论文部分内容阅读
川藏铁路位于青藏高原的东南部,东起成都、西至拉萨,是继青藏铁路之后的第二条进藏“天路”。拟建拉月隧道是川藏铁路昌都至林芝段的重要组成之一,该隧道位于喜马拉雅东构造结的北部区域,靠近于著名的雅鲁藏布江缝合带,加之该区域属于雅鲁藏布江大拐弯地热带,其地质构造与地热条件极为复杂。据现场调查,区内水热活动较活跃,在隧道进口端及沿线东南侧的河流两岸均有温泉出露,其水温介于18.5～91.5℃之间。此外,研究区测温钻孔特征也进一步揭示该区域属于地热异常区。因此,极有必要对隧道区域地下热水成因、隧道穿越段地温分布特征进行研究,为隧道工程热害防治提供一定的参考性。本文首先以拉月隧道区内出露的温泉为研究对象,结合区域地热地质背景,分析其水文地球化学与同位素特征,并对各温泉的受控因素及形成演化特征进行研究;然后再以隧道穿越段岩体为研究对象,运用ANSYS有限元软件建立隧道纵断面二维地温场数值模型,模拟隧道沿线地温分布特征,并对拉月隧道各段岩温进行预测。得出如下结论:（1）拉月曲北岸的拉月温泉与排龙温泉主要受雅鲁藏布江缝合带控制,迫龙藏布北岸的长青沸泉主要受通麦—通灯断裂控制,易贡藏布附近的甲中温泉和拍拍温泉主要受控于嘉黎—易贡藏布断裂。（2）研究区各温泉的氢氧同位素(δD—δ18O)特征表明,大气降水与冰雪融水为温泉的主要补给水源,其补给高程在4300～4600 m范围内,经硅—焓混合模型分析得知各温泉在上升运移途中存在浅层地下冷水混入,因此计算的补给区高程可能要比实际低。（3）利用SiO2地热温标和多矿物平衡图估算各泉点热储层温度,并采用地温梯度法估算其循环深度。其中拉月温泉热储温度在116.88～142.94℃范围内,其循环深度约4800 m;排龙温泉热储温度在131.92～156.35℃之间,其循环深度在5300 m左右;长青沸泉热储温度在150.61～162.29℃之间,其循环深度约为5500 m;甲中温泉热储温度在94.58～122.75℃范围内,其循环深度在4100 m左右;拍拍温泉热储温度在122.60～148.06℃之间,其循环深度约为5000 m。（4）研究区温泉演化模式:以印度—欧亚板块碰撞、造山过程所伴随的一系列活动产生的热量为综合热源,周围山区大气降水及冰雪融水沿断裂破碎带向深部运移,汲取深部热源热量形成高温热水,而后因受深部环境中温度、压力等条件影响,使其沿构造薄弱带（断裂、裂隙密集带）向上运移,在河流沟谷附近出露成泉。不同出露位置的温泉,其运移通道性质有所差异,由于围岩性质、水—岩作用程度、浅层地下水混入程度等方面差异,使得区内出露的各温泉点温度和水化学特征各不相同。（5）隧道纵断面地温场数值模型表明,拟建拉月隧道在部分段落存在热害问题,其可能遭遇热害的热源主要受控于雅鲁藏布江缝合带。模型预测隧道沿线岩温在10.44～81.93℃之间,其中Ⅴ级严重热害段占隧道全长的42%,Ⅳ级较严重热害段占隧道全长的7%,Ⅲ级中等热害段占隧道全长的19%,Ⅱ级轻微热害段占隧道全长的16%,Ⅰ级无热害段占隧道全长的16%。