恩施至利川段有云霧山、石板嶺、金子山等山嶺縱貫?zāi)媳钡钠琳,有清江橫穿、支流深切的阻隔,有可溶巖遍布,巖溶、巖溶水危害的困擾,嚴(yán)重制約線路方案的選擇。

一、地形地貌與地質(zhì)概況

該區(qū)東側(cè)分布NE向云霧山、石板嶺山峰(S1剝夷面),西側(cè)分布NE向金子山山地(S1剝夷面),呈縱向延綿,于南、北兩端的花椒坪地區(qū)、木貢地區(qū)收斂合圍,被山勢(shì)合圍的中間構(gòu)成“船形”槽谷,清江于北部收斂端橫向穿越,成為該區(qū)的排泄基準(zhǔn)面。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造有云霧山背斜、金子山復(fù)背斜,后者構(gòu)造區(qū)域更為控制線路的選擇。金子山復(fù)向斜(含次級(jí)寬緩向斜)的南、北兩端翹起收斂,與山勢(shì)圍合一致。金子山復(fù)向斜核部分布巴東群非碳酸鹽巖與不純碳酸鹽巖,構(gòu)成金子山山地(正地形);向斜的東南翼組成復(fù)式次級(jí)向斜,分布嘉陵江組(T1j)、大冶組(T1d)純碳酸鹽巖巖組間夾泥灰?guī)r等不純碳酸鹽巖,依次組成較寬闊的次級(jí)向斜槽谷低地、石板嶺單面山;橫斷面反映的構(gòu)造、剝夷面關(guān)系如圖4-16、圖4-17所示。

圖4-16金子山復(fù)向斜橫斷面圖

圖4-17恩施—利川地區(qū)構(gòu)造圖

次級(jí)向斜構(gòu)造為寬緩褶皺,地層傾角較緩,一般約5°~15°。斷裂不發(fā)育,強(qiáng)勢(shì)節(jié)理裂隙主要有N30°~50°E/NW∠80°~90°(縱張)、N60°~90°W/SW∠60°~80°(橫張)。

該區(qū)域控制線路方案選擇的地質(zhì)問(wèn)題有復(fù)雜的巖溶、巖溶水,大型的不良地質(zhì)體等。

二、巖溶水文地質(zhì)條件

(一)清江北岸(馬者-木貢清江沿岸)段

位于金子山復(fù)背斜北部翹起端的山區(qū),清江深切、橫穿其間,河流兩岸陡峻,為區(qū)域地下水排泄基準(zhǔn)面;出露P2w、P2c、T1d、T1j等地層,清江北岸巖層傾向河流,傾角15°~25°,存在順層問(wèn)題。深切的清江河床揭露P2w炭質(zhì)頁(yè)巖、泥灰?guī)r,連同P2c灰?guī)r溝通組成順層緩坡,覆蓋其上的T1d、T1j灰?guī)r組成后緣陡坡及山地;清江為北部碳酸鹽巖山區(qū)巖溶水的排泄區(qū),大量的巖溶水通過(guò)邊坡及P2w層面向清江排泄。此種清江北岸邊坡的地貌、巖層、水文地質(zhì)條件等特殊的組合,構(gòu)成最不利邊坡穩(wěn)定的地質(zhì)結(jié)構(gòu),沿岸廣布大型順層滑坡等。

(二)小溪暗河段

(1)石板嶺山地及斜坡、次級(jí)向斜核部槽谷,皆分布嘉陵江組(T1j)強(qiáng)巖溶發(fā)育層組,為巖溶、巖溶水的發(fā)育提供了條件;次級(jí)向斜核部槽谷洼地為巖溶地下水匯聚提供了場(chǎng)所;強(qiáng)勢(shì)節(jié)理裂隙及沿其繼承、追蹤發(fā)育的溶隙、管道為巖溶地下水提供了徑流、聯(lián)系的通道;金子山復(fù)向斜山地與槽谷的交接處,即巴東群碎屑巖與嘉陵江組碳酸鹽巖組的交界處,其地貌、巖性、構(gòu)造等都有利于巖溶水的發(fā)育、集聚。因此,綜合造就了小溪暗河系統(tǒng)。

(2)小溪暗河為一大型地下河系統(tǒng)。東部以石板嶺山地分水嶺為界,南部以花椒坪山地分水嶺為界,西部以金子山分水嶺為界,北部以小溪河與清江的分水嶺為界,合計(jì)匯水面積287.5km2(其中碳酸鹽巖區(qū)240.25km2,碎屑巖區(qū)47.25km2),為巖溶水的補(bǔ)給區(qū);東部、南部分水嶺至小溪暗河槽谷之間大片分布的山前峰丘、斜坡地帶是巖溶水的徑流區(qū)(是小溪主暗河子系統(tǒng)的發(fā)育區(qū)域),西北、北部類(lèi)似的徑流區(qū)較狹窄;槽谷洼地(次級(jí)向斜負(fù)地形范圍)為巖溶水匯集區(qū),為小溪暗河的徑流區(qū)、支暗河的排泄區(qū);清江為整個(gè)小溪暗河的排泄基準(zhǔn)面。

