一、地形地貌与地质概况

堡镇南端为东西向长阳背斜构造核部碳酸盐岩特有的溶蚀山岭台原地貌，山岭走向与构造线一致，山岭标高1 600～1 700m;堡镇北端为志留系碎屑岩剥蚀高山，海拔约1 785m;南、北两山地之间挟持与山岭平行的榔坪河谷;两侧山岭组成分水岭，地表水、地下水向榔坪河谷汇聚(图4-7、图4-8)。东西向河谷(河谷纵向)亦有自身的分水岭(分水岭位置在堡镇西侧2.5km的碑坳垭口)，海拔1 300m;河谷纵向分水岭东侧为头道河，发育于奥陶系碳酸盐岩与志留系碎屑岩界面，循走向向东汇入贺家坪附近河流，头道河得到岩溶地区的大泉、暗河排泄的补给，得到碎屑岩地区表流的补给，但河流沟槽渗漏较严重;河谷纵向分水岭西侧有龙潭沟、青岩沟，两沟向西径流汇入榔坪河。龙潭沟展布于O1纯碳酸盐岩与O2+3不纯碳酸盐岩的交界处，实际为岩溶槽谷封闭洼地，汇水面积12.5km2，降雨汇水基本漏失成干谷;青岩沟位于O2+3不纯碳酸盐岩与志留系碎屑岩交界处，产流较少。

图4-7堡镇长隧道方案地质略图

图4-8堡镇隧道区水文地质略图

1.地表河流;2.等高线;3.地层界线;4.分水岭

二、岩溶水文地质条件

(一)头道河—榔坪河南岸岩溶地质条件

(1)头道河—榔坪河南岸位于长阳背斜构造的核部及其北翼，核部为寒武系灰岩组成的溶蚀山岭台原;紧接山岭台原的为寒武系、奥陶系灰岩组成的山前斜坡，并与头道河、榔坪河河谷连接;东西向背斜核部的宽缓山岭台原间分布多道平行的大型槽谷、多道串珠状的大型封闭洼地，降雨渗入地下后汇聚于槽谷、洼地并集中注入地下，成为较大的补给区;横向张裂隙及横向溶隙管道将背斜补给区的水和其截接的纵向岩溶水导向北坡，排入头道河、榔坪河，山岭斜坡段即为上述横向溶隙管道流的径流区，头道河、榔坪河为排泄区、就近的相对排泄基面;其水动力模式为：“背斜核部台原补给→横向(SN向)径流(同时串联纵向径流→沿阻水层界面溢出或转入纵向径流)→近(远)基排泄型”型(图4-9)。

图4-9榔坪河南、北岸方案隧道位置示意图

(2)长阳背斜北翼榔坪—贺家坪区段的头道河、榔坪河南岸大片斜坡区，阻水层为奥陶系中下统(O2+3)泥质灰岩相对阻水层和志留系(S)碎屑岩阻水层，阻水层界面下部奥陶系下统(O1)碳酸盐岩是岩溶水富集地段，降雨形成的地表水、入渗形成的地下水及溶隙流、管道流等聚集于阻水层界面附近并沿纵向径流，或向远处横向(SN向)深切的叶溪河、仙女山断层沟谷排泄，或沿横向裂隙发育的深切横向沟溪溢出。如堰家坪隧道附近的冷水桥暗河出口溢出的枯水期流量为0.3～0.5m3/s，丰水期流量大于3m3/s，以及头道河南岸多处大流量溢出的暗河、管道流;或受阻于纵向阻水层成泉溢出，如沿榔坪河一线多处大泉出露。

(3)山地发育多级夷平面，头道河、榔坪河发育多级阶地，相应发育多级岩溶层。

(4)EW向背斜构造及其纵(横)向张裂隙、断层发育，它们成为降雨入渗的导水通道、岩溶地下水的径流管道，也是山地台原补给区与斜坡纵向富水区的勾通连接管道，构成复杂的充水网络系统。

(二)头道河与榔坪河北岸岩溶地质条件

奥陶系碳酸盐岩与志留系碎屑岩交界处发育头道河、榔坪河河谷，头道河、榔坪河北岸主要分布薄层泥质页岩、砂质页岩，间夹薄层细砂岩、炭质页岩等的志留系碎屑岩，岩层走向为EW向，与山体走向一致，倾向北即山体内腹。由其构成的山峰高峻，岸坡陡峭，岩体风化强烈，风化岩体极破碎、松散，岸坡溜坍、坍滑变形普遍，植被稀少，泥土流失严重，暴雨期溪沟常形成泥石流、洪积扇，大量岩屑倾入头道河、榔坪河，使河床大量淤积。

总之，北岸边坡陡峻，岩体破碎，坡体稳定性差，隧道围岩软弱，岩体易变形、塌方，含少量裂隙水，一般干燥。

三、工程地质综合选线

(一)堡镇越岭地段线路方案比选

越岭地段进行了头道河—榔坪河南岸越岭方案及头道河—榔坪河北岸越岭方案的比眩两方案线路走向与岩层走向基本一致，头道河—榔坪河南岸越岭隧道穿越奥陶系下统(O1)纯碳酸盐岩富水层，隧道可能直接遭遇暗河或截流大型暗河成为集水排泄廊道，隧道水文地质条件差，施工中遭遇岩溶产生突水(泥)地质灾害的可能性大，隧道出口端存在顺层问题。头道河—榔坪河北岸越岭隧道穿越志留系碎屑岩地层，发育少量基岩裂隙水，水文地质条件好，安全风险大大降低，且进出口山体稳定，由于隧道埋深大，存在高地应力下软岩大变形问题。头道河—榔坪河北岸方案的水文地质条件简单，安全风险小，作为贯通方案推荐。

(二)榔坪河南北岸线路方案比选

堡镇越岭后，进行了榔坪河北岸与榔坪河南岸方案的比眩

榔坪河北岸自然山坡陡峻，志留系砂页岩受节理裂隙切割，岩体破碎，山坡溜坍现象较普遍，线路靠山、挂边，桥隧比重达90﹪，隧道围岩多为Ⅳ～Ⅴ级;陡坡地段桥梁墩台防护加固工程量较大，跨溪河的特大桥最大墩高达148m，技术难度大;路基全为陡坡路基，路堑为高边坡，上、下支挡工程艰巨。榔坪河南岸方案山坡分布下奥陶系灰岩、奥陶系中上部泥灰岩、志留系页岩等。泥灰岩和页岩组成缓坡平台地貌，线路大部以矮桥、低路基、短隧道通过，但存在堆积体、危岩落石问题。经综合比较，以榔坪河南岸方案贯通。

综上所述，堡镇地区贯通方案采用头道河—榔坪河北岸越岭，隧道出口后跨青岩沟至榔坪河南岸。推荐方案如图4-10所示。