重庆酉阳龙潭槽谷和毛坝向斜大气降水氢氧稳定同位素变化特征

为深入探究重庆市东南部武陵山龙潭槽谷和毛坝向斜两个相邻地形区大气降水中δ^(18)O、δD的特征及其影响因素,文章基于两个水文年(2 020.06-2 022.05)在重庆市酉阳县龙潭槽谷(海拔333 m)和毛坝向斜(海拔1 140 m)降水δ^(18)O和δD的采样数据,建立了两地的大气降水线,分析两地大气降水氢氧稳定同位素的变化特征及影响因素。结果表明:(1)龙潭槽谷和毛坝向斜大气降水线的斜率和截距均大于全球大气降水线。大气降水δ^(18)O和δD具有明显的季节变化,雨季(5-10月)偏负,旱季(11月至次年4月)偏正。两地大气降水δ^(18)O表现出显著的降水量效应,温度效应的影响较弱。(2)龙潭槽谷大气降水线的斜率和截距小于毛坝向斜,两地大气降水线的差异主要受控于水汽凝结时的温度和蒸发条件。(3)龙潭槽谷大气降水中的δ^(18)O和δD的平均值较毛坝向斜偏正。d-excess的结果表明,龙潭槽谷δ^(18)O和δD存在微弱的云下二次蒸发。同次降水过程中龙潭槽谷大气降水δ^(18)O总体上较毛坝向斜降水δ^(18)O偏正,这表明龙潭槽谷和毛坝向斜两地的大气降水δ^(18)O受高程效应影响。(4)年际变化上,龙潭槽谷和毛坝向斜两地大气降水δ^(18)O的变化主要受印度洋水汽输送比例的影响。2020年夏季,印度洋水汽到达研究区的比例为76%,降水δ^(18)O偏负;2021年夏季,印度洋水汽到达研究区的比例为52%,降水δ^(18)O偏正。研究结果对增进西南岩溶槽谷区水循环过程的认识和今后展开龙潭槽谷和毛坝向斜两地生态水文过程的研究具有重要的意义。

圆梁山隧道毛坝向斜段岩溶洞穴的发育深度探讨

在剖析岩溶发育深度控制模式的基础上 ,分析了毛坝向斜岩溶发育的控制性基准面 ,认为毛家院子以南 ,向斜核部及东翼 ,岩溶洞穴发育深度在海拔 90 0 m以上 ;向斜西翼及毛家院子以北的核部及东翼 ,岩溶洞穴发育深度应在海拔 85 0 m以上。

圆梁山隧道毛坝向斜段岩溶水同位素组分特征

以圆梁山隧道在毛坝向斜段所穿越的重要层位 P1 灰岩岩溶水为重点 ,兼顾整个向斜构造地下水的分布情况 ,从岩溶水的氢氧同位素组分特征的角度探讨该区地下水的形成、循环交替等信息 ,为进一步论证隧道施工中可能出现的岩溶突水地质灾害提供依据。

圆梁山隧道毛坝向斜深埋大型充填溶洞及其形成机制分析

研究目的:圆梁山隧道施工开挖揭示,毛坝碳酸盐岩向斜核部和东翼在隧道洞身附近发育3个罕见的大型深埋充填溶洞,其中2#溶洞多次发生涌砂突水灾害,3#溶洞还发生过粘性土爆喷型突出灾害;通过对3个溶洞发育充填的基本特征及灾害特征的综合分析研究,阐明3个溶洞的形成机制,为整治设计提供地质依据。研究方法:采用地表与隧道洞内超前物探、洞内超前水平与斜向钻探、充填物测试和理论分析等方法。研究结果:通过综合勘探和理论分析,查明了3个溶洞各自发育充填的基本特征及灾害特征,初步阐明了溶洞的形成机制,目前3个溶洞已完成整治。研究结论:初步综合分析认为,毛坝向斜、特别是核部与东翼的层间滑脱和纵向张裂隙被NW^NWW向横张断裂所交切,为岩溶水的深循环提供了较通畅的原始空间与通道,岩溶水在此通道中形成倒虹吸循环,长期溶蚀及溶蚀裂隙流转化为管道流,强烈冲刷与顶板坍塌导致核部与东翼的层间滑脱和纵张裂隙部位发展为大型溶洞,后因深部径流条件改变而被逐渐充填,发育形成现今这种罕见的深埋大型充填溶洞。

