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成贵铁路宜宾至毕节段岩溶勘查与选线

来源:六九路网
2017年6月第8卷第3期

高速铁路技术

HIGH SPEED RAILWAY TECHNOLOGY

N〇.3,V〇1.8

Jim. 2017

文章编号:1674—8247(2017)03—0077—07

成贵铁路宜宾至毕节段岩溶勘查与选线

罗林岳志勤

(中铁二院工程集团有限责任公司,成都《〇〇31)

摘要:成贵铁路宜宾至毕节段走行于四川盆地南缘向云贵高原西北部的过渡地带,带内岩溶与岩溶水受多 种因素的控制,其中以岩性、构造、地貌条件为主,气象及水网次之。伴随自然地质环境条件的不同,岩溶发 育程度和发育形式也不同,岩溶水的分布与富集状况也随之而变化。研究区地壳经历了两次大的抬升,三次 夷平,形成三个古岩溶侵蚀面以及相应的多层溶洞。15个岩溶发育的地层中,二叠系栖霞组、茅口组岩溶最 为发育,暗河体系规模最大,三叠系次之。根据三个岩溶水文地质单元的特征,线路分别采取绕避、跨越、绕 跨结合的方式避让了大型暗河体系,可为复杂岩溶山区铁路、公路地质选线提供指导。关键词:富水性;岩溶形态;水文地质单元;分区 中图分类号:U212.22

文献标志码:A

Karst Exploration and Route Selection on Yibin-Bijie Section

of Chengdu-Guiyang Railway

LUO lin YUE Zhiqin

(China Railway ErYuan Engineering Group Co. ,Ltd. , Chengdu 610031, China)

Abstract : Yibin-Bijie section of Chengdu - Guiyang Railway lies in the transitional zone from the southern margin of the Sichuan Basin to the northwestern of Yunnan-Guizhou Plateau. In the transitional zone, karst and karst water are generally controlled by a variety of factors, including lithology,structure, geomorphology, meteorology and water network. With the variation of natural geological conditions, the development degree of karst, the development pattern of karst , karst water distributions and enrichment degree of the karst water change accordingly. The crust in the study area has experienced two big uplifts and three deplanations, three ancient karst erosion surfaces and the relevant multilayer karst caves are formed. Qixia Formation and Maokou Formation of Permian are the most developed karst in fifteen karst horizons, and the underground river systems are in the largest scale, then followed by the Triassic. According to the characteristics of the three karst hydrogeological units, the railway is circumvented, crossed, and crossed together to avoid the large-scale river systems. The results of this study may provide guidance for geology selection of railway and highway in complicated karst mountainous areas.

Key words : watery ; karst pattern ; hydrogeological unit; partition

1

1.1

自然地理概况

地理位置

省宜宾市、云南省威信县、镇雄县、终点为云南、贵州省

界,长约140 km,穿越四川、云南交界的南广河、赤水 河分水岭及云南、贵州交界的赤水河、乌江分水岭,研 究区总面积约12 710 km2,如图1所示。

成贵铁路四川宜宾市至贵州省毕节市段经过四川

收稿日期=2017-03-08

作者简介:罗林(1967-).男.工程师^

引文格式:罗林.岳志勤.成贵铁路宜宾至毕节段岩溶勘查与选线[J].高速铁路技术.2017.8 (3 ) :77 - 83.

LUO lin, YUE Zhiqin. Karst Exploration and Route Selection on Yibin-Bijie Section of Chengdu-Guiyang Railway [ J ]. High Speed Railway Technology,2017,8(3) :77 -83.

