大临铁路区域活动断裂地热特征与地质选线研究.pdf
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1、云南水力发电YUNNAN WATER POWER38第 40卷第 4期0 引言大理至临沧铁路北接大理站,南至临沧,是国内首条连接滇西南临沧市的国家级干线铁路,正线全长 202 km,其中隧道总长 155.4 km,占线路长度 76.9%。线路穿过云县临沧花岗岩岩基长度 52.5 km,区域活动断裂及高地温热害问题较为突出1。近年来,研究区内有多条高速公路在建,隧道施工也遇到了一些较难处理的高地温问题。铁路方面,拉日铁路、拉林铁路、中尼铁路等线路均开展了一系列的高地温选线研究工作,确立的隧道选线原则主要是“近河谷、傍山浅埋、长隧短打”等2-4。研究区大型山脉呈北西-南东走向,线路需大角度穿过,工
2、程多为深埋长大隧道。地热选线需要在已建立的原则基础上,针对该区大临铁路区域活动断裂地热特征与地质选线研究赵福玉1,张蕊1,刘伟1,杜宇本2(1.中铁二院工程集团有限责任公司,四川 成都 610031;2.西南交通大学,四川 成都 6117561)摘要:大理至临沧铁路跨过澜沧江后穿行于云县临沧花岗岩体,地形地貌和地质条件复杂,铁路长大隧道设置不可避免,工程艰巨,深大活动断裂及高地温热害控制线路方案。结合白石头隧道地质勘察,分析了区域花岗岩体的多期次叠加侵入和形成机理,以及凤庆-云县临沧水热活动带内活动断裂、地热分布特征和地热成因,开展高原艰险山区铁路综合地质选线研究,成功避开了区域地热异常带,推
3、荐了常温带作为隧道线路方案,经过施工验证,推荐方案合理、可行。关键词:大临铁路;活动断裂;高地温;地质选线中图分类号:U211.9;U212.32文献标识码:A文章编号:1006-3951(2024)04-0038-05DOI:10.3969/j.issn.1006-3951.2024.04.010Research on Geothermal Characteristics and Geological Route Selection of Active Faults in Dali-Lincang Railway AreaZHAO Fuyu1,ZHANG Rui1,LIU Wei1,DU Y
4、uben2(1.China Railway Eryuan Engineering Group Co.,Ltd.,Chengdu 610031,China;2.Southwest Jiaotong University,Chengdu 611751,China)Abstract:Dali-Lincang Railway crosses the Lancang River and passes through the Yunxian Lincang granite body.The terrain,topography,and geological conditions are complex,a
5、nd the installation of long tunnels on the railway is inevitable.The project is arduous,and the control line scheme for deep and large active faults and high temperature thermal hazards is proposed.Based on the geological survey of the Baishi Tunnel,this study analyzed the multi-stage superimposed i
6、ntrusion and formation mechanism of the regional granite rock mass,as well as the active faults,geothermal distribution characteristics,and geothermal genesis in Fengqing-Yun County-Lincang hydrothermal activity zone.A comprehensive geological route selection study was carried out for railways in di
7、fficult mountainous areas on the plateau,successfully avoiding the regional geothermal anomaly zone.The normal temperature zone was recommended as the tunnel route plan.After construction verification,the recommended plan was reasonable and feasible.Keywords:Dali-Lincang Railway;active fault;high gr
