尼格高地温隧道地热成因及地温分布特征研究

作者：杨冬; 胡政; 黄锋^*; 刘星辰

来源：铁道科学与工程学报, 2023, 20(06): 2326-2339.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20221148

• 高温隧道
• 热源
• 传热通道
• 现场实测
• 地温场分布

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(γ35(a))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10.01μW/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。

• 单位
  土木工程学院; 重庆交通大学; 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司