(一)特殊地質背景

(1)溶腔發育于T²₁j地層的中—厚層灰巖中，為強巖溶發育層。

(2)溶腔發育于魯竹壩背斜軸部傾伏端的轉折處，地層隨褶皺變形呈弧形彎曲，是擠壓彎曲變形強烈的部位。弧頂張裂隙和層間位移產生的破劈理發育。區域構造節理主要有：EW～N80E(近東西)的橫向張裂隙、SN～N40E的縱向張裂隙等。這些裂隙和節理強烈切割巖體，有利于巖溶水的活動及其溶蝕作用(圖2-10)。

(3)DK204+390～DK206+800(含此大型溶腔地段)處在巖溶地下水向長巴河暗河排泄的陡梯度排泄區及NE向(沿巖層層間裂隙、縱向張裂隙發育)地下水和NEE—EW向(沿橫向張裂隙發育)地下水交匯處(圖2-10)。

(4)溶腔處在巖溶地下水(溶隙流、管道流)陡坡降的復雜變化處(隧道左側即上游端的水力梯度為0.037，而隧道右側即下游端的水力梯度為0.084)。

(二)溶腔形態特征

(1)揭露的大型溶腔沿隧道縱軸涉及里程為DK204+610～+735，由兩個大腔體和與其聯接的“廊道”組成。1^#溶腔、2^#溶腔的長軸方向與巖層走向近一致。聯接“廊道”軸向近EW向，與區域NEE—EW橫向張節理一致(圖2-10)。1^#大腔體(DK204+610～+640)沿線路長30m，橫寬63m，高25m。2^#大腔體(DK204+690～+721)沿線路長31m，橫寬21～25m，高9～11m;聯接“廊道”呈扁平狀，橫寬13m，高3m。溶腔(沿隧道縱軸)縱斷面形態如圖2-34、圖2-35所示。

圖2-34魯竹壩隧道DK204+610～+735段溶腔發育平面示意圖

圖2-35魯竹壩隧道DK204+600～+740段溶腔隧道中心縱剖面圖

圖2-10魯竹壩2^#隧道溶腔地質圖

(2)大腔體呈“廳堂”型，聯接廊道為扁平管道型。

(3)“廳堂”型腔體可能曾經為多向管道流交匯的場所，形成過程中的水動力、營力條件較復雜。目前地下水位已下降至溶腔體的下部，現已成為“干溶腔”。“干溶腔”的上方發育的垂向溶隙和垂直隙洞，是與淺層、地表聯系的管道，也是地表水流補給腔體的通道。溶腔則相當于地表匯水水流集中滲漏的“地下漏斗”。

(三)腔體內堆積物特征

(1)1^#溶腔

1)腔體頂部和周壁有少量碳酸鈣析出物。底部有較厚的堆積層：

上層：表層散布大塊石，其下為黏土夾碎石(近下部夾黑色樹木、腐植木屑)，厚約19m。

下層：為棕褐色黏土，軟塑，厚約6～8m。

2)從堆積物結構特征看，僅表層有部分崩坍堆積物，整體基本為入滲水的淤積物。

3)堆積物是在水流溶蝕作用形成溶腔的過程中，地下水位下降致腔體成為過水通道的歷程中，不斷淤積、堆積形成的。堆積物底為黏土，上部為碎石土，自下而上顆粒逐漸變粗，說明過水水流初期量小，流速小，攜帶能力小，堆積黏土。隨著水流溶蝕的增強，溶腔與地表聯系的不斷暢通，過水水流量增大，攜帶能力增大，堆積碎石土，偶夾樹木屑等。

4)堆積物上層含黑色樹木屑、腐植木屑，說明滲入水流隨帶物來源于就近地表。

(2)2^#溶腔。其堆積(淤積)物的特征與1^#溶腔類似。

(3)聯接管道(廊道)段。頂部和側壁多顯露基巖，但有裂隙滲水和滲水地段普遍發育的鈣化和石鐘乳。底部發育溶蝕析出物、鈣化等(未見堆積物)，說明該段洞體長期處在不斷的保持滲水狀態，但不存在往下部滲漏的較大通道。

(四)腔體水文地質特征

由于相對排泄基準面(混水河、長巴河伏流)的下切，地下水位下降，早期形成并保留的干溶腔則成為過水通道。相關地表匯水面積內的降雨滲入的地下水和周邊淺層補給的巖溶水匯集于溶腔，通過溶腔下滲并向長巴河伏流(暗河)排泄。

(1)溶腔—過水通道的來水(補給水)。溶腔的過水主要來自于垂直向滲漏水，因地下水水位低于腔底，所以水平向補給極少。目前垂直向的補給主要來自于與溶腔有關的地表匯水面積內的降雨入滲水，匯水面積約0.09km²。

向溶腔的補給量估算如表2-4所示。

表2-4溶腔水補給量計算表

(2)來水的排泄。地下水水位低于腔底。溶腔承接補給來水并向深部滲漏、排泄。補給來水的滲漏路徑為：來水通過溶腔內的松散堆積層與堆積層周邊側壁巖層、底部巖層的巖溶裂隙或溶隙管道網絡，匯聚于長巴河暗河。

1)地下水位的估判。溶腔內“Jz—補魯初3”鉆孔揭示水位標高為559.9m，溶腔底部普遍存在一層厚約6～8m的棕褐色黏土為不滲透層，水位位于該不透水層的上部，可能為局部、短期的滯留水水位，地下水位應在溶腔的下部。相對排泄基面(長巴河伏流)的標高為505m，據泄水水流梯度推算，溶腔下部地下水位應為：505+(0.04×1 100)=549m(標高)。

2)滲漏條件。地表降雨入滲水至腔體后，通過溶腔松散堆積體底部直接往深部的滲漏為豎向面狀滲漏;同時還通過松散堆積體周壁基巖裂隙、溶蝕裂隙往深部滲漏，為側向滲漏。