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川藏铁路作为进入西藏的大通道,具有重要战略意义,同时其建设面临着空前的困难及挑战。川藏铁路需穿越断裂构造活动极强的我国规模最大的南北向构造带横断山区,受横断山脉南北向构造带影响,金沙江流域内可溶岩呈南北向分布,出露面积广大,故铁路必将穿越岩溶区。岩溶区产生的隧道涌突水等岩溶地质灾害对工程建设安全性有极大影响,加之受气候、地形恶劣条件影响,使该地区岩溶研究难度极大,缺乏系统性的区域岩溶研究,对岩溶发育特征、规律认识也远不如西南其他岩溶地区。因此,开展该地区岩溶研究可从岩溶角度为川藏铁路穿越金沙江流域等高山峡谷岩溶地区的线路选取提供科学依据,同时对于丰富世界岩溶成果也具有重要的科学意义。本文在对拟建川藏铁路跨越金沙江段地区已有资料搜集基础上,通过野外实际踏勘,采用现场追踪等调查方法查明区内可溶岩分布情况,结合高清遥感影像,运用数理统计法对区内岩溶发育形态进行统计,归纳并总结岩溶发育规律,针对区内岩溶发育形态特点,分析各因素对岩溶发育影响,以此总结区内主要控制要素,在此基础上将区内岩溶地带分区块,并分区块论述其隧道工程建设适应性。获得了以下认识:(1)本区研究面积约为14000km2,其中碳酸盐岩出露面积为3658km2,占研究区面积的26%,可溶岩从志留系至三叠系均有出露;主要集中分布在金沙江东岸以及研究区西北部,受构造行迹控制,区内可溶岩呈南北向展布。(2)区内地表岩溶形态以岩溶洼地为主,共提取洼地349处,总面积约118km2,区内洼地分布广泛、石炭系(C)与泥盆系(D)洼地密度较大,分别为17.52个/100km2与12.5个/100km2,二叠系(P)洼地发育密度最小,仅5.03个/100km2;区内洼地形状以不规则形和多边形为主,分布高程主要集中于41004900m高程区间,多位于较高海拔处。(3)区内广泛分布岩溶泉;调查统计的64个泉点,流量共约4224L/s,其中石炭系(C)、泥盆系(D)为相对富水含水层,出露泉点流量多大于100L/s,二者总流量占区内泉点总流量的80%,同时最大泉流量在泥盆系(D)中,流量可达500L/s;三叠系(T)与二叠系(P)富水性较弱,尤其是二叠系(P),尽管调查泉点个数较多,但总流量仅占总流量2%。结合地表岩溶形态各地层统计结果可知石炭系与泥盆系岩溶发育强度最强,志留系次之,二叠系与三叠系相对较弱。(4)区内岩溶现象主要分布在较高海拔处,岩溶泉点主要出露于中、低高程,高于排泄基准面,因此区内高山峡谷型岩溶发育具有典型的三段式特征,即在山顶处大量分布岩溶洼地,岩体内多为深大溶蚀裂隙;中部则以溶隙、小型溶孔为主,且仅分布于表浅处,底部岩溶不甚发育,岩体较完整;故调查岩溶泉多出露于斜坡中下部或靠近河谷底部而非在河谷底部低洼处出露。(5)研究区岩溶发育主要受地层岩性、地质构造、地形地貌及外界环境温度的控制;虽满足岩溶发育的基本条件,但研究区位于青藏高原东南缘,区内气候变化极大,青藏高原急剧隆升前区内气候温暖湿润,利于岩溶发育,伴随青藏高原急剧隆以及受第四纪多次冰期影响,区内温度急剧降低,常年低温一方面使溶蚀速率变缓,另一方面使植被与空气中CO2含量变少,促使研究区岩溶发育能力变弱,仅于表浅处发育或不甚发育,故外界温度直接或间接影响成为导致区内高山峡谷型岩溶呈现三段式发育特点的主控要素。(6)拟建川藏铁路穿越研究区时,铁路工程大多以隧道工程为主,隧道穿越研究区时最易产生的岩溶地质灾害为涌突水灾害,同时区内岩溶具有典型的三段式发育特点,故涌突水的形式主要以裂隙型高压突水为主。参照地质灾害中工程建设适宜性分级说明,结合前述区内岩溶发育特征等因素将川藏铁路穿越研究区岩溶地带的隧道工程建设适宜性初步分为不适宜、基本适宜、适宜三个级别,并分区块对各区块隧道工程建设适应性进行评述。