尼格高地温隧道地热成因及地温分布特征研究

摘要：

隧道高地温带来诸多工程难题,如施工环境恶劣、衬砌耐久性降低、通风效果不佳等.以中国最高温公路隧道尼格隧道为研究对象,兼具干热岩和湿热岩特征,开挖掌子面围岩温度88.8℃,涌水温度63.4℃.通过地质调查、水化学分析、地热储分析、放射性元素分析、现场实测等方法,研究隧道的地热地质构造特征、地热热源、传热通道及温度场分布.研究结果表明,隧址区位于红河断裂等4组断裂地块内,地表温泉水温高达53.8～87.9℃,新构造活动强烈,地质构造复杂,穿越三叠系中统个旧组(T2g)灰岩和燕山期侵入(γ3(a)5)花岗岩.隧道灰岩段地下水主要源自大气降水和浅表水下渗,裂隙水深循环与硅酸盐岩、表层与白云岩发生水-岩作用.运用SiO2,Na+K,K+Mg和Na+K+Ca地热温标,推测隧址区的热储温度为122.47℃,热储埋深2 457 m.热源为地壳深部热异常体和放射性元素衰变生热,排除个旧燕山期花岗岩岩浆余热为热源的可能.花岗岩放射性元素衰变生热率10.01 μW/m3,是滇东南燕山期花岗岩生热率的1.7～8.2倍.热源通过岩体向地表传递,断层Fn1,Fn2,fn1,接触带LJ,构造优势裂隙LG,溶蚀及岩溶通道LR构成传热通道.现场实测岩体温度随埋深增大而增加,灰岩段为湿热岩,水温＞岩温＞气温;花岗岩段为干热岩,岩温＞气温.在相同埋深下,灰岩段水温(岩温)明显低于花岗岩段岩温.研究成果可为类似工程地热成因分析提供借鉴.

关键词：高温隧道、热源、传热通道、现场实测、地温场分布

所属期刊栏目：20

分类号：U25(铁路隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金;重庆市自然科学基金资助项目;山区桥梁;国家重点实验室开放基金

在线出版日期：2023-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：2326-2339