第六章岩溶工程地质研究讲述.ppt

2.裸露型岩溶区： 溶洞顶板稳定性问题： 岩性、岩体结构面的分布、组合关系、连通性能、顶板厚度、溶洞形态、大小、充填情况、水文地质条件等。 分为：完整顶板与不完整顶板两种情况： 完整顶板指未被节理裂隙切割或虽被切割但胶结良好的情况。 （1）、完整顶板 按剪力概念计算 按弯矩概念计算 （2）、不完整顶板 顶板坍塌堵塞法 塌落拱理论分析法 顶板坍塌堵塞法 四、岩溶地基的防治措施 1、绕避 选址或选线时注意以下原则： ①在可溶性岩石分布区，宜选择在溶蚀强度较低的岩石地区。 ②在可溶性岩石分布地区，路线方向不宜与岩层构造线方向平行，而应与之斜交或垂直通过，因为暗河的主要通过方向多平行于岩层构造线方向。 ③在岩溶地区，应避开较大的断层破碎带，或使路线方向与其成直交或外交，以避免或减少由于断层带岩石破碎、岩溶发育强烈和岩溶水丰富而威胁到地基的稳定性。 ④应尽可能避开可溶岩与非可溶岩相接触的地带，因为这种地带有利于地下水的活动，岩溶发育比较强烈，岩溶泉往往成群分布。 ⑤应尽可能避开碳酸盐类岩石同某些金属矿床（如铁黄矿FeS2）相接触的地带，因为这种地带往往岩溶发育比较强烈。 2、疏导 对岩溶水只宜疏导为主，采取因地制宜，因势利导的方法，不宜堵塞。疏导建筑物一般可采用明沟、泄水洞等。 例1：岩溶水成群出露于某大桥桥头公路岔道处的石灰岩山坡上。为经常性悬挂式接触下降泉，有较大的泉眼3处，流量很大，除供附近公社用水外，部分泄入江中。公路由右侧坡脚通过，建有混凝土排水明沟，将岩溶水导向涵洞排出，路基无损害。而左侧的简易公路只控有边沟排水，雨季岩溶水漫过路面，路基受到严重损害。 3、跨越 通过岩溶洞穴时，如跨越和施工条件较好时，采用跨越方法。跨越按结构形式不同，可分为：桥跨、梁跨、板跨、拱跨等。 4、换填 当洞穴埋藏不深时，可挖除其中的软弱充填物，回填碎石、灰土、混凝土等，以增强地基强度。 5、灌注加固 当基础下洞穴埋藏较深时，可通过钻孔灌注水泥砂浆、混凝土、沥青等，以堵填洞穴、溶隙，提高其强度，或防止洞穴进一步坍塌。 6、强夯 覆盖型岩溶区上覆松软土，通过强夯的方法使其压缩性降低，强度提高。 7、桩基： 当堆积物不易清除或不被冲失流走时，可根据建筑物需要作支承桩或摩擦桩 多种方法综合利用 * 湖南省 第六章 岩溶工程地质研究 第一节 概述 第二节 碳酸盐岩的溶蚀机理 第三节 影响岩溶发育的因素 第四节 岩溶区水库渗漏问题 第五节 岩溶地基稳定性问题 一、定义 岩溶(Karst)：水对可溶性岩石进行的以化学溶蚀作用为主的综合地质作用以及由此产生的各种现象。 1.岩溶作用：以化学溶蚀为主，同时还包括机械破碎、沉积、坍塌、搬运等作用，是一个化学－物理相结合的综合作用。 2.岩溶现象：岩溶地貌及水文、工程地质条件。如石芽、石钟乳、溶洞、地下暗河等。 可溶性岩石包括碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物等。 第一节 概述 二、岩溶工程地质研究的意义 1.水利水电工程：渗漏、溃坝、塌陷、诱发地震 据广西39个岩溶山地县统计，在已建的260座大水库中，有明显渗漏的（设计效益与实际效益相比低于80％者）有92座。 二、岩溶工程地质研究的意义 2.道路工程 路基、站场、桥梁地基稳定性、地基塌陷 在我国的主要干线铁路中，岩溶地面塌陷灾害较为严重的有：京广线、贵昆线、浙赣线，津浦线、沈大线、渝达线等。塌陷造成车站建筑物毁坏、路基沉降、道路悬空、桥涵开裂倒塌、隧道施工受阻等。铁路断道停车事故时有发生，甚至造成火车脱轨。有些路段列车长期限速慢行，损失巨大。 二、岩溶工程地质研究的意义 3.工民建：地基稳定性、塌陷问题 自1977年至今，武汉地区先后发生10次岩溶地面塌陷： 1977年，汉阳中南轧钢常堆料场塌陷； 1988年，武昌陆家街塌陷和阮家巷塌陷； 1999年，毛坦村小学塌陷； 2000年2月，武昌司法学校塌陷； 2000年4月，青菱乡烽火村塌陷； 2006年4月，白沙洲阮家巷塌陷； 2008年2月，汉南区长江干堤附近陡埠村塌陷； 2009年12月22日，武昌白沙洲大道路面塌陷近百平方米。 二、岩溶工程地质研究的意义 4.地下工程：涌水、突水、岩溶冒落 1964年以来塌陷持续发展达20年之久，至今仍在继续 一、溶蚀过程 CO2的来源： （1）大气 （2）土壤中生化作用、变质作用 （3）火山活动及岩层中某些化学作用产生的CO2 第二节 碳酸盐岩的溶蚀机理 二、混合溶蚀效应 不同成分或不同温度的水混合后，其溶蚀能力有所增强的效应。 1.饱和溶液的混合溶蚀效应 指两种或两种以上已失去溶蚀能力的饱和水溶液，在碳酸盐岩体内相遇，混合后的溶液由原来的饱和状态变成不饱和状态，从而产生新的溶蚀作用，继续溶解碳酸盐岩。 凡是有利于水混合的地带，岩溶均较