摘要：云桂沿边铁路为沿我国西南边境走线的一条铁路，不稳定斜坡、膨胀土、岩溶等地质现象普遍发育，对铁路设计影响较大。本文从地形地貌、区域地质构造、地层岩性、水文地质条件等方面，分析琴渠山隧道岩溶发育的成因及规律，并总结出该类岩溶主要发育在区域断裂构造地段，且断裂构造对岩溶发育起控制作用。该类岩溶发育范围小，一般呈带状分布，且方向性强，工程勘察过程中应予以重视。
关键词：岩溶；铁路；设计
1引言
可溶岩分为碳酸盐岩、碳酸岩、岩盐、石膏、芒硝等，其中以碳酸盐岩分布最为广泛，也最为普遍［１］。碳酸盐岩（如石灰岩）在含有二氧化碳的流水作用下，容易形成溶沟、溶槽、溶洞、落水洞、暗河等岩溶现象。在云桂沿边铁路琴渠山隧道的勘察过程中，遇到沿区域性断裂形成的屯隆地下暗河，本文通过分析，指出其形成原因，并总结类似地质条件下的岩溶发育规律。
2区域地质背景
防城港至崇左段线路经过区域一级构造单元属于南华准台地，二级构造单元属钦州残余地槽。沿线地质构造复杂，断层及褶皱发育，构造方向以北东为主，东西向、北西向为辅。本区先后经过加里东期、海西期、印支期、燕山期及喜山期的复杂演变过程。加里东期地壳活动较强烈，地壳隆升成陆，导致上奥陶统地层缺失，北西向、北东向及东西向构造开始形成；海西期地壳主要以升降运动为主，由陆相环境迅速转变为稳定的浅海环境，广泛沉积了碳酸盐建造和部分陆屑建造；印支期强烈的褶皱返还，形成强烈的断层与褶皱构造，造就了主要的构造格局；燕山期主要为强烈的酸性岩浆岩侵入活动，喜山期各项构造型式进一步加强，新构造运动较微弱。
3琴渠山隧道地质条件
3.1地形地貌
隧道位于防城港上思县西北部的四方山地区，起迄里程为CK87+365～CK94+750，全长7385m，主要为低山丘陵地貌，其中CK89+500～CK90+500段为岩溶峰丛，地形陡峭。地面高程210～750m，相对高差50～400m，自然坡度20～35°，石灰岩段落局部可达70°。进出口均为盆地地貌，其中进口东侧的上思盆地地面高程190～230m；出口北侧的渌头村处地面高程240～250m。另外，CK89+500～CK91+000段为一四周封闭型地貌，该洼地西侧（CK90+350左280m）即为屯隆地下暗河入口。
3.2地层岩性
隧址区分布的覆盖层主要有坡残积及冲洪积成因的黏性土，下伏基岩为白垩系新隆组、侏罗系下统汪门组、三叠系罗楼群下组的砂岩夹泥岩以及二叠系下统茅口组石灰岩。
3.3地质构造
隧道位于钦州残余地槽西部的十万大山断陷区，东南侧进口紧邻上思盆地。隧址区各时代地层呈角度不整合接触，洞身范围内仅发育一条区域断裂-那街断裂。该断裂为张性断裂，在线路附近产状约为N89°W/70°S，与线路夹角约74°，上盘为侏罗系下统汪门组砂岩夹泥岩，下盘为二叠系下统茅口组石灰岩。
3.4水文地质条件
隧址区CK88+800～CK89+300左侧为岜内水库，宽约50m，水深1～5m，地面高程约363m，轨面设计高程约为231；冲沟中有少量地表水，水量较小，且随季节变化较大。
隧址区地层主要为砂岩夹泥岩，仅局部为石灰岩，因此地下水类型以基岩裂隙水为主，分布于砂岩夹泥岩地层的构造及风化裂隙中，补给来源为大气降水；其次为岩溶水，分布于石灰岩的构造及溶蚀裂隙、溶洞中，补给来源为附近冲沟中地表水、大气降水及两侧砂泥岩地层中的基岩裂隙水，水量受季节影响大，且雨季易出现水量暴涨。
屯隆地下暗河长11.8km，入口高程约322m，出口位于上思县在妙公社平良大队屯陆村西侧约500m，高程约180m，枯水期流量244L/s［2］。暗河进口处为近水平溶洞，洞口附近宽10～20m，高5～10m，勘察时为枯水期，水流量约20L/s，洞底见漂卵石分布，可见丰水期暗河水量大。