第3期罗林,等:成贵铁路宜宾至毕节段岩溶勘查与选线

2017年6月

~. •叙永 iz□非岩溶区iz□岩溶弱发育区

20 km

长宁<

丨二□岩溶中等发育区LJ水系

^ I~|岩溶强烈发育区[53断层

.f宜宾

_成都

珙县

品方案户脚心

高县

威僙

贵阳

:.;以勒方€

顏雄

图1成贵铁路宜宾至毕节段线路方案及岩溶分布示意图

1.2地貌及其演变

研究区位于四川盆地与云贵离原之过渡带,由北 向南有长江谷地、丘陵、低山、低中山地貌,地貌上表现 为明显的成层性,成层性在宏观上有五级夷平面存在。

研究区_

系(纪乂末査渐新世,地壳处于相对

稳定阶段,地貌轮廓已具雏形e其间地壳抬升,构成现

今的I、II级夷平面。麵世~中新世,睿马拉雅运动 发生:,地壳剧烈上升,促使侵蚀活跃,I、II级夷平面遭 受剧烈破坏、分割,垔此,研究3:完成第一次大的侵蚀 旋回。

上新世至更新世初期,地壳转入相对稳定阶段,经 受第二次夷平6该夷平阶段岩溶化作用强烈,非岩溶 、区则遭受强烈的片流冲刷,早期夷平面禽度逐渐降低, 其广度也在缩小&该次夷平时期,地壳曾一度抬升,形 成1、IV级夷平面《更新世初,地壳再度强烈上升,地 表侵烛复活,峡谷开始形成,岩溶化作用转为以垂向为 主,在河谷附近的岩溶洼地,溶网解体,生成沟谷或天 生桥、伏流。至此,研究S第二次大的侵蚀旋回遂告 结束s

此后至今,地壳又处于相对宁静阶段,并再次进人 夷平时期。区内大量红色丘陵开始形成,.岩溶化作用 又转人以水平溶蚀为主。河各之间,又形成许多岩溶 _地、漏斗、岩溶坡立谷及许多水平溶洞。在此期间, 北部I、n级夷平面已被侵蚀殆尽;南部则日趋缩小, 仅残留一些孤立的峰顶面Q E

KF

形成。

1.3气象与水文

研究区属亚热带湿润季风气候区,降水充沛,但随 季节分配不均,多年平_降爾量为800 ~.1 300 1聰,以 兴文甚.1 341. 9 mm为壕高V威信县800 mm.为最少,由: 北向南有递减的趋势,降雨量多集中在5 ~9月,占全 年降雨量的75%左右:。

研究K内河流均属长杠水系,主要河流有南广河、 长宁河、永宁河、赤水河、牛街河及六冲河,总体是由南 向北流人长江。这些河流均发源予深山峻岭,具有河 床陡、河槽窄、地形切割深、落差大、滩多水急的山区型 河流特怔。多年平均径流总量为178. 90亿m1,平均 :径流深768 mm..s

2地层及构造

2.1地层岩性

研究区属于中国华南地层区扬子地层分区,出露 地层:为寒武系(e )白=云岩.、灰岩、砂岩页岩;奥掏系 (〇)页岩%白云岩、灰岩3志窜系(S)砂若、觅岩夹灰 者|■系(P):灰岩:夹砂表、直岩s,三叠系(_T):自云■_、 灰岩、砂岩、页岩;侏罗系(J)砂着、泥岩;第四系(Q)不 甚发曹其中可溶岩15组,非可溶岩14组,可溶岩累 计总长约53. 342 km,占线路总长的38%。以侏罗系、 二叠系、感叠系发育最全,分布最广。2.2地质构造

研究区位于川滇经向构造带和川黔纬向构造带之 间,南与南岭东西向复杂构造带北部边缘的“黔中隆 起”相接,北同中国新华夏构造体系西部一级沉降带 四川盆地毗连,属一级沉降带边缘褶皱控制分布K。

级夷平面亦遭分割、

破坏解体,但在南部保留仍较好。实际上,更新世以 来,地壳曾数度间歇性i升,形成河谷内一至六级阶 地,以及相应的多层濟洞。各大峡谷更向纵深发育,河 流向南溯源侵蚀,坡降增大,裂点增多,导致伏流河

第3:期

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自燕山运动后,地壳三度间歇变动,多次应力作用引起 的构造形变,除各自保留着自身之特征外,还相互干 扰、穿插、利用或改造,形成各种不同形式的联合与复 合关系,使研究区构造形态趋向复杂。根据区内主要 构造形迹的力学性质及其生成联系,可划分为经向构 造体系、绛向构造体系、扭动构造体系三个构造体系。 线路多大角度穿越构造线。

