隧道岩溶施工处置技术研究

岩溶隧道处置技术一直是工程界的重点及难点问题,结合某高速铁路贵州区段施工状况,将隧道岩溶分为串珠型或管道型的线状溶洞、洞穴型溶洞及洞厅型溶洞,根据其不同的填充性质提出了不同的施工处置措施。并具体结合丫口寨隧道、斗磨隧道、大独山隧道,对典型岩溶,包括无充填型溶洞群、暗河、富水填充型岩溶、过水通道型岩溶及黏土填充型岩溶的处置措施进行分析,主要结论为,针对岩溶隧道,应综合考虑岩溶类型和特征,因地制宜进行设计、施工。

TSP在岩溶区山岭隧道预报中的应用研究

岩溶隧道水文和工程地质条件复杂多变，难以在勘察阶段探明可能引发施工期地质灾害的不良地质体的具体位置、规模和性质，为了避免因盲目施工而造成的突水、涌泥和塌方等事故的发生，迫切需要对施工期的隧道超前地质预报进行研究，TSP隧道地震预报系统可以有效预报掌子面前方100～150m以内地质体的位置、规模和性质．采用TSP超前地质预报技术对岩溶隧道进行探测，并对多个成功预报实例进行深入分析，归纳了溶洞和暗河等在TSP中的具体反映，总结出洞穴和暗河的判识规律，对类似地质奈件下的超前地质预报工作具有一定的指导意义．

塔里木盆地塔河油田奥陶系断控型大气水岩溶储层结构研究

古岩溶作用能够形成极具潜力的油气储层。以断控型大气水岩溶储层结构为切入点,在塔里木盆地北缘奥陶系相似露头区调查的基础上,从形态及成因角度明确了4种结构单元,并以塔河油田四区S48单元为例,开展了地下研究。研究表明,主要形成于饱水带的地下河型洞穴规模最大,纵向发育型洞穴与孤立洞厅的差别在于高度直径比是否大于1;三者有多种组合方式,控洞断裂是重要的连接途径,3类洞穴与断裂的匹配数分别达到了2.5、1.9和1.7,洞穴发育与断裂分布有良好的耦合关系;此外,古地貌也在一定程度上控制着岩溶的发育。

落马洞暗河发育特征及其洪涝成因分析

根据区域岩溶发育史分析认为,湖北宣恩县落马洞暗河的形成总体上可分为两个阶段:第一阶段发生在白垩纪末至晚第三纪。在该阶段中,降水主要通过发育于卧西坪岩溶坡立谷地两侧的小型洼地、落水洞汇入地下管道,往卧西坪谷地排泄,在卧西坪一带形成一小型岩溶湖泊的同时,还在谷地西侧形成了下黑槽、铜锣坪、扁洞三个近东西向地下暗河系统。第二个阶段发生在晚第三纪至今。在这一期间,随着区域构造运动的振荡性抬升,岩溶侵蚀基准面不断下降,在谷地内形成了上、下黑槽、铜锣坪落水洞与卧西坪消水洞等垂向岩溶管道,贯通早期形成的东西向管道并袭夺卧西坪和铜锣坪一带的地表岩溶湖水,使得原分散的岩溶水系统通过南北向的主管道集中排泄,形成了多进口的树枝状复杂管道暗河系统。卧西坪岩溶坡立谷内常年遭受洪涝的原因主要是由于落马洞地下暗河形成年代较晚,管道规模较小,且洞内坍塌淤积严重,排水能力小。在此基础上,提出了加强流域水土流失管理、疏通河道和新建排水隧洞等治理措施与防治对策。

微动HVSR法在岩溶区探测地下河管道和溶洞的有效性研究

微动HVSR(Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio)法是一种简单有效的被动源地震勘探方法,当测点下方介质存在明显的速度变化时,HVSR曲线会呈现相应的异常形态。为探索该方法在岩溶区探测地下河管道和溶洞的有效性,选择桂林毛村地下河流域内的大岩前村作为研究区,并在此开展野外试验。研究区发育有一条地下河管道,通过精准的洞穴测量,获得了此地下河管道的平面位置和洞高等信息。在研究区的地下河管道上方地面布设3条物探测线,均进行微动HVSR法测量,并用探地雷达法测量作对比。结果表明,两种物探方法的异常位置与测线下方地下河管道的实际平面位置基本一致,证明微动HVSR法可作为一种有效的地下河管道和溶洞探测方法。