8、ound temperature;geologic route selection收稿日期:2023-04-25作者简介:赵福玉(1972-),男,云南大理人,高级工程师,注册土木工程师(岩土),主要从事铁路、公路、市政工程地质和岩土工程勘察工作。*赵福玉,张蕊,刘伟,杜宇本 大临铁路区域活动断裂地热特征与地质选线研究39域地热特征,开展进一步的探索和研究工作。1 区域地质条件1.1 地形地貌大临铁路穿行于云贵高原的西部边缘,为著名的横断山脉南段无量山区,线路翻越无量山、锅底山、邦马山等5,跨越澜沧江,其间镶嵌大理、巍山、云县及临沧等构造堆积盆地,区内中山与峡谷、中山与湖盆并存,地形起伏剧烈。
9、白石头隧道位于澜沧江流域与怒江流域分水岭之董家山,属于构造剥蚀中山地貌,隧道全长 9 375 m,最大埋深 309 m。1.2 地层岩性区域岩土种类多,岩性复杂,以花岗岩分布最为广泛。线路穿过云县-临沧花岗岩体分布在澜沧江及其以西和以南地区,其南北长约156 km,东西最宽约 57 km,最窄处 13 km,出露总面积达 4 784.3 km2,分布面积占 60%以上。变质岩为古生界澜沧群(Pz1ln)绢云片岩、炭质片岩等,分布面积约占 25%。区内分布沉积岩多以盖层形式覆盖于花岗岩体顶部。1.3 地质构造及新构造运动区域大地构造分区为滇缅泰亚板块保山褶皱带。测区以“歹”字形构造体系和经向构造
10、体系为主体,对区内沉积坳陷、隆起的分布、古地理变迁及岩浆活动均有显著的控制。研究区主要断裂构造有南汀河断裂西支6,走向 N50 E,倾向 SE,倾角 56,全长近 500 km,是 1 条全新世活动断裂;东支走向 N40 E,倾向 SE,倾角较陡,全长近 150 km,为晚更新世活动断裂;晓街大寨断裂,北段和中段走向 N10 20 E,南 段 转 为 N20 30 W,断 裂 倾 向 西,倾角 70 80,为中晚更新世活动断裂;帮海蚂蚁堆断裂,走向北东向,倾向北西,倾角45 60,为非活动性断裂。区内新构造运动强烈,表现在喜山运动以来,印度洋板块与欧亚板块 2 大板块强烈挤压碰撞,该区抬升成高
11、原,地壳紧缩,怒江、澜沧江、金沙江“三江”靠拢,断裂复活,地震频发,岩浆侵入,火山爆发7。1.4 花岗岩叠加侵入机理研究云县临沧花岗岩体的岩性组成为印支期(51)、燕山期(52、53)和喜山期(6)花岗岩,以及时代不明之侵入岩脉,是十分活跃的现代岩浆岩体,表现为多期次岩浆叠加侵入,与澜沧江断裂密切相关。自印支期开始,该断裂表现最活跃,发生规模宏大的酸性岩浆侵入和强烈的边缘混合岩化作用、区域变质作用,云县临沧花岗岩基开始形成;燕山运动使澜沧江断裂再次活跃,伴有酸性岩浆侵入和边缘贯入混合岩化作用的强烈活动,与印支期叠加形成南北向巨大花岗岩岩基;喜山运动期间澜沧江断裂又发生强烈活动,伴有碱、酸性岩浆
12、侵入,但规模比前 2次弱。国内相关资料研究表明,岩性上地热形成往往与燕山-喜山期岩浆岩伴生,较其它岩体密切8。1.5 水文地质特征区内地表分布南桥河、长坡岭河、头道水等河流,水体分布有刘家坝水库,是云县城自来水供应的重要水源地之一。地下水类型划分为基岩裂隙水和构造裂隙水类型,总体各含水岩组富水性弱中等。地下水补给区位于董家山、花山一线的分水岭地带,平均海拔在 2 000 m 以上。区内降雨量较大,因而地下水获得的补给量较大。地下水径流区分布于山坡地带,分布高程一般在1 200 2 000 m,切割深度 200 1 000 m。区内岩石裂隙和构造裂隙发育密度大,张开性好,有利于地下水的运移及沿途
13、地表水的渗入补给。地下水排泄区位于断陷河谷、槽谷地带,分布高程在 1 100 1 500 m。地下水在径流过程将吸收到的热量带至排泄区9,被加热的地下水在有利的岩性构造与地形地貌组合部位形成热储或出露温泉。区内断裂以南北向为主,次为北东向、北西向。在现代构造应力场的作用下,南北向及北东向张性或张扭性断裂是地热水的主通道。北西向断裂与主应力交角大者以压扭性为主,对地热水径流起着阻隔作用,交角小者多为张扭性起导水作用,是本区温泉出露的重要条件10。研究区分布的南汀河断裂西支、东支、帮海蚂蚁堆断裂及晓街大寨断裂均有地热分布和温泉涌出,属于导水导热40云南水力发电2024 年第 4 期断裂系统。2 区
14、域地热特征及成因2.1 地表热显示云县临沧花岗岩巨大岩基和发育的活动断裂构成了凤庆云县临沧水热活动带,是我国水热活动最强烈的地区之一,属于高温水热活动带。区内温泉主要沿北东向和南北向断裂分布,热水出露于花岗岩及古生界变质岩内,温泉泄溢的地貌形态多为河谷。带内各类热水显示区 27 处,沸泉全部分布于该带,其中温度最高的大控蚌沸泉,最高温度 98。研究区内主要温泉分布情况见表 1。表 1 水热活动带主要温泉特征表野外编号出露位置坐标地层岩性流量/(L/S)水温/C热储温度/C循环深度/kmXYHWs29凤庆县永新乡北热水塘2 740 37017 590 8631 460Pz1ln片麻岩3.3392
15、155.85.3Ws30凤庆县永新乡热水塘2 740 30017 590 8631 450Pz1ln片麻岩0.797158.65.4Ws31昌宁县小石桥温泉2 683 01817 570 7531 460T2泥岩、砂岩2.1355.5100.13.5Ws32凤庆县大寺乡大寨温泉2 740 89817 586 8131 135Pz1ln片麻岩5.6259102.33.8Ws33凤庆县勐佑乡习谦温泉2 723 83417 573 8851 500AnOx片岩2.1355.599.23.4Ws34凤庆县营盘镇王家寨温泉2 703 17417 569 8161 709J2l灰岩3.056391.83.
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