3岩溶水特征

3.1补给源

岩溶水的补给主要靠大气降水,其次是地表水、基

岩裂膽水和矿坑水等。不同者溶地貌区其补给来源及 特征又有所不同。岩溶谷地区,岩溶层为负地形,两侧 垄脊多为非岩溶层,其中的裂隙水是主要补给源6岩 溶山地与岩溶峡谷间,因地下溶蚀速度大大领先地表 侵蚀,故许多横向河流、小溪在岩溶层顶、底以伏流形 式直接注人地下,尤其是在枯季成为岩溶水的重要补 给源这种常年性的地表水流不仅在岩溶发展过程中 起童要作用,M且常造成区内岩溶水枯季径流模数 偏大。

3.2径流、排泄条件

研究区岩溶以褶曲型富水构造为i

廣溶水径流

形式为明流、伏流交替出现,径流方向一般为纵向径 流,横向径流较少,在封闭条件较好的向斜盆地亦见环 向径流。

区鋪:溶水排泄方式主馨为泉、暗河等,排泄触 要分布于河流、溪沟中或旁侧,另外在低洼处、地形陡 缓变化处、可溶岩与非可溶岩接触处亦为排泄区.,部份 岩溶水沿构造裂隙或古溶蚀裂隙继续向深部运动。集 中排泄和分散排泄是区内岩瘠水的,金要排泄形式,前 者为排泄区有一至数个以上的地T河出:口及泉点,后 者是从分水岭至河谷地带尚未形成大而长的地下河 系,以至沿途被大小冲沟、溪沟切割后泉点分散出露。 排泄P分布标禽差异较大,一般高于河水面20 m以 内。在非岩溶层托起地区,.排泄口标高依岩溶层底板 标高而定,有的受下伏非岩溶层所托,排泄口高出河水 面数百米。地下水的运移储集分为两类不同的导流, 一类是岩溶泉系统,地下水分散于岩溶裂隙以及小塑 管道系统之中,以层流运动为主4另一类是地下河系统 (集中排泄),地下水集中于地下管道,有紊流运动特 征,有时其柯流特性,有涨落迅速特点。前一类动态变 化相対乎稳.。

3.3岩溶地下水物理化学特征

岩溶水物理化学特征主要受岩性控制,其次与地

貌、地下水的补给、径流、排泄条件有关。强烈褶皱的 ,岩溶山区,切割剧烈,地下水循环交替迅速。岩溶水以 淡矿化水为主,总硬度(以

CaC03

计)一般小于

300 mg/1, PH 值一般 6. 5 ~ 8. 0。

4岩溶含水岩组特征

4.1三叠系雷口坡、嘉陵江含水岩组

岩性以薄层;至中厚层状灰岩、白云质灰岩为主,

夹盐溶角砾岩、页舂R酱溶较发育,#溶地貌形态主 要为洼地、漏斗、落水洞、溶洞等。。岩溶水水量車富, 既有大型的管道流,也有大量沿溶隙排泄的岩溶泉。

暗河流量200 ~ 1 500 1^3,泉流量多在1 ~ 50 L/s, 地下水径流模数3 ~ 21 I/s • km2,单井浦水量约 100 -1 000 mVdp;

4.2二叠系茅口、栖霞、梁山含水岩组

研究区最主要的含水岩组,灰岩厚而质纯,岩溶发 育强烈,一般形成峰丛、洼地、谷地等岩溶地貌。地下 多发育有大型筚洞,并构成树枝状、放射状的管道系 统《岩溶水水量十分丰富,泉、暗河流量多为15〇~ 700 地下水径流模数为7 ~19 iys • km2,单井涌7jC量 100 ~2 400:iiiV.do.