全充型复活溶洞—宜兴慕蠡洞洞穴发育特征

慕蠡洞洞穴是继宜兴善卷洞、张公洞、灵谷洞之后开发的又一个旅游洞穴 ,从该洞的洞穴发育分区、形成原因、岩溶现象以及溶洞堆积物质及其环境变化等特征分析 ,该洞为堆积物充填后重新活动的一个全充型复活溶洞 (指全部被堆积物充填以后重新活动的溶洞 ) ,对它的研究不仅丰富和充实了洞穴学的内容 ,而且为这类溶洞地区寻找岩溶地下水具有重要的实际意义。

现代岩溶地下河成因研究对塔北奥陶系大型岩溶缝洞体储层勘探的启示--以桂林寨底岩溶地下河系统的剖析为例

研究现代岩溶地下河内大型缝洞空间的形成机理,可成为揭示古岩溶缝洞体储层发育的"钥匙",并指导油气勘探。根据对桂林寨底地下河系统的野外地质调查、示踪试验、物探及钻孔资料研究,基本确定了寨底地下河系统内大型岩溶缝洞发育的展布特征。认为地貌、水系、岩性、断裂等是寨底地下河管道发育的主控因素。结合三维地震技术,对塔里木盆地北部哈拉哈塘某井区晚奥陶世岩溶期岩溶进行了地质背景、古地貌、古水系及古水动力条件分析,刻画了哈拉哈塘晚奥陶世岩溶期的一条古岩溶地下河及其大型缝洞储集空间的分布。勘探结果表明在地下河管道上的钻井均获得高产。

北京石花洞结构特征及发育演化过程研究

北京石花洞是中国北方已探明洞穴中次生碳酸盐沉积规模最大、种类最丰富的洞穴;石花洞的景观美学价值和科学价值,在我国北方岩溶洞穴中占有重要地位。2013年7月,为了获取石花洞发育规模、空间结构等基本数据,采用国际通用洞穴测量方法,运用激光测距仪、罗盘和倾角仪,辅以Onstation洞穴绘图软件和ArcMap10软件对石花洞洞穴开展了全面的调查和测绘。结果显示:(1)石花洞洞穴系统整体呈北西西-南东东向展布,长度为5 639m,洞底投影面积为37 096m2,洞底高差为172m,洞内最高点海拔约为265m,最低点海拔约为93m。洞穴系统的发育演化主要受地层产状与北东向和北西向两组断层控制;(2)石花洞洞穴系统分为五层,自上而下,各层洞道平均海拔依次为249m,211m,154m,111m和95m;(3)最底第五层季节性地下河洞道长1 638m,自西北向东南方向贯穿整个洞穴系统,依干湿季水文条件的差别,地下水以季节性涨落为主要特征,有多段有水通道;地下河道下游末端为叉状河道,崩塌明显,洞壁上无明显流纹发育;(4)综合石花洞地下河走向和流向、洞穴发育控制因素和区域地层产状特征、石花洞与周边洞穴的空间位置关系,推测孔水洞是石花洞洪水期的排泄口。

地下暗河溶洞系统特征描述及地质建模——以塔里木盆地哈拉哈塘地区为例

塔里木盆地哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩的主要油气产层为岩溶缝洞型储层,通过岩心观察、薄片鉴定,并根据录井、测井、地震和生产资料等,针对该储层建立了地下暗河溶洞系统的地质概念模型,总结出地下暗河溶洞识别的3种地震反射特征:片状反射、杂乱反射和弱反射。根据该地质概念模型进一步提出了哈拉哈塘地区潜山围斜区的岩溶水循环模型和圈闭聚油模型,可以从理论上较好地解释该地区的实际生产情况。地下暗河溶洞系统地质概念模型的建立,将为哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩岩溶缝洞型储层的油气勘探开发的快速推进、储量产量的快速增长提供地质基础保证。

