鲜水河断裂热水焓–质关系对隧道工程热害的指示

川藏铁路雅安至康定段穿过鲜水河断裂带,该断裂带不仅构造发育,且水热活动强烈,隧道穿越断裂带面临复杂多变的水热灾害问题。为准确预测热害问题,需要对水热循环过程、运移通道特征进行深入地分析。由于水热系统的复杂性,目前对该断裂带内热储特征、热水运移模式的研究成果尚无法较好地应用在隧道工程热害预测中。本文对此水热系统的水岩平衡、硅-焓特征、氯-焓特征等多种焓-质关系进行综合分析,推断水热体系的多级热储特征,分析热储间的关联并推算热储温度,建立榆林宫至道孚段热水的运移、冷却过程的概念模型。考虑非平衡及冷水混合因素,采用阳离子温标及硅-焓关系推算榆林宫、二道桥、中谷热水的直接热储温度比较接近,约处于228-242℃之间,八美与道孚则明显偏低;氯-焓关系显示二道桥、中谷热水升流分离位置浅于八美、道孚热水;且二道桥热水体系的混合程度最高。分析认为,榆林宫至道孚段水热体系以榆林宫为中心,热水经过绝热冷却、热传导及混合的复合过程,沿北西方向不同深度的通道运移、冷却,在榆林宫至道孚形成多个热害类型、程度不同的隧道工程热害危险区。隧道从不同部位穿越鲜水河断裂带时,涉及的水热活动特征不同,遭遇热害类型、危险程度存在差异。选择二道桥与中谷之间的区域Ⅲ作为铁路穿越鲜水河断裂带的位置具有合理性,但需要避开冷热水混合的含水岩层,施工时要注意配合疏排大量热水。