4.3寒武系娄山关群、高台含水岩组

:岩性为

ft

云岩、含硅质云岩,岩洛弱发育,

地表以溶沟、溶槽为主,地下多为溶蚀裂隙,岩溶水水 童相对较贫乏,以溶蚀裂隙泉为主泉流量大多小

于10 L/s。

4.4三叠系飞仙关、二叠系长兴、龙潭含水岩组岩性主要为砂岩、泥岩夹灰、岩、泥质灰岩岩溶东 部较发育,泉流量一般1 ~ 1〇 I/s,地下水径流模数 1.. 1 ~ 1. 5 L/s,km- 0

4.5志留系中、下统及奥陶系含水岩组

岩性主要为各种碎屑岩、页岩夹碳酸盐岩,因可 溶資层厚度小故岩溶发育受到限制,多为溶隙或小 型溶洞,泉流量一般1 ~ 10 I/S,地卞水径流模数 2. 7 ~7. 0 L/? • km2。

5岩溶水埋藏、赋存、富集特征

5.1岩溶水埋藏与赋特征

以降水人渗补给为主的岩溶水赋存(储存)形式

主要有两种:其一为岩溶发育区的管道状地下河系统, 出现在茅口组(pim)、栖霞组(piq)、雷妇坡组(T21)、 嘉陵江组(Tj)、茅草铺组(Tim)等纯质碳酸盐岩地层 中^管道系统规模大小与者溶地貌相关,大雜岩溶.山 地和峡谷区所见岩溶管道较大,支叉也多,±也下暗河径 流长度4 〇〇〇〜10 〇〇〇 m。岩溶谷地中岩溶管道小而

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少,地下:暗河極流长仅4 m左右。謂二为溶蚀孔隙和 裂隙,多发育在以白云岩为主的娄山关群(e2_3k)及

奥陶系(〇)、志留系(S)、二叠系龙潭组(P21)、长兴组 (P2c〇地层中。在岩溶山地中JI部地段岩溶不太发育 时,部分雷口坡组(即)、嘉陵江组(Ttj)地层中亦以密 集的溶蚀裂隙为赋水通道,且多以泉的形式出现6

岩溶水按其埋藏条件分为裸露型岩溶潜水和埋藏 型岩溶承压水,区内主要为裸露型酱溶潜水,广布于碳 酸盐岩裸露区,水位埋深受地形地貌影响变化很太。 岩溶谷地区岩溶垂直渗漏带(包气带)较薄,水位埋深 一般小午20 m。岩溶山地中分水岭附近,垂直岩溶形 态发育,包气带较厚,水位埋深哥达1〇〇 ~2〇〇 m以上, 而向河谷方向则逐渐减薄,一般2〇 ~1〇〇 m左酱 溶峡谷区,岩溶水为尽快适应侵蚀基准面而垂向溶蚀 剧烈,岩溶水已接近深蚀基准面附近,包气带较露$水 位埋深一般5〇 ~2〇〇

±里藏型岩瘠承压水盡要赋存

于部份褶皱构造倾没部位及向斜自流构造中,如沐爱、 洛表等地区含水层顶板埋深小于8〇 m,有的地方却商 出地表20

岩溶水的赋存特性决定了岩溶水分布极不均一3 在有地下晴河分布的地S极为明显。如在与研究区相 邻的古薄县箭竹坪地区,钻孔揭露茅口组(h组(Piq)岩溶水涌水量均在140 m

Vd

m

338.772 1/s。但在—些宽缓的岩溶谷地中7赋存于溶 蚀孔暸裂隙中就较均匀,勘探试验怔实这些地区钻孔 之间、钴孔与岩溶泉水、暗河皆存在一走水力联系。

5.2岩溶水富集特征

岩窜7jC富集主要受岩溶发育强度、地貌、岩性和地 质构造的影响,.虛粟特征是:

岩溶强烈发育区多易形成较大规模地卞管道系 统,是倉溶水聚集的良好场所,茅cr组(富集。

低洼地带,汇水条件好,利子爵溶水聚集。如区内 大现山间盆地底部平坦,标窝45〇 m,四周大部份为分 布标高900 ~ 1 400 m的碎眉倉所环绕,嘉陵江组 (Tj')、雷口坡组(T21)君溶水均向盆底汇集,有大小暗 河出R及岩溶大泉7个,总出水量釣2 850 l/s>著名的 大鱼洞、小鱼洞地下河皆在其中,类似的地区有珙县巡 场、筠连县巡司等地。

