種巖溶地貌形態(tài)類型、分布范圍、排列方向、高程,巖溶泉和暗河的出露位置,覆蓋層的巖性、厚度,巖溶發(fā)育與近代侵蝕基準(zhǔn)面的關(guān)系,巖溶發(fā)育與巖性、地質(zhì)構(gòu)造、裂隙發(fā)育程度、地貌單元、水系溝谷的關(guān)系。

(2)巖溶洞穴調(diào)查。調(diào)查與隧道工程有關(guān)的洞穴、暗河,確定洞穴的平面走向及代表性斷面形態(tài);地下水水位、流速、流向、流量;洞內(nèi)沉積物特征、成分及物理力學(xué)性質(zhì);洞穴發(fā)育所在層位與巖性、構(gòu)造的關(guān)系;洞體的完整性及穩(wěn)定性。

(三)水文地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容

在調(diào)查巖溶泉、落水洞、暗河與出露的地層層位、巖性、地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系及其高程、水位、水深、流量、水位變幅、流速的基礎(chǔ)上,為確定暗河來(lái)龍去脈進(jìn)行重要水點(diǎn)的示蹤試驗(yàn),進(jìn)行降雨量與出水量的長(zhǎng)期觀測(cè)。在調(diào)查基礎(chǔ)上,分析巖溶水的補(bǔ)給來(lái)源,地表水或大氣降雨與地下水的轉(zhuǎn)換條件,巖溶水的排泄方式,地表水和地下水分水嶺位置。

二、巖溶隧道工程地質(zhì)及水文地質(zhì)調(diào)繪應(yīng)用

(一)確定地層巖性和劃分巖溶巖組類型

(1)宜萬(wàn)鐵路長(zhǎng)大巖溶隧道主要穿越寒武系、二疊系、三疊系碳酸鹽巖地層。其中高風(fēng)險(xiǎn)性的長(zhǎng)大巖溶隧道所穿越的地層如表3-2所示。

表3-2巖溶隧道主要地層巖性

隧道名稱地層巖性
白云山隧道主要發(fā)育寒武系中統(tǒng)覃家廟組、上統(tǒng)三游洞組和下奧陶統(tǒng)的碳酸鹽巖地層,局部地表發(fā)育白堊系的礫巖層
八字嶺隧道主要發(fā)育有二疊系棲霞組、茅口組、長(zhǎng)興組,三疊系大冶組、嘉陵江組等碳酸鹽巖地層,約占隧道長(zhǎng)的90%,局部發(fā)育有二疊系吳家坪組灰質(zhì)頁(yè)巖及煤系地層和志留系、泥盆系的碎屑巖地層
野三關(guān)隧道主要發(fā)育有二疊系棲霞組、茅口組、吳家坪組、長(zhǎng)興組,三疊系大冶組、嘉陵江組等碳酸鹽巖地層,約占隧道長(zhǎng)的63.4%,志留系、泥盆系等碎屑巖占隧道長(zhǎng)的36.6%
大支坪隧道主要發(fā)育志留系、泥盆系的碎屑巖和石炭系、二疊系、三疊系碳酸鹽巖,其中碳酸鹽巖長(zhǎng)度為7 501m,占整個(gè)隧道長(zhǎng)的85.5%
魯竹壩

2號(hào)隧道主要發(fā)育有二疊系茅口組、吳家坪組、大隆組,三疊系的大冶組、嘉陵江組的碳酸鹽巖地層,局部發(fā)育有白堊系的礫巖層
云霧山隧道主要發(fā)育寒武系(下統(tǒng)天河板組、石龍洞組,中統(tǒng)高臺(tái)+茅坪組、光竹嶺組,上統(tǒng)耗子沱組)、奧陶系的灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖等可溶巖地層
馬鹿箐隧道主要出露地層有志留系中統(tǒng)、泥盆系的碎屑巖和二疊系、三疊系下統(tǒng)大冶組、嘉陵江組的碳酸鹽巖地層。其中二疊系棲霞組、茅口組、吳家坪組、長(zhǎng)興組,三疊系大冶組、嘉陵江組等灰?guī)r地層長(zhǎng)度為7 408m,占整個(gè)隧道長(zhǎng)的94.1%
金子山隧道隧道穿越三疊系下統(tǒng)嘉陵江組的灰?guī)r地層和三疊系中統(tǒng)侏羅系的灰?guī)r、泥灰?guī)r地層
齊岳山隧道主要地層為二疊系茅口組、吳家坪組、長(zhǎng)興組,三疊系大冶組、嘉陵江組的碳酸鹽巖地層,三疊系巴東組碎屑巖夾碳酸鹽巖,須家河組,侏羅系的珍珠沖組、自流井組、新田溝組、下沙溪廟組、上沙溪廟組的碎屑巖地層。其中碳酸鹽巖長(zhǎng)4.873km,約占隧道長(zhǎng)度的46.3%
別巖槽隧道隧道主要穿越三疊系嘉陵江組、大冶組碳酸鹽巖和三疊系巴東組、須家河組、侏羅系珍珠沖組、自流井組、新田溝組、下沙溪廟組碎屑巖。其中可溶巖占整個(gè)隧道長(zhǎng)的67%

(2)巖溶巖組類型劃分。巖石成分和結(jié)構(gòu)構(gòu)造的差異,構(gòu)成不同的巖類組合特征。從縱向剖面上巖類組合與巖溶發(fā)育強(qiáng)度和滲透特征劃分巖溶巖組類型,宜萬(wàn)鐵路復(fù)雜巖溶隧道巖溶巖組類型主要有非碳酸鹽巖巖組、不純碳酸鹽巖巖組、純碳酸鹽巖巖組,如表3-3所示。

表3-3宜萬(wàn)鐵路碳酸鹽巖巖溶巖組類型

寒武系水井陀組和石牌組為非碳酸鹽巖構(gòu)成的地層,不發(fā)育巖溶;石龍洞組基本為碳酸鹽巖組類,上部為厚—巨厚的斑塊狀云灰?guī)r,中、下部為間互型的灰?guī)r與白云質(zhì)條帶的組合或厚層灰?guī)r夾白云質(zhì)灰?guī)r,隨分布和出露條件的不同,巖溶發(fā)育有較大差異,但總體是巖溶發(fā)育的層位;高臺(tái)組為不純碳酸鹽巖與非碳酸鹽巖交互,單層和連續(xù)厚度較小,在水文地質(zhì)上可視為隔水層;茅坪組為不純碳酸鹽巖夾碎屑巖或兩種可溶性弱的碳酸鹽巖的不等厚交互,總體結(jié)構(gòu)不利于巖溶發(fā)育,其透水介質(zhì)主要為裂隙及溶隙,在水文地質(zhì)上屬于相對(duì)隔水層或弱透水層;光竹嶺組完全由純碳酸鹽巖組成,單層厚度、連續(xù)厚度及總厚度均較大,巖性為灰?guī)r、白云巖,是有利巖溶發(fā)育的巖組,分布有大型巖溶管道,構(gòu)成集中型巖溶水系統(tǒng)。覃家廟組、大水井組毛田組均為不純碳酸鹽巖,巖溶發(fā)育較弱;三游洞群由純碳酸鹽巖組成,為厚—巨厚層白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r,是有利于巖溶發(fā)育的巖組類型,洞穴及管道發(fā)育,是溶隙—洞穴與管道構(gòu)成的巖溶水系統(tǒng),屬?gòu)?qiáng)透水層。