郑万铁路岩溶隧道突水力学及处治研究

2.3.4.1　地表岩溶形态

由于隧址区可溶岩受构造作用影响，岩体破碎，加之雨量充沛，受泥质岩类的相对隔水层夹持，有利于地下水的补给和对可溶岩成分的溶蚀、溶解作用，造成了区域内岩溶发育程度强烈，溶蚀形态多样。区域内地表岩溶形态主要表现为溶沟、石芽、落水洞、溶蚀洼地、溶蚀槽谷和溶蚀峡谷等。其中，溶沟主要分布于齐岳山背斜和两翼的嘉陵江组合大冶组地层斜坡地带，多顺岩层走向发育，长3～7 m不等，宽0.1～0.3 m，深0.1～0.2 m；石芽主要发育于齐岳山背斜和两翼嘉陵江组地层中，多分布于溶蚀沟槽、洼地与周边丘陵、低山的结合部位，为裂隙溶蚀演变而来，其发育方向多与主要节理裂隙的展布方向基本一致，石芽一般高0.2～0.5 m；落水洞主要分布于齐岳山背斜核部和东翼一带，多沿构造线串珠状分布，宽度一般小于50 m，可见深度8～15 m，呈垂直或陡倾斜状，平面上常呈椭圆状、次圆状、井状及少量裂隙状，多分布于溶蚀洼地、溶蚀漏斗或溶蚀槽谷中，为大气降水形成的地表水给地下水补给主要的运输管道；溶蚀洼地主要分布于齐岳山背斜核部和东翼一带的嘉陵江组的灰岩中，平面上多呈长条状、椭圆状，深度一般介于5～30 m，表层被第四系松散堆积层覆盖，区域内共发现溶蚀洼地41个；溶蚀槽谷主要分布于齐岳山背斜东翼的上蔡家湾一带，属嘉陵江组的灰岩，槽谷长约2.5 km，宽80～200 m，中部洼地多呈串珠状洼地、落水洞等，薄层被第四系松散堆积层覆盖；岩溶峡谷主要分布于长江干流及一级支流下游，如瞿塘峡峡谷，岩溶河谷紧束，山势陡峭，悬崖绝壁，岸坡岩溶发育相对较弱。

2.3.4.2　地下岩溶形态

隧址区地下岩溶形态主要为溶洞、暗河及岩溶裂隙等。其中：溶洞在隧址区广泛分布，形态多样，大小不一，无经常性水流，是地下水沿可溶性岩石的层面、节理或断层进行溶蚀和侵蚀而成的地下孔道，主要发育于嘉陵江组和大冶组的灰岩地层中，巴东组三段和一段的泥质灰岩次之，前期调查规模较大的溶洞有15个，溶洞的剖面形态可分为水平溶洞和多层状溶洞，水平溶洞规模不大，一般为几十厘米到数米，高约1 m，多层状溶洞也有发育；溶蚀裂隙网络多顺层或顺构造节理发育，在地表直观的表现是岩溶泉点的出露；区域内暗河发育，调查发现大的暗河主要有12条，分布于大宁河、长江、深切溪沟及地形低洼地带，为可溶岩发育的主要水平岩溶形态之一，其中10条发育于嘉陵江组地层中，另外两条分别发育于巴东组一段和三段，每条暗河都具备单独的补给、径流、排泄条件，多顺岩层走向发育，洞口大小不一，形状各异，水流一般为3～50 L/s，局部可达175 L/s，受季节控制明显。(www.xing528.com)

2.3.4.3　岩溶对隧道的影响

拟建小三峡隧道在进口D1K665+010～D1K671+850段、D1K683+830～D1K683+964段将穿越T1d、T1j和T2b1可溶岩地层，长度约6 974 m，占总隧道长度的36.79%，受岩溶、构造裂隙的影响，易发生岩溶突水、突泥、岩溶坍塌等灾害。