横向河岸控制着岩溶水的排泄,是岩溶水的汇集 场所。

碳酸盐岩与碎屑岩接触部位利于岩溶水富:集_,,:因 在这种接触面附近岩溶发育强烈,易于形成洞管,储集 岩溶水,区内嘉陵杠组(Aj)、雷P坡组(T21)及寒武系

(e X至二叠系长兴组(P2c

in

)、概霞组

(Piq)等纯碳酸盐岩分布区,岩溶最发育,利于岩溶水

)、栖霞

以下,在附近的

)中所夹碳酸盐岩层顶、底

鱼洞、烟地湾地下暗河出口流量分别为5W. 36 1/h部都有此类情况,如表1所

富水性分级指标

,桌、暗柯流量(1A)

100 ~ 1 00010 ~ 100<10<10100 ~ 1 00010 ~ 100<1010 ~ 100<10100 ~ 1 00010 ~ 100<10<10100 ~ 1 00010 ~ 100<10<10

-------5.83-11.21.22-7.961.17-3.24

-1 ~2.636~92--

表1研究区地下水含水岩组及富水性综合统计表

地区

地下水类型

富水性丰富中等贫乏贫乏丰富中等贫乏

02+3%S1s%S1lT\\f、P2lPi

T2shNT1m^P1 % e -0^T^m、e2_3 - C^hT2s、T2s-T2sh、P2-ly'Tj

E02+3^S1s%S1l

含水岩组

Pi

分布面积

/km2---------5102 297.19590.91 982.08

----

地下水径流模数(l/s •km2 )

年平均丰期枯季

-101.0324.8419.6417.1644.6831.781.6218.248.537.853.562.421.57329.6-0.74

-------------1901 ~2--

钻孔涌水量

Q(T/d)

----------625.96-641.8258.6 -385.3

146.8830 4121123 ~ 3 974

--q(T/d•m)

----------27.39-45.786.48 -11.92

4.2---0.1 -0.74

筠连

地区

碳酸盐岩 类裂隙溶洞水碳酸盐岩类与 碎屑岩互层裂 隙溶洞水碳酸盐岩 类裂隙溶洞水

叙永地区

中等碳酸盐岩类与

碎屑岩互层裂隙

贫乏溶洞水碳酸盐岩

类裂隙溶洞水

丰富中等贫乏

碳酸盐岩类与

碎屑岩互层裂隙 贫乏

溶洞水碳酸盐岩 类裂隙溶洞水

丰富中等贫乏

碳酸盐岩类与

碎屑岩互层裂隙 贫乏

溶洞水

威信地区

Pi

T2f、T2g、Pl、〇lhT^m、e2_3 - 04T2g、T2g-T2f、P2- T1:f、

C^m-

镇雄

地区

第3:期

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背斜构造核部断裂及裂隙发育,利于岩溶水富集。 铁路通过的镇雄县以勒背斜,为紧密线状褶曲,核部发 會压扭性断裂及大量纵张与據间裂隙,地形为缓丘谷 地,两侧碎屑岩的隔水作用利于岩溶水赋存,泉水天然

排雅量52 1/S;此外,一些鼻状背斜上岩溶发育强烈, 如巡司鼻状背斜、箱连鼻状背斜,地貌上汇水条件也 好,岩溶水易f1高度集中4

背斜核部、倾没端,向斜翅起端、褶皱构造之转折 处及交接、复合部位是应力集中带,断裂、裂隙发育,常 形成断裂、裂隙富水带。.如鱼洞裂隙带系褶曲转折带 的裂隙赉集发育带,,茅口组(P,)、栖霞组(Piq)灰岩 产状平缓,形成者溶峰丛_地地貌,岩瘠水;a.管道式富 集,暗河流量达5 m3/s。

岩溶水在径流过程中具有强烈的选择性,岩溶水 沿断裂有利于地下水富集,因而成为富水断裂6如猪 槽井断层东J:盘的分支断层e

断裂两盘分别为碳酸盐岩和碎唇岩时,碳酸盐岩 所在盘易富水,这智前述“碎屑岩与碳酸盐岩接触部 位易富水\"有相似之处。如阴泉垮土凹口断崖,断层 北西盘为下二叠统灰岩,南东盘为志留系碎屑岩,碎屑 岩阻水、灰岩盘富水,泉水最大流量收68 l/s,4个断 裂泉总流量62. 2 1/.知

