滇东北高原斜坡地带岩溶水文地质特征及其对隧道工程影响

发布时间：2020-11-15 22:14

　　滇东北高原斜坡地带位于四川盆地与云贵高原之间的过渡带,地形切割强烈,形成极具特色的峡谷地貌,该地带内碳酸盐岩广泛分布,岩相复杂多变,辨识在此特殊地质背景下的岩溶发育特征、岩溶水文地质结构、岩溶水流系统模式、岩溶水来源及水岩相互作用,对于工程建设具有重要意义,自国家实施西部大开发战略以来,西南地区铁路、公路等交通基础设施的建设正如火如荼,该地带更是由川入滇的必经之道,深刻认识其岩溶水文地质特征及其对隧道工程的影响,为交通工程的建设在预测及防治岩溶涌突水病害方面提供科学依据显得尤为重要。论文通过查阅西南地区有关资料,结合斜坡地带特殊地质环境背景,采用水文地质调查统计及分析法、系统分析法、水文地质剖面法、gis三维数据提取法、水文地球化学法和模糊数学法等技术方法,从岩溶发育特征出发,阐明了研究区岩溶含水系统及岩溶水流系统,并在此基础上探讨了不同岩溶水文地质条件制约下的隧道涌突水预测评价问题,并取得了以下主要成果和结论:(1)依据研究区宏观地质背景,结合现场调查统计的各可溶岩层组岩溶地貌类型发育特征,分析了岩溶发育特征的主要控制因素,其岩溶发育强度和空间分布特征除受岩性和构造影响外,受水系的分割作用明显,即深切河谷和浅切沟谷区对岩溶发育特征的影响。(2)通过分析可溶岩含水岩组的介质类型及空间分布特征,并根据岩溶含水层组、含水介质特征、地质构造特征及岩溶水动力条件归纳出了纯层平缓褶皱型、均匀状背斜多层型、均匀状向斜多层型、断裂型和背斜-断裂复合多层型五种岩溶水文地质结构及其主要特征。(3)将研究区划分为2个一级岩溶水系统、6个二级岩溶水系统和14个三级岩溶水系统,阐述了其主要特征。采用面积-高程法地貌旋回理论计算了各流域HI值,结果表明区内绝大多河流处于壮年期。提出了深切河谷型、浅切沟谷型、深切河谷-深切沟谷复合型及绕轴转动-浅切沟谷型四种岩溶水流系统模式,阐述了其岩溶水动力循环特征。(4)分析了岩溶水文地质结构和岩溶水流系统模式之间的耦合关系,研究结果表明,当岩溶水文地质结构受控于深切河谷水流系统模式时,易形成以管道网络为主的介质类型,而当受控于浅切沟谷水流系统模式时,易形成以裂隙网络为主的介质类型。(5)岩溶水文地质结构对隧道工程涌突水的控制作用体现在涌突水模式上,而岩溶水流系统模式则影响岩溶水动力分带的发育深度及完整性,进而影响处在不同分带位置上的隧道涌突水灾害,在此基础上,提出了地形地貌、地层岩性、地质构造、岩溶水动力分带4类岩溶涌突水灾害主控因素。(6)提出了滇东北高原斜坡地带不同岩溶水文地质条下的涌突水预测方法,在深切河谷水流模式影响下的岩溶水文地质结构,以管道网络介质为主,宜采取非确定性方法,即进行岩溶涌突水危险性等级评价,而在浅切沟谷影响下的岩溶水文地质结构,以裂隙网络介质为主,宜采用确定性方法,即进行涌突水量计算。(7)采用地下水径流模数法、地下水动力学法对小草坝隧道穿越T_1y灰岩分2段进行岩溶涌突水量计算,预测正常涌水量值分别为1047.6m~3/d和563.3m~3/d;采用模糊综合评价法对隧道穿越P_1m灰岩分7段进行岩溶涌突水危险性评价,预测危险性等级分别为IV、I、I、I、I、I、IV。
【学位单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U452.1
【部分图文】：

地理位置,乌蒙山区

公路、铁路等交通规划建设及地下水资源开发利用等人类活繁。区域地质环境作为人类活动的主要载体，便成为影响工程活动的重本章节主要从地质环境背景出发，对自然地理条件和区域地质条件进行。研究区范围的厘定研究区位于彝良县东北部，属云、贵、川三省接壤地带的乌蒙山区，°54′47.58″~104°37′05.18″，北纬 27°32′0.95″~28°1′48.67″，面积约 2173部紧邻国道 G213 和 G85，区内以 S325、S302 省道和 X246、X247 县道。研究区北部及西部分别以关河和洛泽河为界，东部及东北部以白水南部及南东部分别以发达河及地表分水岭为界，构成一个相对完整的区划上，上接筠连县，西接大关县，东及东南部临近威远县和镇雄县，镇、天星镇、洛泽河乡、龙安乡、两河乡、钟鸣乡、小草坝乡和柿子乡良县的多个乡镇（图 2-1）。

水系分布,水系分布,云贵高原,山峰