龍麟宮隧道出口位于宜萬鐵路DK232+335～+506地段發(fā)育特大型溶腔，十分罕見。

(一)地質(zhì)背景及成因

(1)隧道處在寒武系碳酸鹽巖組成的云霧山背斜的東南冀與恩施盆地的交界處，巖性差異(山地斜坡為可溶巖，盆地為非可溶巖)和地貌差異(碳酸鹽巖組成山地、斜坡，紅砂巖組成低丘盆地)明顯。

(2)隧道位于區(qū)域性大斷裂——建始—恩施大斷層的近旁，該斷層控制盆地的發(fā)育并使寒武系碳酸鹽巖巖層強(qiáng)烈擠壓破碎。隧道位于寒武系碳酸鹽巖中，產(chǎn)狀一般為：N30°～50°E/SE∠30°～50°，但工程區(qū)受建始—恩施斷層影響，產(chǎn)狀變化較大，總體為N40°～70°E/SE∠11°～40°;節(jié)理裂隙發(fā)育有多組，但主要的兩組產(chǎn)狀為：N10°～40°E、N40°～60°W。

(3)恩施盆地由紅色碎屑巖組成低地，碳酸鹽巖組成山地，其山地和盆地的交界處即成為巖溶水的排泄場所，如白果壩暗河(龍鱗宮)出口、眾多出露的泉點以及更早的干溶洞皆分布交界處一線。

(4)白果壩暗河為一條大型暗河，其走向主要受構(gòu)造控制，即沿構(gòu)造線方向、順巖層走向和NE向縱向裂隙發(fā)育(圖2-36)。白果壩暗河(地表為干谷)位于龍麟宮隧道出口左側(cè)約60～100m處;白果壩暗河出口流量為：豐水期200m³/s，枯水期1.0～0.8m³/s，1992年5月14日測時流量15～20m³/s。

(5)龍鱗宮隧道出口右側(cè)的溝谷發(fā)育(龍麟宮支干谷和三岔口支干谷)，受層間裂隙和NW向裂隙控制。支溝與白果壩暗河大角度相交，交匯梯度陡，長期水流交替活動強(qiáng)烈(圖2-36)。

圖2-36龍鱗宮隧道區(qū)水文地質(zhì)平面圖

1.暗河;2.干溶洞;3.分水嶺;4.暗河天窗;5.巖溶干溝;6.鐵路線

(6)由于地殼間歇性上升，白果壩暗河不斷間歇性下切，造成主暗河、支暗河管道發(fā)育的多層性。現(xiàn)代主暗河出口標(biāo)高450m，570m和820m兩標(biāo)高的管道已為干溶洞(圖2-36)。

圖2-37龍鱗宮隧道出口段溶腔平面示意圖

上述水系不斷深切形成的多層管道之間多以陡斜管道或垂直管道相連，組成復(fù)雜的空間巖溶管道組合結(jié)構(gòu)。龍鱗宮隧道出口端的大型溶腔即是此種主暗河與支暗河多階段、復(fù)雜的聯(lián)合作用形成的綜合管道腔體(圖2-36、圖2-37)。

(二)溶腔的形態(tài)

溶腔長軸與線路平行，沿線路縱長170m，橫寬約40～100m，隧道線下深度50～70m，為一特大型巖溶腔體(圖2-37、圖2-38)。

圖2-38龍鱗宮隧道出口溶腔縱剖面圖

(三)溶腔體內(nèi)堆積物

堆積物自上而下為：塊石土、碎石土、含砂卵石粉質(zhì)黏土，總厚30～40m。含砂卵石粉質(zhì)黏土分布于溶腔底部，具水流沖積特性，其余具洪積、崩塌堆積特征(圖2-38)。

(四)溶腔水文地質(zhì)特征

工程區(qū)地下水屬白果壩暗河體系，隧道左側(cè)的白果壩主暗河走向N40°E，其出口是該區(qū)巖溶地下水的相對排泄基面，隧道右側(cè)的支干溝走向為N20°W。該支溝地表水、地下徑流皆向白果壩主暗河排泄(圖2-36)。

1. 白果壩主暗河的徑流梯度

隧道左側(cè)的白果壩暗河的猴兒洞至暗河的龍麟宮出口段走向N40°E，暗河出口標(biāo)高450m，猴兒洞漏斗地表標(biāo)高552m，兩處相距2 600m。白果壩溝為干溝，白果壩暗河水位在地表以下。猴兒洞漏斗處的暗河水位在地表以下10m、30m、60m的情況下，猴兒洞—龍鱗宮暗河出口段的暗河徑流梯度如表2-7所示。

表2-7猴兒洞—龍鱗宮暗河出口段徑流梯度計算表

2. 隧道出口處白果壩暗河的水位標(biāo)高

t₁＝0.035 4時，暗河出口至隧道出口左側(cè)暗河干溝距離為1 600m，暗河出口標(biāo)高為450m，H₁(推測暗河水位)=(0.035 4×1 600)+450=506.64(m)

t₂＝0.027 6時，H₂＝(0.027 6×1 600)+450=494.16(m)

t₃＝0.016 1時，H₃＝(0.016 1×1 600)+450=475.76(m)

3. 溶腔底部與近代暗河的相對應(yīng)位置的水位高差

溶腔底部的最低處位于DK232+500附近，其橫斷面右側(cè)底標(biāo)高為599.86m，左側(cè)底標(biāo)高為590.06m。推測溶腔底部距主暗河水位之間的高差分別為：

590-506(推測暗河水位)=84(m)

590-494(推測暗河水位)=120(m)

590-476(推測暗河水位)=114(m)

可見溶腔底部標(biāo)高已高出主暗河水位大于100m。

4. 溶腔已基本成為過水通道

隧道右側(cè)支溝匯水區(qū)的降雨入滲的地下水，通過巖溶網(wǎng)絡(luò)匯入干谷下部的支暗河， 并向白果壩主暗河排泄。由于白果壩暗河的下切，水位大大下降(白果壩暗河出口標(biāo)高450m)，隧道右側(cè)支暗河水位亦相應(yīng)下降(支暗河與主暗河交匯處標(biāo)高494.16m)，并遠(yuǎn)低于隧道所在的干溶腔底的標(biāo)高(590.06m)，因此，龍麟宮隧道出口溶腔已成為過水通道。

5. 溶腔過水流量估算

(1)據(jù)隧道溶腔周邊環(huán)境分析，過路來水至少有兩個方向的補(bǔ)給：一是隧道右側(cè)溶腔上方沙坡漏斗的匯水的補(bǔ)給(近程補(bǔ)給)，匯水面積0.066km²，應(yīng)為過路水的主要補(bǔ)給源;二是隧道右側(cè)支溝谷的匯水的補(bǔ)給(遠(yuǎn)程補(bǔ)給)，匯水面積5.23km²。整個支溝為干谷，水位較低，降雨入滲水通過滲漏匯聚于標(biāo)高更低的現(xiàn)代支暗河的充水管道排入主暗河，匯入現(xiàn)處高位的溶腔極少。