溶、埋藏型者溶及覆盖型岩溶9从岩溶发育的强度来 看,裸露型岩溶最为发育,埋藏蜜岩溶及覆盖型岩溶次 之,三种君溶类型均有隐伏岩溶形态分布e其中裸露

型岩溶分布面积7 060 km2,约占全域总面积的55.5%, 岩榕地下水补给资源总量为16. 503 x 108 ^/年。而 不同的岩性组合和不同的空间组合,又导致了裸露型 岩溶发育程度有极大隨差别,埋藏型%覆盖型岩溶差 别则较小。依据岩溶发育的情况,将研究区划分为强 烈发育、中等发育、弱发育、微弱发育等四种类型,如 图1所示

6.2影响岩溶发育的岩性因素

影响岩溶发育的首要.因素是碳酸盐岩类岩吞中的 化学成分,其中的钙、镁等可溶物含量以及酸不溶物含 迦占比例直接控制着表溶发會的速度和强度。前者 对岩溶化程度的提高具有促进作用,后者随着在岩石 中含量的增高,会降低碳酸盐岩类岩石中的孔隙度,进 而影响岩溶发育的强度幻根据碳酸盐岩类岩石的岩性 特征、化学成分及与非可溶岩的组合情况,对区内碳酸 盐告奢溶虐组进行了划分,如表2所示3 6.3岩溶发育分区特征

(1)四川盆地边缘褶皱带岩溶特征

诙区主要为宜宾市兴文县、珙县和筠连县,以及云 南省威信县北部的部分地区。

地貌衾要为侵蚀溶蚀低山和酱溶槽谷,少董为溶 蚀构造峰丛低中山、溶蚀构造缓丘:洼地、侵敏构造低山 谷地、侵蚀剥蚀台状低中山、侵蚀构造脊状低中山。构

岩溶地下水

所占比例

补给资源

/ %/( Xl0s m3/年)

11.2392.7631.4821.01916.503

681796100

6岩溶地质概述

研究区岩溶按埋藏分布条件主要分为裸露型岩

6.1岩溶发育分布特征

表2岩溶发育程度与地层岩性关系统计表

岩组纯碳酸盐岩层组不纯碳酸盐岩层组不纯碳酸盐岩夹碎屑岩层组

碎屑岩层组

合计

岩溶发育程度强烈发育中等发育弱发育微弱发育

露地层

mj'Pim'PiqT^f'T^sh'SiS'O、e 2_3ls、

e2g、^q、P2c、Pll、e、Sil、〇m + t:T1f%S2_3hN E]m-jJ^K

岩性灰岩、白云质灰岩碎屑岩夹碳酸盐岩碎屑岩夹碳酸盐岩砂岩、泥岩、页岩

面积

/km22 9701 4601 3451 2857 060

所占比例

/ %42211918100

造上位于长宁复式背斜及临近褶皱带,南部为大院子 背斜;该区断层主R有阴阳背断层、兴文断层和豬橹井 断层U受地质条件影响,±也层较为破碎<3岩溶含水岩 组与岩性主要为三叠系雷I口坡组和嘉鲮江组、飞仙关 组、二叠系、奥陶系和寒武系的灰岩,存在兰个古岩溶 永宁河流域和南广 侵蚀菌a流域上包括长宁钶流域、

河流域,由南向北汇人长江,水系呈网状密集分布。地

表水系成为该区当地的侵蚀基准商,海拔300 ~ 500 m,为盆地期夷平面6研究区海拔一般在1 000 m 以卞,个别山脊在1 2〇〇〜1 300 m,为苎盆期的夷平

面,地形最离点为五顶棚,高程1 497 m。

该这岩溶形态类型齐全,岩溶特怔明显。高山山 岭属典型的裸露型岩溶地区,岩溶发育强烈,岩溶地下 水具明显的不均匀性,岩溶形态主要为暗河、无水溶 洞、岩溶竖井、岩溶塌陷、岩溶充水漏斗、岩溶泉等;岩 溶槽谷属典型的覆盖型岩溶,覆盖层厚度几米至十几 米不等,岩溶发育相对均匀,地下晴河、岩溶充水漏斗 发育较多,众多暗河出口均出现在橹谷地段,例如兴文 县大坝镇离县城郊等喑河出口反映了岩溶水的排泄 受现代河流侵蚀基准面控制。