塔河油田岩溶峡谷区伏流坍塌型古暗河缝洞系统

为研究塔河油田中—下奥陶统古岩溶发育特征,通过恢复海西运动早期古地貌和古水系,划分了岩溶峡谷区洞穴类型,构建了塔河油田岩溶峡谷区伏流坍塌型缝洞成因演化模式。研究结果表明:研究区发育海西运动早期古岩溶作用,岩溶古地貌总体北东高南西低,微地貌以低幅度溶丘、溶峰和洼地的组合为主,古水系主要为峡谷明流、伏流、暗河与干谷的组合;主干水系具有南段深切曲流峡谷、中段峡谷和北段伏流-天窗的分段结构,分支水系为树枝状暗河网络;伏流坍塌型地下河洞穴可识别,划分为暗河型、伏流型、顺河潜流型和穿洞型4种类型;研究区古暗河系统发育演化可分自由曲流型、伏流-深切曲流型和坍塌天窗伏流型。

大王洞地下河水化学分析及污染状况初探

本文主要通过对安徽大王洞各采样点水质的分析,揭示大王洞地下水化学组成,进而揭示地下河水的物质来源及污染状况。结果表明,地下河水中Ca2+、Mg2+、HCO3-主要来自碳酸盐岩的溶解,土壤和岩石的元素通过岩溶地球化学过程向水中迁移致使水中存在大量元素,Ca2+在阳离子中占主导地位,HCO3-在阴离子中占主导地位,K+、Na+、NO3-、SO42-、Cl-浓度较高,明显受到人为污染影响,Ca2+与HCO3-,EC与TDS、Ca2+、HCO3-,Na+与SO42-、Cl-表现出了较强的相关性。整个地下河水主要由洞外水、支流水、滴水汇聚而成,洞外水、支流水、滴水对地下河水的贡献量约为62%、23%、15%。

滇中富民县宝石洞旅游地质特征与成景机制探讨

滇中富民县宝石洞岩溶地下河洞穴景观系统规模适中,洞内岩溶景观千姿百态,洞中有宝(玛瑙),洞外有优美的生态环境和多元民族宗教文化以及潜在的温泉资源,加上优越的交通区位,旅游要素集群度较高,具较高开发价值。文章根据宝石洞地区区域地质背景,分析了该地区区域地史演化特征,根据本次对宝石洞的实地探测成果,总结了宝石洞旅游地质特征,再结合前人对成景机制的探讨,从岩性、构造、水文地质、古地理和成景时代五个方面探讨了宝石洞景区的成景机制,指出多期次断层(破碎带)共同控制了宝石洞景观空间格局,岩溶作用始于燕山晚期,喜山期是宝石洞岩溶地下河洞穴系统的主要成景期,并对宝石洞中产出的宝石(玛瑙)成因作了初步的推断解释。

河南鸡冠洞岩溶地下河地球化学特征及控制因素研究

为揭示地下河地球化学的变化特征及其控制因素,从2009年10月至2014年12月对河南西部栾川县鸡冠洞地下河的水化学指标进行了5个完整水文年的的动态监测.从地球化学敏感指数的角度出发,探讨不同条件下主量元素的地球化学敏感性差异,结果表明:1研究区地下河水化学阳离子以Ca^(2+),Mg^(2+)为主,阴离子以HCO_3^-主.2受农业活动的影响,地下河主量元素地球化学敏感性从高到低依次为HCO_3^-,Mg^(2+),Cl^-,Ca^(2+),NO_3^-,SO_4^(2-),Na^+,K^+,其中NO_3^-,Cl^-敏感性更加突出;受人类旅游活动的影响,地下河主量元素地球化学敏感性从高到低依次为HCO-3,Mg2+,Ca2+,Na+,NO-3,SO2-4,Cl-,K+,可见旅游活动对地下河的地球化学特征影响程度较弱.3将5年主量元素进行对比发现,受农业活动影响更加敏感的NO_3^-、Cl^-质量浓度均出现了增长的现象,说明人类活动尤其是农业活动对地下河水质的影响在逐渐增加.

