新場河～葫蘆口水庫連通工程中巖溶問題初步認識

張帆

【摘要】巖溶問題對水利工程的影響不容忽視。了解與認識工程區巖溶發育及其特征，有利于分析、研究工程區存在的主要工程地質問題，為此項工程實施提供真實、可靠的地質依據，在施工中采取針對性處理措施，具有重要意義。

【關鍵詞】連通工程；巖溶；溶洞；溶隙

一.工程概況

威遠縣新場河-葫蘆口水庫連通工程，意在從威遠河支流新場河取水輸送到葫蘆口水庫，緩解水庫來水量日漸減少，而轄區工、農業及生活需水量逐年增長的供需矛盾，以適應當地社會經濟的發展之所需。整個工程區出露地層為三迭系中統雷口坡組和下統嘉陵江組可溶巖地層，地上及地下巖溶都較發育。因此，工程區巖溶問題十分突出，研究巖溶發育、分布及其特征至關重要。

二.巖溶地貌及形態類型

工程區灰巖厚度500余米，據不完全統計，大小溶洞總計30余個，約每平方公里有1個，洞穴體積在10m3以上有10個，100m3以上的有5個，除此只是一些填塞漏斗、碟形洼地和常見的孔洞，這些現象是足以說明喀斯特是不夠發育的，但不能不看到大量上升泉密集河畔，數十米的膏巖被溶濾喀斯特化、角礫巖化，這實質反映了地下喀斯特發育的獨特性。

（一）地表喀斯特形態與分布

縱觀工程區巖溶景觀并不宏偉突出，但形態組合完善，溶隙、孔洞之類溶蝕產物廣布。溶隙：由裂隙發育而成，寬0.05m～0.5m，可見深>3m，以嘉陵江組T15 j之溶隙最典型，為地下水的良好通道，很多上升泉沿裂隙涌出。溶洞：大都呈雞窩狀，水平囊狀的小溶洞，體積多在10 m3以下，有的是地下水的出口，較大的洞穴寥寥無幾，大部分洞穴產生在雷口坡組T21-2l中，以水平懸掛式洞穴為主，石灰華沉積不多，少數有滴水，洞底有塊石與粘土堆積，決定其空間位置的不是一定高程而是發育層位。此洼地、溶溝、溶槽、漏斗、孔洞等都有發現，可見地表巖溶形態萬千，應有盡有。

（二）地下喀斯特形態與分布

地下喀斯特主要的表現形態有三類，即溶洞、溶孔和溶隙。

溶洞：掉鉆現象在鉆進中很少見，掉鉆深度不過幾十厘米，從巖心來看，存在大量的粘土、泥砂充填物，說明有溶洞存在。已探測到的溶洞，最大者直徑6.2m，一般只有0.1～0.5m，總體規模不大。另外看到膏巖在不同地段有不同厚度已被破壞，雖無洞穴，但表現了強喀斯特作用的結果。

溶孔：是巖心上最常見的喀斯特現象，有時密集呈蜂窩狀，孔徑一般0.01～0.05m，最大0.18m，孔壁常附有次生方解石晶族，黃鐵礦晶粒及少量石膏，一些孔洞附有黑色粉末或薄膜，似水蝕痕跡，證明有地下水貫通。

溶隙：地下溶隙的大小與多少只能從裂隙的發育程度間接獲得。裂隙大致有三類：一類是風化裂隙，主要發育在雷口坡組T21-2l軟柔巖層中的泥灰巖、粘土巖內；另一類是成巖裂隙，一種產生在雷口坡組T21-2l和嘉陵江組T15j灰巖中，另一種產自嘉陵江組T15j中段白云質灰巖中，形成柱狀節理，截面為一菱形，這兩種裂隙都普遍存在，不受埋藏深度的限制；再一類是構造裂隙，一種是原生構造裂隙—縫合線構造，是嘉陵江灰巖中特有的典型構造，尤以嘉陵江組T13j最明顯，另一種是次生構造裂隙，系由褶曲斷裂等地殼運動產生的裂隙，這種裂隙與構造線有密切關系。

（三）膏巖喀斯特分布及其成因

硬石膏巖水化、溶解，繼而形成角礫巖，是一系列喀斯特再造過程，膏巖喀斯特是通過再造產物—角礫巖和其中的殘留石膏來反映的。在工程區膏巖喀斯特程度，各地強弱不同，深淺不一，規律大致有兩種：一是受地形制約，界面埋藏深度60.0～230.0m，最小深度最低界面出現在河谷中，最大深度最高界面出現在分水嶺脊一帶，但新場河谷的發育深度要比威遠河谷深很多，故在河谷間形成大體上與地形起伏一致的界面。二是在平行河谷方向上，界面空間位置從屬于水文網的變化規律。

不難看出，控制和影響膏巖喀斯特的必要因素，是離不開地下水的參與，膏巖的易溶性，巖石裂隙發育，促進地下水運動通暢，才不致因水溶液很快飽和而停止作用；由于喀斯特作用是自上而下進行的，只有上層淡水才起作用，所以本區特有的膏巖層下的飽和石膏承壓水對膏巖層不具影響；控制膏巖發育深度與水文網的分布關系密切。

三.結論

綜上所言：工程區巖溶發育特征主要有四點：（1）受巖性和巖層組合控制，因巖性不同，發育程度差異較大。一般石灰巖層溶解度大，喀斯特較發育，泥質白云巖溶解度小，喀斯特不發育。以嘉陵江組T13j、T14j、T15j發育較好，雷口坡組T21-2l、T23+4l巖溶發育程度次之，雷口坡組 T21l、T22l不發育。總體來看，灰巖比例少，易溶巖類與非易溶巖類多層相間，厚薄不一，巖溶發育充分與否，在一定程度上受到巖性限制，故影響喀斯特發育的基本因素是巖性。（2）受地質構造影響，威遠背斜核部，應力集中，斷裂、裂隙發育，是巖溶最發育地段，在新場河石油廠地區大小斷裂密布，各類巖溶呈現千姿百態，形成了一個漏斗、落水洞、溶洞密度最大的構造巖溶洼地，是深部地下水排泄的良好地段。（3）地下水沿各自含水層運動，促成喀斯特順層分布的特點，當地下水垂直運動時形成的主要是漏斗、落水洞等垂向發展的喀斯特，分布位置較高，在地下水水平運動時，則多是水平溶洞，屬于橫向喀斯特。（4）巖溶作用的差異性，威遠河地區巖溶和膏巖溶濾差，作用深度也較小，而新場河巖溶和膏巖溶濾顯著，作用深度較大。

參考文獻：

[1]GB50487-2008.水利水電工程地質勘察規范[S]

[2]四川省地質局水文工程地質大隊.威遠縣威遠河葫蘆口水利樞紐設計階段（選線）工程地質勘察報告.1965.5