野三關地區(qū)指榔坪至高坪間的越嶺地段。該段巖溶水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件極為復雜,為繞避大型滑坡、巖溶發(fā)育區(qū),避免巖溶水的大量突泄后造成重大災害,進行了野三關北方案、野三關取直方案、野三關南方案、野三關北改善方案、野三關南改善方案和野三關大取直方案6個越嶺方案(圖4-11)的比眩

一、地形地貌與地質(zhì)概況

該區(qū)屬清江與長江的分水嶺,區(qū)域河流皆是清江的支流,為近南北(NNE)走向的深切峽谷,它們將山體分割成沿構造線方向展布的條狀山嶺地塊,如野三河與支井河之間的大支坪地塊、支井河與木龍河之間的野三關地塊。兩“地塊”北延交匯的高山即為長江、清江兩水系的主分水嶺。

野三關位于EW向長陽背斜與NNE向新華夏構造帶的交接、復合部位, NNE向褶皺構造略向西微凸呈“弧形”,并包容EW構造的殘留。廣泛分布P1q、P1m、P2c、T1d、T1j碳酸鹽巖地層,其巖溶及巖溶水強烈發(fā)育;[KG*4]碳酸鹽巖地層中夾P2w泥灰?guī)r、T1d下部頁巖兩層相對隔水層,起著制約巖溶水發(fā)育的作用;附近野三河、支井河、磨刀河、木龍河支流為巖溶水就近的排泄基面,控制地下水活動的水動力剖面和淺部巖溶發(fā)育分帶及深度。

圖4-11野三關地區(qū)綜合選線方案示意圖

1.暗河;2.地表河流;3.巖層界線;4.斷層;5.不良地質(zhì)體

由于東吳運動,使本區(qū)P1m茅口組抬升成陸,歷經(jīng)了巖溶化過程,使P1m上部灰?guī)r發(fā)育巖溶,并貯藏巖溶水,它們隨后期地層得以保存,構成位于排泄基準面以下很深的古巖溶、巖溶水,成為特有的巖溶地質(zhì)現(xiàn)象,隨褶皺延展的古巖溶含水層與淺部巖溶水具有連通的特點。

二、巖溶水文地質(zhì)條件

(一)野三關段巖溶水文地質(zhì)條件

(1)地勢北高南低,北部山區(qū)為區(qū)域分水嶺,支井河為相對排泄基準面。

(2)由S~T1j 地層組成背斜構造,從北(背斜核部)往南(背斜翼部)出露地層依次為S、D碎屑巖(組成背斜核部)→P→T1d→T1j(碳酸鹽巖)(圖4-12),由背斜核部至兩翼地層呈環(huán)狀圈閉、輻射擴展,并向南傾伏。

圖4-12廟嶺上滑坡平面示意圖

1.河流;2.斷層;3.推測暗河;4.滑坡體

(3)北部分布山地高剝夷面(S1)為補給區(qū),往南逐級補給S2(二級剝夷面)→S3(三級剝夷面),地下水與地表水分水嶺一致。清江作為地下水區(qū)域排泄基準面,地下水的總體流向自北向南,地下水埋深自北向南變淺,巖溶發(fā)育強度,富水程度由弱漸強。

(4)地塊本身亦是NE向的次級分水嶺,兩端的磨刀河、支井河及其中的苦桃溪亦是小區(qū)域的地下水排泄基面,該次級分水嶺向兩端(向近EW方向)分流的地下水,向磨刀河、支井河、苦桃溪排泄,形成局部的多條管道流,由于受巖溶發(fā)育程度不同的碳酸鹽巖層組的制約和受層間分布的阻水層的限隔,各管道流間隔成各自相對獨立的管道流系統(tǒng)。

(5)該段控制長大隧道兩端引線部分線路方案的重大不良地質(zhì)有廟嶺上滑坡、金龍坪滑坡、故縣坪滑坡等(圖4-12、圖4-13、圖4-14、圖4-15);此外,線路沿支井河左岸走行地段(約5km),分布大冶組(T1d)中厚—薄層灰?guī)r,巖層傾向線路,傾角38°~56°,自然坡與其一致,邊坡高達600m,屬基巖裸露的順層地段,目前山體維持平衡穩(wěn)定,局部地段山腰和坡腳堆積順坡坍塌體,鐵路施工必然釀成工程滑坡,邊坡現(xiàn)存的崩坍落石等均難整治和預防。

圖4-13廟嶺上滑坡剖面示意圖

圖4-14金龍坪滑坡平面示意圖

1.斷層;2.河流;3.等高線;4.地層界線;5.滑動體

圖4-15金龍坪滑坡剖面示意圖

(二)大支坪段巖溶水文地質(zhì)條件

(1)位于支井河、野三河之間的大支坪地塊由NE向背斜構造組成!”承焙瞬繛镾、D碎屑巖,組成背斜山地,兩翼為P、T1d、T1j碳酸鹽巖!”承笔軓娏覕D壓,近核部的F7沖斷層將S—D碎屑巖逆沖覆蓋于P1q、P1m碳酸鹽巖之上,使地表部分地層缺失,巖層陡立,傾角70°~85°。

(2)野三河從北向南流(NNE向),然后折灣橫穿(近EW向)切割背斜軸部,是該地塊巖溶地下水的相對排泄基面。地下水沿巖層層間運移、徑流,其流向與地層走向一致(NNE向),自北而南向野三河排泄。

(3)受地層巖組富水程度的差異控制,受S—D碎屑巖、P1w泥灰?guī)r、T11d頁巖等阻水層的間互阻隔制約,該地塊發(fā)育數(shù)個相對獨立的巖溶水富集帶和管道流系統(tǒng)。

1)水洞坪巖溶封閉洼地富水帶。位于背斜東翼,靠近支井河右岸邊緣,溶蝕洼地匯聚降雨、外部滲入洼地補給水等,注入地下后就近向支井河排泄。

2)水谷壩巖溶槽谷富水帶。位于背斜構造東翼的次級向斜核部,地表為長條狀溪溝槽谷負地貌,槽谷沿地層走向展布,接收兩側斜坡、山頂降雨補給,完全滲漏,槽谷為干谷。地下水位埋深較大,地下水由北向南,向野三河排泄。槽谷內(nèi)接收縱向補給的匯水面積較大,入滲地下可能匯聚成管道流,地下徑流流程較長。