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区内者溶发育规模大,岩溶水丰富。如兴文石海

的.小窘湾天坑.(长:種65〇 m,短德48〇 m,深2〇8 ill),衰: 家洞(:最宽处.可达ill,顶底:板最大高I差达70 m), 这种规模都暴世界少有的。

(2) 四川盆地-云责髙原过渡带岩溶特征该区主要为云南省威信县、镇雄县、四川省兴文县 以及筠连县的南部地区。铁路高程从330 m抬升至 1 700 m以上,高差达到1 370

平均坡度达到26%〜

区内地貌主要为侵蚀溶蚀低山、溶蚀构造等行脊 谷低中山、溶蚀构造峰丛低中.山、溶蚀构造乎行脊谷中 高:山、養蚀溶蚀峡谷中高山、賛勉构造脊状低中山。复 内褶皱有新街背斜等,区内断层主要有威信断裂、张家 边断裂、茶'园断裂、三丘ffl断裂、簸箕-炉塘坝断裂等。 岩溶含水岩组主要为三叠系狮矛山组、嘉陵江组、飞仙 关趙、二叠系、處留系、奥陶系、寒武系等地层,存在3: 个_言岩溶侵蚀面。流域上.包括南广:河流域、赤水河流 域和牛街河流域的上游,但由于本带处于云贵高原和 四川盆地的过渡地带,山势陡峭,地下水处于补给逵流 区,水力坡度大,地下水多呈阶梯状发育,水系呈网状 密集分布,但发育不完全,许多河流的Jt游多有伏 流河。

该区者溶形态类塑较为齐全,岩溶特征明显》中、 高山山岭属典型的裸露型岩溶地区,个别槽谷地段为 覆盖型岩瘠,部分穿越背斜倾没端低山段为埋藏型岩 溶。岩溶发育强烈,岩溶形态主要为暗河,大量管道状 溶洞和锥状落水洞e众多暗河出R均出现在河谷边 坡,如威信县龙里坝。

研究区地势起伏较大,但山脊线总体海拔在 1 600 ~1 800 m,、属晚大娄山纪末至第四纪初形成的 新街评期(山盆期)夷平面a四川境内多为11〇〇 ~ 1 2〇0 m的麻线堡期夷平面,暗河人口翕程为1 15〇 ~1 480 m,出高程为800 ~ 1 480叫管道状溶洞洞口 高程大于1 7〇〇叫锥状落水洞洞DT高程1 290 ~ 1 530 m0

(3) 云贵离原岩瘠特征

该区主要为云南省镇雄县和贵州省毕节市。区內地貌.主要为溶蚀枸造峰总洼地和溶蚀构造峰_ 丛低中山。区内褶皱和断裂发育,褶皱有大倬魁向斜、 赤水河向斜,断层主要有关仓坝断裂、关门山断裂。岩 溶含水岩组左要为s叠系、二叠系、志留系、奥陶系和 寒武系的灰岩,存在3个貪岩瘠侵蚀面^流域上包括 赤水河流域六冲河流域,均汇人长江,水系呈网状密 集分布_,地表水系成为该:区•的優顏_淮面。

该囟表溶形态类型较为齐全,岩溶特征明馬^属

典型的裸露型岩溶地K,部分地段为埋藏型岩溶和覆 盖型窘溶。岩溶发育强烈,爵溶形态主要为暗河,溶蚀 洼地和天窗。众多暗河出口均出现在沟谷地段,例如 镇雄县花鱼洞镇、以勒镇等地。

研究区地形属典型的云贵禽原,地势高耸,但相对 高差较小,一般为5〇〇 ~ 800 m7山脊线海拔1 600 ~ 1 800 m,为燕山运动后旱第三纪形成的夷平面^经多 期岩溶作用,同时伴有剥蚀溶蚀作用,岩溶发育强烈& 由于云贵高原急剧抬升,侵蚀速度低于溶蚀速度,部分 区域下切深度不够,使得岩溶的发育程度受侵蚀的影 响大,形成大.型封闭式岩溶体系,比如田坝头背斜、石 坎向斜、以勒背斜等,岩溶水往往以地表河的形式越过 非可溶岩,或受下伏非岩溶层所托,排泄口高出河水面 几十~数百米。

