(一)DK242+852大型岩溶腔体的地质特征

(1)溶腔位于云雾山背斜构造的东翼,发育于寒武系高台、茅坪组(∈2g+m)相对弱岩溶发育层和光竹岭组(∈2gn)较强岩溶发育层的界面附近,受地层岩性控制明显;水平、倾斜管道和垂直管道的发育受层间裂隙、横张裂隙控制。溶腔的形成是水平径流活动与多向管道流汇流活动等综合进行的强溶蚀作用的结果。

(2)溶腔为白果坝暗河下切活动留下的特殊岩溶地质体(古暗河廊道、支流管道、溶蚀厅堂等的组合体)。

(3)暗河不断下切过程中,始终保留古暗河相关汇水区对其的补给,并通过溶蚀管道、溶隙等相互沟通,始终保持与补给水流的联系。因此,古暗河与近代白果坝暗河乃一脉相承,其功能转换成为岩溶水补给近代暗河的过水通道。

(4)溶腔底部有冲积、溶积、洪积等多种成因形成的松散堆积层,其组成为黏土或黏土夹碎块石。 表面可见过水痕迹,低洼处尚有稍湿的砂层、积水溶潭。

(二)溶腔的形态特征

(1)为沿多向(N50°~80°E、N50°W)扭节理发育的溶隙管道和顺构造线N35°E方向发育的暗河管道交汇综合形成的大型复杂的岩溶腔体。

(2)腔体的形态如图2-39、图2-40所示。

图2-39云雾山隧道DK242+852溶腔平面示意图

图2-40云雾山隧轴溶腔纵剖面图

溶腔由横洞厅堂、Ⅰ线正洞厅堂和两者间连接、串通的大型腔管组成。两厅堂内皆有支管道由外向腔体内汇聚(交汇),来向有二:

1)顺岩层走向发育的,如平面图2-39中的A、B、F支管道。

2)沿扭节理方向发育的,如横洞中的C、D(图2-39)冲沟裂隙,1~7和E支管道,它们皆分布在靠山侧(图2-39)。

溶腔三维空间较大,形态复杂,主溶腔可观察纵长约120m、横宽约20~40m、高40~60m(线上高10~30m,线下深32m)。在正线位置长约40m、高约30~49m(线上高12~31m、线下一般18m)(图2-39、图2-40)。

(三)溶腔岩溶水文地质特征

(1)腔内主要补给(入水)点和泄水(消水)点

1)据现场调查, 溶腔内主要补给(入水)点及溶腔水文地质特征如表2-8所示。

由表2-8可知:

①补给来水方向。沿岩层走向方向(N40°~50°E)、沿扭裂隙方向(N80°E、NW)。沿扭裂隙发育(倾斜和垂直)的溶洞管道多分布于溶腔厅堂的靠山侧,迎接山体上方的补给水,补给源为溶腔上方地表汇水面积内降雨的入渗水;沿岩层走向发育的岩溶管道则成为构造线方向的岩溶水的补给通道(补给源较远)。

表2-8云雾山隧道溶腔水文地质特征一览表

②隧底标高以上(>803m)和隧底标高以下(<803m)都有补给点。

③补给点目前旱季未见水流或出水,但仍多见新鲜水流痕迹和冲沟、小瀑布的冲刷痕迹,存留积水深潭等,说明雨季可能有补给水量。

图2-41云雾山隧道进口溶腔地下水流动示意图

2)溶腔内主要泄水(消水)点(段)

作为过水通道,既有入水点,也有消水点(段)。一般溶腔底部多普遍发育岩溶裂隙,通过它们进行渗漏;较大竖向管道、岩溶漏斗则形成相对集中的消水点。消水点(段)的分析如下:

①溶腔底面标高趋势分析(图2-41)。一般底面标高最低处常是水流汇聚和集中的消水点(段)。从图2-41可知,溶腔底部沟底的地面轴线标高从横洞→Ⅱ线→Ⅰ线逐渐降低;Ⅰ线右侧E岩溶支管道→与Ⅰ线正洞相交处→向Ⅰ线正洞里程减少方向,标高渐低;上两处降低趋势皆指向I线DK242+852溶腔底部附近,该处应为整个溶腔的最低洼处,纵断面图显示溶蚀渗漏漏斗(图2-40)。因此1线DK242+874~+852溶腔底部(连接右下方F支管道)段,可能是整个溶腔的消水段。

②上述基本反映了岩溶水的排泄方向,即从山腹侧(背斜构造横向)和南部(构造线走向)来水,汇聚后沿走向NE排泄。该排泄方向与白果坝暗河流向一致。

(2) 溶腔来水的补给

1)补给源

从溶腔内的来水补给点的分布分析,补给源有:一是靠山侧补给的来水,主要来源于就近地表汇水面积内降雨入渗的补给;二是从顺岩层走向(SW→NE向)的支管道(如A、B、5支管道)的来水补给。

2)补给来水(过水)量的估算

①与溶腔有关的地表汇水补给量

地表汇水面积分别为:台原1.0km2,斜坡1.6km2,合计2.6km2。过水量按以下均衡简化式估算:

Qg=(Qx-Qj)×λ×η

式中:Qg——溶腔过水量;

Qx——相关汇水面积内的降水量;

Qj——降雨形成的地表径流量;

λ——入渗系数;

η——涌水系数。

Qj=F0.91=206 129(m3/d)

Qx=1 000×X×F=1 000×99.8×2.6=259 480(m3/d)

Qg=(Qx-Qj)×λ×η=(259 480-206 129)×0.3×0.2=3 201(m3/d)

一般枯水期补给溶腔的水量小,只有丰水期才可能有过水,一般约3 200m3/h(上述水量估算值仅供参考)。