(一)特殊地质背景

(1)溶腔发育于T21j地层的中—厚层灰岩中，为强岩溶发育层。

(2)溶腔发育于鲁竹坝背斜轴部倾伏端的转折处，地层随褶皱变形呈弧形弯曲，是挤压弯曲变形强烈的部位。弧顶张裂隙和层间位移产生的破劈理发育。区域构造节理主要有：EW～N80E(近东西)的横向张裂隙、SN～N40E的纵向张裂隙等。这些裂隙和节理强烈切割岩体，有利于岩溶水的活动及其溶蚀作用(图2-10)。

(3)DK204+390～DK206+800(含此大型溶腔地段)处在岩溶地下水向长巴河暗河排泄的陡梯度排泄区及NE向(沿岩层层间裂隙、纵向张裂隙发育)地下水和NEE—EW向(沿横向张裂隙发育)地下水交汇处(图2-10)。

(4)溶腔处在岩溶地下水(溶隙流、管道流)陡坡降的复杂变化处(隧道左侧即上游端的水力梯度为0.037，而隧道右侧即下游端的水力梯度为0.084)。

(二)溶腔形态特征

(1)揭露的大型溶腔沿隧道纵轴涉及里程为DK204+610～+735，由两个大腔体和与其联接的“廊道”组成。1#溶腔、2#溶腔的长轴方向与岩层走向近一致。联接“廊道”轴向近EW向，与区域NEE—EW横向张节理一致(图2-10)。1#大腔体(DK204+610～+640)沿线路长30m，横宽63m，高25m。2#大腔体(DK204+690～+721)沿线路长31m，横宽21～25m，高9～11m;联接“廊道”呈扁平状，横宽13m，高3m。溶腔(沿隧道纵轴)纵断面形态如图2-34、图2-35所示。

图2-34鲁竹坝隧道DK204+610～+735段溶腔发育平面示意图

图2-35鲁竹坝隧道DK204+600～+740段溶腔隧道中心纵剖面图

图2-10鲁竹坝2#隧道溶腔地质图

(2)大腔体呈“厅堂”型，联接廊道为扁平管道型。

(3)“厅堂”型腔体可能曾经为多向管道流交汇的场所，形成过程中的水动力、营力条件较复杂。目前地下水位已下降至溶腔体的下部，现已成为“干溶腔”。“干溶腔”的上方发育的垂向溶隙和垂直隙洞，是与浅层、地表联系的管道，也是地表水流补给腔体的通道。溶腔则相当于地表汇水水流集中渗漏的“地下漏斗”。

(三)腔体内堆积物特征

(1)1#溶腔

1)腔体顶部和周壁有少量碳酸钙析出物。底部有较厚的堆积层：

上层：表层散布大块石，其下为黏土夹碎石(近下部夹黑色树木、腐植木屑)，厚约19m。

下层：为棕褐色黏土，软塑，厚约6～8m。

2)从堆积物结构特征看，仅表层有部分崩坍堆积物，整体基本为入渗水的淤积物。

3)堆积物是在水流溶蚀作用形成溶腔的过程中，地下水位下降致腔体成为过水通道的历程中，不断淤积、堆积形成的。堆积物底为黏土，上部为碎石土，自下而上颗粒逐渐变粗，说明过水水流初期量小，流速小，携带能力小，堆积黏土。随着水流溶蚀的增强，溶腔与地表联系的不断畅通，过水水流量增大，携带能力增大，堆积碎石土，偶夹树木屑等。

4)堆积物上层含黑色树木屑、腐植木屑，说明渗入水流随带物来源于就近地表。

(2)2#溶腔。其堆积(淤积)物的特征与1#溶腔类似。

(3)联接管道(廊道)段。顶部和侧壁多显露基岩，但有裂隙渗水和渗水地段普遍发育的钙化和石钟乳。底部发育溶蚀析出物、钙化等(未见堆积物)，说明该段洞体长期处在不断的保持渗水状态，但不存在往下部渗漏的较大通道。

(四)腔体水文地质特征

由于相对排泄基准面(混水河、长巴河伏流)的下切，地下水位下降，早期形成并保留的干溶腔则成为过水通道。相关地表汇水面积内的降雨渗入的地下水和周边浅层补给的岩溶水汇集于溶腔，通过溶腔下渗并向长巴河伏流(暗河)排泄。

(1)溶腔—过水通道的来水(补给水)。溶腔的过水主要来自于垂直向渗漏水，因地下水水位低于腔底，所以水平向补给极少。目前垂直向的补给主要来自于与溶腔有关的地表汇水面积内的降雨入渗水，汇水面积约0.09km2。

向溶腔的补给量估算如表2-4所示。

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表2-4溶腔水补给量计算表

(2)来水的排泄。地下水水位低于腔底。溶腔承接补给来水并向深部渗漏、排泄。补给来水的渗漏路径为：来水通过溶腔内的松散堆积层与堆积层周边侧壁岩层、底部岩层的岩溶裂隙或溶隙管道网络，汇聚于长巴河暗河。

1)地下水位的估判。溶腔内“Jz—补鲁初3”钻孔揭示水位标高为559.9m，溶腔底部普遍存在一层厚约6～8m的棕褐色黏土为不渗透层，水位位于该不透水层的上部，可能为局部、短期的滞留水水位，地下水位应在溶腔的下部。相对排泄基面(长巴河伏流)的标高为505m，据泄水水流梯度推算，溶腔下部地下水位应为：505+(0.04×1 100)=549m(标高)。

2)渗漏条件。地表降雨入渗水至腔体后，通过溶腔松散堆积体底部直接往深部的渗漏为竖向面状渗漏;同时还通过松散堆积体周壁基岩裂隙、溶蚀裂隙往深部渗漏，为侧向渗漏。