该区暗河人口翕程最高为1 800 m,出卩高程为 1 600 m *右;溶蚀隹地和天窗高程为1 5〇0 ~1 800 m。

7地质选线

岩溶给铁路建设带来的工程地质问题主要是岩溶

水太量涌人隧道或桥墩基坑、浸泡路基。岩溶洞穴常 造成路基塌陷和影响隧道M岩及基坑边坡的稳定性p 岩溶区的铁路选线应遵循以下原则:,尽可能将铁路选 择在泥岩、泥灰岩、砂岩等较难溶解的岩层上通过;在 奢溶发育尽量选择地表覆盖层厚度大,岩溶洞穴已 被充填或者溶发育比较微弱的地段上以最短线路通 过;尽可能避开构造破碎带、断层、裂隙密集带、岩溶水 交替条件良好的岩溶强烈发育地带;应避开可溶岩与 非可溶岩的接触带〇•

(1 )、四川盆地边缘褶皱带岩溶水文地质区,以水 芊岩溶为I,规模大,水黧丰富,既有铁路隧道单口涌 7JC量可达50万方。推荐线路方案以绕避岩溶为主,大 段地从侏罗系43垩系、三叠系等非W溶岩段穿越,并 以桥、路基、浅埋短隧道等通过二叠系岩溶极发育&

a

(2)

、四川盆地〜云贵高原过渡带岩溶水文区,以竖向岩溶为主,浯鶴走向、构造轴向发育,三叠 系岩溶具有成层性,线路高程主要以穿越暗河的相对 高程来控制。

(3)

云贵禽搣者溶水文地质区,兼具水平和竖向

两种岩瘠形态,线路走向以穿越岩溶发育薄弱地带为 畫,采用地层岩性、地质构造、分水岭综合选线法,采用 高线路方案,尽可能避开田坝头背斜、石坎向斜、以勒 背斜等封闭岩溶体系的危寄,在避开铜车河、鱼洞等着 溶水排泄通道后,压低线路高程使线路行走在三叠系

地质

第3:期

罗林,等S成贵铁路宜宾至毕节段岩溶勘查与逸线

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2017 # 6 g

飞仙关砂泥岩地层中a线路基本绕避了二叠系岩溶极 发育区a

WANG Fenghua, GAO Chonghua. Research on Route Scheme of Chengdu - Guiyang Railway Passing round Groundwater Level Cycling Zone[ J] . High Speed Railway Technology ,2016 ,7(1) :59 - 63.[3]贵州省地质局.1/20万综合水文地质图(毕节幅)[R].贵阳:贵

8结论

(1)

成贵铁路云贵高原斜坡区从宏观Jfc可分为四

州省地质局,1979.

川盆地边缘褶皱带、四川盆地-云貴高原过渡带、云貴 高靠地质单元每乎車_包含_的地质、水文、气象 等自然条件有较大的差异,这种差异在岩溶的发育程 度及空间形态上表现较为明显。

(2)

每个自然地质单元内的磨溶发育程度及者溶

水富集程度,受岩溶层组类型、地质构造条件、岩溶地 貌部位(河谷、分水岭及谷坡等)、岩溶发育历史等的 影响,又有较大的差异,通过对影响岩溶发育的诸要素 分析,将本地区岩溶进行细化,划分出强、中、弱、弱微 等区域。

(3)

根据三个岩溶水文地质单元的特征s线路分

别在四川盆地边缘褶皱带采取以绕为主、绕跨结合,.在 四川盆地-云贵高原过渡带采取跨越大型暗河,在云 贵高原水平层间岩溶采取乎面、立面绕避I溶裏M种 方式,避重就轻地比较出的线路方案避开了大型暗河 体系。成贵铁路开工三年来,没有出现大的岩溶涌突 水危害,,施工顺利。

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(编辑:刘会^ 白雪)

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