【摘 要】
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拟建G8012弥勒至楚雄国家高速公路登楼山隧道将穿越小江断裂带与次级断裂夹持的断块山,隧址区出露地层为元古界至中生界三叠系碳酸盐岩与碎屑岩地层,两者呈间互状排列。小江断裂带由于其强烈的活动性,使得断块山体断层构造发育,断层两盘错距较大,因此岩体空间结构非常复杂。此外,受控于典型西南岩溶与断裂作用,区内岩溶水活动性强,沿构造行迹多形成地下暗河、管道等强导水介质。隧道在此工程水文地质条件下施工可能会遭
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拟建G8012弥勒至楚雄国家高速公路登楼山隧道将穿越小江断裂带与次级断裂夹持的断块山,隧址区出露地层为元古界至中生界三叠系碳酸盐岩与碎屑岩地层,两者呈间互状排列。小江断裂带由于其强烈的活动性,使得断块山体断层构造发育,断层两盘错距较大,因此岩体空间结构非常复杂。此外,受控于典型西南岩溶与断裂作用,区内岩溶水活动性强,沿构造行迹多形成地下暗河、管道等强导水介质。隧道在此工程水文地质条件下施工可能会遭遇岩溶涌突水灾害,影响工期甚至威胁施工安全,鉴于此,厘清该岩溶隧道涌突水机制中的关键因素,即小江断裂带登楼山段的岩溶水文地质结构,对登楼山隧道的安全施工和运营具有重要意义。论文通过现场调查与收集整理已有基础地质资料及川滇菱形块体、小江断裂带等相关文献,采用地质-水文地质综合分析的方法,并结合遥感影像解译技术及工程地质勘探等方法,分析探讨了登楼山地段大地构造特征、地层和断层发育规律;在此基础上,系统分析了断块山岩溶水文地质结构及特征;最后,结合岩溶隧道涌突水灾害危险性评价系统(THK),对隧址区断裂发育及其水文地质意义进行细化筛分,优化了评价指标取值,预测评价了登楼山隧道岩溶涌突水灾害危险性,主要得到了以下认识:(1)根据小江断裂带已有文献资料聚焦研究区所处大地构造位置,再根据高精度遥感影像图,结合典型断裂影像呈现的规律,解译了小江断裂带中段与南段的过渡段—登楼山段的断裂平面展布特征,并阐述了登楼山山体边缘的断裂展布规律,梳理了边缘断裂与小江断裂之间的关系。(2)登楼山地段断层发育且走向不一,在整理玉溪幅和弥勒幅1:200000区域地质调查资料的基础上,统计分析了登楼山地段断层展布规律。结合震源机制解、地应力测试结果及断层之间的交切关系,将登楼山内部的断层分为了压性断层、压性兼走滑断层、压扭性断层、走滑兼压性断层和张性断层。(3)登楼山受断层切割破碎,整体呈断块体结构,与“岩体”概念具有一定的相似性,因此将断块体划分为了断块和断层。在此基础上,结合登楼山地质构造发育特征,将断块划分为了单斜型、向斜型和背斜型三个亚类,断层划分为了压性断层和张性断层两个亚类。最后,结合研究区的具体情况,将岩溶含水层组与断块体结构进行了组合,得到了单斜—断层型、向斜—断层型和背斜—断层型岩溶水位地质结构,并分析了其控水规律。(4)通过分析岩溶隧道涌突水灾害的形成规律可以发现,岩溶含水层组与地质构造是其主要的控制因素。论文厘清的岩溶水文地质结构含盖了以上因素,对隧道涌突水灾害危险性评价具有一定的辅助性。通过引用隧道涌突水灾害危险性评价指标体系(THK),并在其基础上根据研究区岩溶水文地质结构特征优化评价指标赋值方式,完成对隧道涌突水灾害危险性的半定量评价。(5)根据登楼山隧道隧址区断块体的类型及分布将隧道岩溶段分为了5个里程段,在分析得出登楼山地段岩溶水文地质结构特征的基础上,通过调整THK断裂影响带评价指标参数取值的方式优化了评价系统,评价了登楼山隧道各岩溶小段的涌突水危险性,并给出了相应的防治措施建议。
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