公路隧道穿越大型溶洞处理方案的确定

文章通过贵州省崇(溪河)遵(义)高速公路凉风垭隧道施工中所遇大型溶洞(季节性暗河的一段)处理方案的比选,介绍在该类溶洞处理过程中的一些方法,可供类似隧道处理溶洞过程中参考。

云霄洞地下河开发利用及洪涝灾害治理

通过分析云霄洞地下河的环境特征、洞穴发育特征 ,以及补给、径流、排泄和动态特征 ,为岩溶石山治理与可持续发展提出旱涝治理与岩溶水开发并举的一种模式 ,其特点是将引水工程和排洪工程合二为一 ,投资少、工期短、收效快。

重庆南山老龙洞地下河出口水化学特征的水热相关性研究

岩溶地下河是岩溶系统的主要组成部分,是岩溶作用最直接的场所.通过对老龙洞地下河出口处水体的主要水化学指标进行连续检测,并与气温、降水量数据进行对比,发现各项水化学指标的变化规律与气候温度无关,但与降水量变化关系较大,其中变化最明显的Ca2+和HCO-3,与降水量呈负相关性.

大方县观音洞波状流痕发育特征及形成机理研究

为探讨岩溶洞穴波状流痕(舌状流痕)的分布特征及形成原因,对观音洞内的波状流痕的形态特征参数进行测量,统计它在纵、横方向上的展布特征,分析洞道形态结构与波状流痕的展布关系;同时,根据地下河水运移规律,探讨波状流痕的形成原因.结果显示:(1)洞底波状流痕较均一,形态差异小于洞壁;(2)洞壁波状流痕在距洞底高1.0～1.2m范围内的流痕深度,较1.2～1.4m和1.4～1.7m这2个高度范围内的深度变化大;(3)洞壁波状流痕的形态特征变化与洞道形态结构有密切联系;(4)岩溶洞穴波状流痕是地下径流过程产生的内波(VI)与梯度流(VT)共同作用的结果.认为地下径流是岩溶洞穴波状流痕的直接动力,洞道结构形态对径流过程产生的内波(VI)与梯度流(VT)的叠加作用的影响,导致波状流痕在洞内的展布特征.

宜万铁路别岩槽隧道地质超前预报综合技术

别岩槽隧道为宜万铁路首批开工的重难点、咽喉工程,被列为宜万铁路I级风险隧道。该隧道地质极为复杂,尤其是溶洞和地下暗河非常发育,被形象地称施工中可能有"六冒"现象发生。文章介绍了该隧道利用综合地质超前预报技术,避免了地质灾害事故的发生,保证了安全施工,并结合实践,总结了高风险隧道的地质超前预报综合技术。

滇东南南洞地下河系统源区洞穴特征及其成因演化机制

滇东南岩溶地貌发育,岩溶洞穴是该区典型空洞体系。文章以滇东南南洞地下河系统源区典型岩溶洞穴为研究对象,基于地学理论和地球化学分析,对该区地貌特征、成因及演化机制开展科学研究。研究表明,NW向的张性断裂、区内可溶部分最高个旧组碳酸盐岩以及杨柳河向西流动的水动力作用是南洞地下河系统源区洞穴发育的主要成因;全新世中期6 kaBP以来,该地区洞穴演化过程经历了三个阶段,其中,主体形成时间为6~4 kaBP;此外,建立石洞洞穴与地下河发育模式。本次研究对南洞地区地下水资源评价具有实际意义。

红层环境下的碳酸盐岩岩溶隧道暗河水文地质调查研究

在云南滇中红层区域存在非可溶岩(砂泥岩等)和可溶岩(碳酸盐岩)接触带的异常地质结构,该地质结构存在有特殊的溶洞和暗河。文章以宜良至石林高速公路山冲箐隧道为例,通过暗河区域地质判译、暗河区地表出水口调查、瞬变电磁法视电阻率探测、洞内地质雷达扫描等方法,分析了典型穿插型接触带暗河的基本属性,认为该暗河属地表裂隙水补给,无区域联通,并预测了隧道涌水量,给出了基本的治理方法。研究成果对今后类似隧道工程的设计和施工具有一定的指导意义。