倒虹吸形成深饱水带大型充填溶洞的典型实例——圆梁山隧道毛坝向斜深饱水带特大型充填溶洞的形成及充填物成灾机制分析

圆梁山深埋特长隧道是渝怀铁路越岭线路方案的关键性控制工程,隧道总长11.070km。隧道穿越四周被志留系和泥盆系泥岩包围的二叠系及三叠系碳酸盐岩构成且受众多NW～NWW向横张断裂切割的毛坝紧密向斜。穿越毛坝向斜碳酸盐岩长度约2.2km。地表多为岩溶洼地及槽谷,岩溶泉、泉群、暗河多出露于横张断裂端部碳酸盐岩与下伏泥岩接触带。泉出露高程,亦即向斜岩溶水局部排水基准面,多在850～900m以上。隧道高程低于局部排水基准面400～450m。隧道施工开挖揭示,向斜核部和东翼在隧道洞身附近当地地下水位400m以下发育有3个罕见的特大型充填溶洞。其中平切面积达6000m^2充填有紫红色粉细砂的2^#溶洞多次发生涌砂突水灾害,总涌砂量高达6×10^4m^3。3^#溶洞则发生过极其特殊的黏性土爆喷型突出灾害。初步综合分析认为：向斜核部的层间滑脱和纵向张裂隙以及东翼茅口碳酸盐岩中部的层间错动带,被NW～NWW向横张断裂所交切,为岩溶水的深循环提供了较通畅的原始通道;横断层间的水头差,导致岩溶水在此通道中做倒虹吸循环;长期差异溶蚀使原始导水能力强的裂隙或断裂发展为溶洞,其中的水流转化为管道流。强烈溶蚀冲刷与顶板坍塌导致向斜核部吴家坪组碳酸盐岩中的层间滑脱与纵向张裂隙分别发育为1^#、2^#溶洞,东翼茅口碳酸盐岩中的层间错动带则发展为3#溶洞;后因深部径流条件改变而被充填,形成现今这种罕见的深饱水带特大型充填溶洞。

毛坝向斜核部岩溶水绕轴径流的同位素示踪分析

本文针对圆梁山隧道毛坝向斜段岩溶地下水问题 ,利用环境同位素及地下水氘过量参数示踪原理 ,探讨了该区深层岩溶水的形成、补给、循环交替等信息。结果表明 ,向斜核部的深部承压水 ,同时接受向斜东翼和西翼大气降水的补给。T1d含水层 ,受垂直入渗的影响较大 ;P2 w +c含水层 ,受上覆地层水和向斜东翼层间水入渗的影响明显 ;P1q +m含水层与上覆地层含水层不存在直接的水力联系 ,但受到来自F0 2 断层和不整合面有限渗流的影响。向斜核部水的渗流方向是从两翼指向核部 ,且流速较慢 ,不存在绕轴迳流。

圆梁山隧道毛坝向斜有关岩溶水文地质问题的浅见

圆梁山隧道是整个渝怀线的关键控制性工程。毛坝向斜的岩溶水文地质的复杂性制约该隧道设计和修建的难度。通过对关键难题的分析 ,提出一些浅见 。

圆梁山隧道毛坝向斜深埋大型溶洞成因分析

对施工中遇到的深埋大型溶洞形态进行了阐述,并根据毛坝向斜的地形、地貌以及水文地质情况,结合岩溶形成条件,分析了溶洞产生的原因以及对隧道施工的不良影响,为今后认识同类岩溶提供了借鉴。

圆梁山隧道毛坝向斜高压富水区注浆施工技术

圆梁山隧道是渝怀线上最长的隧道，隧道全长11068m。隧道地处渝、鄂、黔三省市毗连地区，据地勘揭示存在P2w+c和P1q+m两层承压水，承压水静水压力可达到4．46～4．9MPa，参考锦屏资料，预计掌子面上瞬时涌突水压力可达2．9～3．2MPa，据推算，该隧道最大涌水量83000m^3／d，正常涌水量55000m^3／d，施工难度极大，因而该隧道被称为“国内外隧道设计、施工禁区”工程，施工中最大涌水量为69000m^3／h。主要介绍PDK354+255～+275淤泥质溶洞体和DK354+460～+490动水粉细砂层溶洞体下导坑的注浆施工技术。

圆梁山隧道特殊岩溶段处理概述

渝怀铁路圆梁山隧道在进口毛坝向斜段内正洞和平导均遇到几处大型深埋充填溶洞，给施工带来了很大的困难，本文介绍了深埋充填溶洞的发育特点，阐述了溶洞段的处理原则、4．5MPa抗水压衬砌结构设计以及施工方法，为今后处理类似问题提供参考。