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原文传递圆梁山深埋长隧道毛坝向斜段深岩溶及其突水的研究

论文题名：	圆梁山深埋长隧道毛坝向斜段深岩溶及其突水的研究
关键词：	圆梁山隧道;深部岩溶;岩溶突水;管道流;地质预测
摘要：	长大隧道的岩溶突水是国内外隧道施工中的重大灾害，但隧道岩溶突水的预报防治一直没有很好解决，一个主要原因是对岩溶发育基本规律的研究还不深入。长期以来在对深埋岩溶特征获取上，除了仅有的钻孔资料，其他物探方法均为间接判译，使获得的岩溶信息往往一孔之见，铁路勘测调查范围狭小的特点很难识别岩溶水系统的空间结构、地下水变化及与隧道的空间联系。限制了岩溶发育深度研究的发展。近年，我国岩溶山区深埋长大越岭铁路隧道成为主要设计类型，深部岩溶突水对施工造成了极大的危害，且大量突水导致地面生态环境恶化等连锁反应。因此开展岩溶隧道突水相关的各类基础理论研究具有现实意义。解决深埋岩溶隧道突水问题的前提是要预测出隧道线位上是否存在充满大量水体及与之连通道的溶洞管道，这就必须掌握隧道线路上岩溶的发育程度及分布特征。本文以铁道部科研项目“渝怀线铁路圆梁山隧道深部岩溶与岩溶水发育特征研究”为基础，对毛坝向斜段揭露的深埋岩溶，表层岩溶发育特征及水源环境，深部岩溶水流的穿层运移形式及径流模式，岩溶水流的连通特征等进行了系统研究，提出了隧道建设中需要考虑的三个岩溶集中发育带，深部管道流的径流途径模式，隧道线路危险段地质预测方法。主要研究结论如下： 1.毛坝向斜是多期地质构造综合作用形成的船形的构造形态，在向斜中形成了独立的地下水循环系统。 2.毛坝向斜深部岩溶与表层岩溶的分布特征及影响因素具有一致性，可以通过表层岩溶发育环境推定深部岩溶基本分布规律。 3.针对隧道高程揭露的几个大型溶洞(埋深800m)，通过隧道排水对地表水的影响监测和溶洞沉积物的物源研究证明：浅表层与深部岩溶的关系密切，深部岩溶水来自向斜现代槽谷洼地汇水和一、二级夷平时期发育的溶洞管道汇水；而且深部岩溶水水化学成分及CO2含量分析结果表明，深部岩溶仍在继续发育。 4.通过表层岩溶和溶洞的调查分析认为：管道流是毛坝向斜深埋地下水的主要运移形式，循环途径主要为：槽谷、洼地等汇水系统——落水洞等水流补给系统——暗河管道径流系统——排泄系统。该区充沛降水补给和深部大型管道溶洞水是产生隧道突水的主要原因。 5.隧道施工揭露的几个深埋大型溶洞，在发育深度上远远低于地下水在向斜区内的最低排泄点，而主要发育在深部含水层的底板或相对隔水层顶板附近，最易出现在核部区岩层产状由水平转变为倾斜岩层的部位。因此，岩溶发育深度不能简单的用当地侵蚀基准面或排泄基准面笼统的确定，而是受含水层与隔水层界面的分布、构造形态、岩溶发育阶段、附近地表水系的分布等因素综合控制。 6.认为隧道突水的线路危险段地质预测方法与危险段内超前预报法相结合进行深埋隧道突水灾害预测工作是非常必要的。
作者：	王勐
专业：	道路与铁道工程
导师：	许兆义
授予学位：	博士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文