西藏沃卡温泉形成条件剖析及其对隧道工程影响的深度研究.docxVIP

西藏沃卡温泉形成条件剖析及其对隧道工程影响的深度研究

一、引言

1.1研究背景与意义

西藏地区独特的地质构造与活跃的地壳运动，造就了丰富的地热资源，沃卡温泉便是其中之一。沃卡温泉位于西藏山南地区桑日县北东部沃卡盆地，其出露呈北东向带状展布，与沃卡盆地西边界断裂方向相似，与断裂构造关系密切。近年来，随着西藏地区基础设施建设的大力推进，在沃卡温泉区域及其周边开展隧道工程建设成为必然趋势。例如拉林铁路的建设，其五标工程中的桑珠岭隧道就靠近沃卡温泉，该隧道存在岩爆、高地温、温泉水等不良地质，为I级风险隧道，施工过程中隧道内岩温最高达到87.7摄氏度，给工程建设带来极大挑战。

研究沃卡温泉的形成条件，有助于深入了解该地区独特的地质构造与地热活动规律。西藏地处地中海-喜马拉雅地热带的中东部，构造极为发育，岩浆活动和变质作用强烈，是全球地热活动最强烈的地区之一。通过对沃卡温泉形成条件的研究，如分析其热源、水源以及运移通道等要素，可以进一步丰富对西藏地区地热形成机制的认识，为区域地质研究提供重要的数据支持与理论补充。从温泉的水化学特征来看，研究区温泉的主要阳离子成分为Na?，阴离子主要成份为SO?2?，通过对这些化学成份的研究，可以推断温泉在地下的循环过程以及与围岩的相互作用。从同位素特征分析，温泉水主要来源与大气降水补给，利用同位素特征推算补给区年平均温度为-6℃，补给高程在5000-5600m之间，这对于理解区域水循环和地质演化具有重要意义。

在隧道工程建设方面，研究沃卡温泉对隧道工程的影响至关重要。温泉的存在可能导致隧道施工中出现涌水、高地温等问题。涌水会增加施工难度，影响工程进度，甚至可能引发坍塌等安全事故；高地温则会影响施工人员的身体健康与工作效率，例如在桑珠岭隧道施工中，工人们在高温环境下作业，常出现脚底烫起泡、中暑等情况。通过研究温泉对隧道工程的影响，可以提前制定相应的应对措施，保障工程的顺利进行，提高工程的安全性与可靠性，降低工程成本与风险。

1.2国内外研究现状

在温泉形成条件研究方面，国外学者对全球不同地质背景下的温泉开展了大量研究。例如，对环太平洋火山带、大西洋中脊等地质活跃带的温泉研究发现，火山活动是温泉形成的重要热源之一，如日本别府温泉和冰岛蓝湖温泉，其地下热水温度可高达数百摄氏度，与火山活动密切相关。同时，地热梯度也是温泉形成的关键因素，地壳平均每深入地下100米，温度上升约3℃，在断裂带或地壳薄弱区，地下水可以在较浅处被加热，像新西兰的罗托鲁瓦温泉便是如此。国内学者针对西藏地区的地热资源也进行了诸多研究。佟伟等对西藏地热分布特征、规律，地热田地球化学，地热能发电等方面展开研究，指出西藏地热划分为藏北低—中温水区、“三江”上游中—高温热水区及藏南部谷地高—中温水汽区三大区，且其分布严格受活动断裂控制，与区域大地热流背景关系密切。贺咏梅等通过对沃卡温泉出露特征、水化学及同位素组成调查，结合温泉发育的地质背景，研究得出沃卡温泉出露呈北东向带状展布，明显受断裂控制，水化学类型为Cl?SO?-Na和SO??HCO?-Na型，来源于大气降水补给，补给高程在5000-5300m之间，地球化学温标估算热储温度155℃，泉类型主要为断裂深循环型。

关于温泉对隧道工程影响的研究，国外在隧道施工应对高温、涌水等方面积累了一定经验，研发了一系列先进的施工技术与防护措施。国内学者也针对西南地区新建铁路隧道受温泉影响的情况进行了研究。高芳芳等对西南某新建铁路隧道受瓦纳温泉影响进行分析，从地热背景、水化学特征、同位素特征等方面得出温泉发育特征，并结合隧址区构造发育特征对隧道高地温风险进行初判，通过钻孔实测温度数据分析隧道热害等级，进一步分析预测隧道高地温分布段落及其分布规律。胡文丰等针对台湾山岳隧道施工受温泉流水影响的实际工程案例，分析现地探查数据及隧道开挖施工效率，探讨了温泉水对隧道施工的影响。

然而，当前研究仍存在不足与空白。对于沃卡温泉形成条件的研究，虽然已取得一定成果，但在温泉形成的微观机制，如热水与围岩之间的化学反应动力学过程，以及深部地质构造对温泉形成的精细控制作用等方面，研究还不够深入。在温泉对隧道工程影响的研究中，针对沃卡温泉地区特殊地质条件下，隧道施工过程中温泉水与隧道支护结构相互作用的长期稳定性研究较少，缺乏系统的理论模型与实践经验总结。不同类型温泉对隧道工程影响的差异性研究也有待加强，以便更精准地制定隧道工程应对策略。

1.3研究内容与方法

本研究将深入剖析沃卡温泉的形成条件，具体内容包括：详细探究沃卡温泉的热源，分析其是源于深部熔融体、放射性元素衰变，还是其他因素；明确温泉的水源，研究其是大气降水补给后经何种路径下渗、循环，以及与区