滇東北高原斜坡地帶巖溶水文地質(zhì)特征及其對隧道工程影響

發(fā)布時(shí)間：2020-11-15 22:14

　　滇東北高原斜坡地帶位于四川盆地與云貴高原之間的過渡帶,地形切割強(qiáng)烈,形成極具特色的峽谷地貌,該地帶內(nèi)碳酸鹽巖廣泛分布,巖相復(fù)雜多變,辨識(shí)在此特殊地質(zhì)背景下的巖溶發(fā)育特征、巖溶水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖溶水流系統(tǒng)模式、巖溶水來源及水巖相互作用,對于工程建設(shè)具有重要意義,自國家實(shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略以來,西南地區(qū)鐵路、公路等交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)正如火如荼,該地帶更是由川入滇的必經(jīng)之道,深刻認(rèn)識(shí)其巖溶水文地質(zhì)特征及其對隧道工程的影響,為交通工程的建設(shè)在預(yù)測及防治巖溶涌突水病害方面提供科學(xué)依據(jù)顯得尤為重要。論文通過查閱西南地區(qū)有關(guān)資料,結(jié)合斜坡地帶特殊地質(zhì)環(huán)境背景,采用水文地質(zhì)調(diào)查統(tǒng)計(jì)及分析法、系統(tǒng)分析法、水文地質(zhì)剖面法、gis三維數(shù)據(jù)提取法、水文地球化學(xué)法和模糊數(shù)學(xué)法等技術(shù)方法,從巖溶發(fā)育特征出發(fā),闡明了研究區(qū)巖溶含水系統(tǒng)及巖溶水流系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)上探討了不同巖溶水文地質(zhì)條件制約下的隧道涌突水預(yù)測評(píng)價(jià)問題,并取得了以下主要成果和結(jié)論:(1)依據(jù)研究區(qū)宏觀地質(zhì)背景,結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查統(tǒng)計(jì)的各可溶巖層組巖溶地貌類型發(fā)育特征,分析了巖溶發(fā)育特征的主要控制因素,其巖溶發(fā)育強(qiáng)度和空間分布特征除受巖性和構(gòu)造影響外,受水系的分割作用明顯,即深切河谷和淺切溝谷區(qū)對巖溶發(fā)育特征的影響。(2)通過分析可溶巖含水巖組的介質(zhì)類型及空間分布特征,并根據(jù)巖溶含水層組、含水介質(zhì)特征、地質(zhì)構(gòu)造特征及巖溶水動(dòng)力條件歸納出了純層平緩褶皺型、均勻狀背斜多層型、均勻狀向斜多層型、斷裂型和背斜-斷裂復(fù)合多層型五種巖溶水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)及其主要特征。(3)將研究區(qū)劃分為2個(gè)一級(jí)巖溶水系統(tǒng)、6個(gè)二級(jí)巖溶水系統(tǒng)和14個(gè)三級(jí)巖溶水系統(tǒng),闡述了其主要特征。采用面積-高程法地貌旋回理論計(jì)算了各流域HI值,結(jié)果表明區(qū)內(nèi)絕大多河流處于壯年期。提出了深切河谷型、淺切溝谷型、深切河谷-深切溝谷復(fù)合型及繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)-淺切溝谷型四種巖溶水流系統(tǒng)模式,闡述了其巖溶水動(dòng)力循環(huán)特征。(4)分析了巖溶水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)和巖溶水流系統(tǒng)模式之間的耦合關(guān)系,研究結(jié)果表明,當(dāng)巖溶水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)受控于深切河谷水流系統(tǒng)模式時(shí),易形成以管道網(wǎng)絡(luò)為主的介質(zhì)類型,而當(dāng)受控于淺切溝谷水流系統(tǒng)模式時(shí),易形成以裂隙網(wǎng)絡(luò)為主的介質(zhì)類型。(5)巖溶水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)對隧道工程涌突水的控制作用體現(xiàn)在涌突水模式上,而巖溶水流系統(tǒng)模式則影響巖溶水動(dòng)力分帶的發(fā)育深度及完整性,進(jìn)而影響處在不同分帶位置上的隧道涌突水災(zāi)害,在此基礎(chǔ)上,提出了地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖溶水動(dòng)力分帶4類巖溶涌突水災(zāi)害主控因素。(6)提出了滇東北高原斜坡地帶不同巖溶水文地質(zhì)條下的涌突水預(yù)測方法,在深切河谷水流模式影響下的巖溶水文地質(zhì)結(jié)構(gòu),以管道網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)為主,宜采取非確定性方法,即進(jìn)行巖溶涌突水危險(xiǎn)性等級(jí)評(píng)價(jià),而在淺切溝谷影響下的巖溶水文地質(zhì)結(jié)構(gòu),以裂隙網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)為主,宜采用確定性方法,即進(jìn)行涌突水量計(jì)算。(7)采用地下水徑流模數(shù)法、地下水動(dòng)力學(xué)法對小草壩隧道穿越T_1y灰?guī)r分2段進(jìn)行巖溶涌突水量計(jì)算,預(yù)測正常涌水量值分別為1047.6m~3/d和563.3m~3/d;采用模糊綜合評(píng)價(jià)法對隧道穿越P_1m灰?guī)r分7段進(jìn)行巖溶涌突水危險(xiǎn)性評(píng)價(jià),預(yù)測危險(xiǎn)性等級(jí)分別為IV、I、I、I、I、I、IV。
【學(xué)位單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U452.1
【部分圖文】：

地理位置,烏蒙山區(qū)

公路、鐵路等交通規(guī)劃建設(shè)及地下水資源開發(fā)利用等人類活繁。區(qū)域地質(zhì)環(huán)境作為人類活動(dòng)的主要載體，便成為影響工程活動(dòng)的重本章節(jié)主要從地質(zhì)環(huán)境背景出發(fā)，對自然地理?xiàng)l件和區(qū)域地質(zhì)條件進(jìn)行。研究區(qū)范圍的厘定研究區(qū)位于彝良縣東北部，屬云、貴、川三省接壤地帶的烏蒙山區(qū)，°54′47.58″~104°37′05.18″，北緯 27°32′0.95″~28°1′48.67″，面積約 2173部緊鄰國道 G213 和 G85，區(qū)內(nèi)以 S325、S302 省道和 X246、X247 縣道。研究區(qū)北部及西部分別以關(guān)河和洛澤河為界，東部及東北部以白水南部及南東部分別以發(fā)達(dá)河及地表分水嶺為界，構(gòu)成一個(gè)相對完整的區(qū)劃上，上接筠連縣，西接大關(guān)縣，東及東南部臨近威遠(yuǎn)縣和鎮(zhèn)雄縣，鎮(zhèn)、天星鎮(zhèn)、洛澤河鄉(xiāng)、龍安鄉(xiāng)、兩河鄉(xiāng)、鐘鳴鄉(xiāng)、小草壩鄉(xiāng)和柿子鄉(xiāng)良縣的多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（圖 2-1）。

水系分布,水系分布,云貴高原,山峰