(3)小溪暗河由多支支流匯合而成。以小溪暗河為排泄基準(zhǔn)面而發(fā)育的支流(支管道),其發(fā)育深度皆受小溪暗河基準(zhǔn)面控制,因而支流(支管道)皆位于地區(qū)淺(上)部巖溶發(fā)育帶(垂直帶、季節(jié)變動(dòng)帶、水平流動(dòng)帶)中。主要支流有:

1)岳武壩—貓兒洞主支流。岳武壩(岳武暗河)→金子山山嶺東側(cè)坡腳(碎屑巖與碳酸鹽巖的交界處)的洞埡口→貓兒洞→謝家大坪→匯入小溪主暗河;此外,尚有多支分支管道流匯入該主支流,組成“脈”狀管道體系。

2)團(tuán)堡主支流。金子山山地北側(cè)的團(tuán)堡河(明流)→方家院子入口(轉(zhuǎn)入地下)→大河洞→橋老河→多老河→耗子洞→匯入小溪主暗河。團(tuán)堡暗河補(bǔ)給源為碎屑巖地區(qū),匯水面積約47.25km2。

3)小馬灘—龍?zhí)吨Ч艿懒鳌0l(fā)育于東側(cè)石板嶺山嶺的斜坡地帶,其路徑為小馬灘河(明流)→注入豎井(成地下管道流)→龍?zhí)丁蛭浛诔隹?管道流排出地表),匯水面積約4~5km2。示蹤試驗(yàn)證實(shí)為上部淺層巖溶發(fā)育帶內(nèi)的管道流,同時(shí)證實(shí)了上述路徑。此支管道流較之上述支暗河其規(guī)模較校

4)鳥(niǎo)臘河—獅子口支管道流。鳥(niǎo)臘河明流→注入豎井(轉(zhuǎn)入地下管道流)→獅子口→響水洞→匯入小溪主暗河。

(4)小溪暗河地區(qū)主要巖溶水文地質(zhì)特征

1)南部見(jiàn)天壩、花椒坪分水嶺地區(qū)(金子山復(fù)向斜南部翹起端),為補(bǔ)給區(qū),降水大部下滲,巖溶水多為季節(jié)性垂直滲流水,雨季較豐。降雨下滲水多外流補(bǔ)給下游,滯留不多,貯存較少;巖溶形態(tài)多為垂直型,發(fā)育深度相對(duì)較大。

2)東部石板嶺分水嶺及其斜坡地帶,涉及地域較大,石板嶺分水嶺山地臺(tái)原的溶蝕洼地匯水區(qū)的降雨入滲水注入地下直接匯入管道流,或入滲淺部巖溶發(fā)育帶經(jīng)匯聚后,再匯入地下管道流。為適應(yīng)遠(yuǎn)程排泄基準(zhǔn)面要求,以獨(dú)立的、單管式管道流向遠(yuǎn)處排泄,如石板嶺地區(qū)大坪→獅子口管道流。山嶺斜坡的峰丘、溝谷區(qū),分布嘉陵江上、下組之間夾的一層傾角較小的泥灰?guī)r阻水層,由于該阻水層的阻隔形成地表徑流(明流),再輾轉(zhuǎn)注入碳酸鹽巖中的豎井或漏斗轉(zhuǎn)為地下管道流,向就近的排泄基面排泄,如小馬灘—龍?zhí)丁蛭浛谥О岛樱●R灘明流→注入豎井→暗河→涼風(fēng)洞→蝌螞口(出口);鳥(niǎo)臘河—獅子口支暗河,鳥(niǎo)臘河明流→注入豎井→暗河→獅子口→小溪主暗河。阻水層上部碳酸鹽巖(位在山嶺斜坡表層)承接的降雨入滲水匯聚于阻水層上部界面成管道流,順界面(阻水層層面)徑流,若小溪槽谷低處出露阻水層,則管道流被揭露而泄出(以大泉、管道流出口形式泄出),如箐口鎮(zhèn)附近及其南端山前斜坡坡腳出露的大泉、管道流等。箐口鎮(zhèn)北端,位于阻水層的下部為大片單一碳酸鹽巖地層,其間發(fā)育的支暗河的規(guī)模、流量均較大,如長(zhǎng)慶支暗河?梢(jiàn),上述不同地域、不同環(huán)境形成的管道流各有自己的補(bǔ)給、匯聚、徑流體系,構(gòu)成各自相對(duì)獨(dú)立的管道流系統(tǒng),即小溪暗河的支系統(tǒng)。東部山地斜坡區(qū)域發(fā)育多支支暗河系統(tǒng)是其特點(diǎn)。