4岩溶成因
影响岩溶发育的因素有：可溶岩的溶解性、岩石的透水性、岩溶水的溶解能力、构造因素及地形地貌等［3］。隧道中部的二叠系下统茅口组石灰岩为可溶性岩石，两侧为砂岩夹泥岩地层，渗透性相对较差，导致地下水往石灰岩地段排泄；那街断裂致使附近岩体裂隙发育，增强了岩石的透水性，并控制了裂隙及暗河的基本走向，为岩溶发育提供了良好的地下水入渗及循环条件；屯隆暗河入口处为一封闭地形，附近数平方公里的地表水均汇集于此处；根据收集的上思气象站资料，年均降水量1367.3mm，年最大降水量1855.6mm，为该处岩溶发育提供了充沛的地下水来源。综合以上因素，形成了该处强烈发育的岩溶。
5岩溶发育规律
本地区岩溶的发育，地质构造的影响起控制作用，且方向性强，范围小。首先，断裂的发育，控制了节理裂隙的走向，从而影响地下水的流向；其次，沿断裂影响范围内的岩体相对破碎，裂隙度高，成为岩溶水的有利通道，岩溶作用更强烈。勘察及区域资料表明，该暗河主要沿那街断裂发育，而稍远处的石灰岩山体仅表面发育溶蚀沟槽，未见暗河、溶洞分布，也证明了本观点。同时，断裂影响带的深部也有存在其他溶洞的可能性。
本次铁路选线过程中，在其他地方也发现了类似情况。CK175+050左100m处，为一区域性断裂经过处，沿断裂方向宽约20m范围的岩体中，岩溶孔洞密集发育，如右图。稍远处调查的岩体未见有洞穴分布，仅表面少量沟槽。
6总结
碳酸盐岩为可溶性岩石，在良好的地下水补给、渗透和循环条件下易形成岩溶。密集发育的岩溶洞穴及地下暗河等与断裂构造密切相关，多发育于断裂破碎带及断裂较叉部位，一般沿断裂带分布，方向性强、范围小。岩溶发育段落岩体破碎、富水性强，对工程影响较大，尤其是隧道工程，容易引发突水、突泥等地质灾害，对施工及营运安全造成隐患。如宜万铁路齐岳山隧道F11号断层（垂直线路），分布于可溶岩与非可溶岩附近，得胜场暗河高于隧道约220m，平行于该断层发育，施工过程中突发涌水，突出物累计约10000m³，淤塞平导约374m［4］。
随着道路交通的发展，岩溶区工程建设不可避免，因此贯彻“地质选线”显得尤为重要。线路应绕避或者以大角度通过岩溶强烈发育地带、构造发育带可溶岩与非可溶岩接触带、岩溶水富集区及排泄带等［5］。勘察设计过程中应引起足够重视，施工前加强超前地质预报，并结合地质条件做好施工预案、积极采用先进的施工工艺。同时，岩溶富水带通常由地表水补给为主，隧道施工组织时应尽量雨季施工，以降低施工风险及减小处理难度。
参考文献：
[1]刘招伟，张民庆，王树仁．岩溶隧道灾变预测与处治技术[M]．北京：科学出版社，2007：17-18；
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[3]邓超文.碳酸盐岩地区的岩溶发育规律及其影响因素分析[J].科技展望，2015（16）：162；
[4]王伟，苗德海.宜万铁路齐岳山隧道F11高压富水断层特征及工程对策[J].铁道标准设计，2010（08）：81-82；
[5]铁二院工程集团有限公司.铁路工程不良地质勘察规程：TB 10027-2012[s].北京：中国铁道出版社，2014：54。
论文作者:熊小军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签：岩溶论文; 石灰岩论文; 隧道论文; 裂隙论文; 地质论文; 泥岩论文; 溶岩论文; 《基层建设》2019年第13期论文;