岩溶的工程地质调查

1、岩溶的工程地质调查.岩溶的工程地质调查岩溶（国际通用术语Karst，译名喀斯特） 是指水对可溶性岩石（在我国以碳酸盐岩为 主，局部尚有硫酸盐岩、卤化物岩等）进行 以化学溶蚀作用与特征（并包括水的机械侵蚀和崩塌使用以及物质的携出、 转移和再沉积）的综合地质作用，以及由此 而产生的现象统称。岩溶作用的结果在可溶 岩表面及其内部形成各种岩溶现象，在地表 的如洼地、槽谷、漏斗、落水洞、溶沟溶槽、 石芽、石柱、溶峰等；在地下的则为各种形 态的溶洞、溶隙、管道等。由于岩溶作用 受着地下水水流系统的控制，因而各种岩溶 现象也往往组成一定的系统，称为岩溶系统， 受各种因素的影响，岩溶的发育有强弱之分，一般可溶

2、岩岩性较纯，连续厚度较大，出露 分布较广，断层较发育、岩层较破碎的，岩 溶较易发育；可溶岩岩性不纯，含泥质及其 它不溶杂质成分较多，连续厚度不大或多类 有非可溶性夹层，出露分布较局限，断层不 发育、岩层较完整的、岩溶发育较弱。岩溶调查的目的通过开展岩溶调查，为矿山开发与整治、自 然资源的合理利用和环境保护提供区域性、 基础性资料；为矿山工程建设的规划和合理 布局提供区域性工程地质资为矿山内进一 步开展大比例尺岩溶工程地质调查、料；专门岩溶工程地质和岩溶环境工程地质勘 察提供设计依据，为开展岩溶工程地质专题 研究、编制专门性岩溶地质和环境地质图提 供基础资料，为矿山防灾减灾提供基础支撑。岩溶调查

3、的任务查明矿区岩溶发育特征和分布规律；矿区岩 溶工程地质条件，阐明在各种主要自然地质 因素作用和影响下矿区岩溶工程地质条件 的变化规律；查明矿区内岩溶主要地质灾害 的分布和发育规律；查明矿山工程活动对岩 溶地质环境的作用和影响，对主要岩溶环境 工程地质问题和质灾害及其发展趋势做出 初步评价和预测。应重点查明岩溶塌陷发育 的现状、特征及其水文地质工程地质条件， 进行岩溶塌陷易发性区划；岩溶地下水与地 表水的水力联系及地下岩溶水形态，研究分 析岩溶发育形态、规模等。1.岩溶塌陷调查岩溶塌陷发育的基本条件是：岩溶洞隙的存在，定厚度的松展盖岩口溶塌条件陷现状岩 溶地下水。围绕其基本条件开展以下调查任务

4、：调查，查明岩溶塌陷的数量、类型、发育特 征和分布规律；2）开展岩溶塌陷发育的地质环境背景和水 文地质工程地质条件调查，查明可溶岩分布、 第四系覆盖层特征、岩溶地下水动力条件和 诱发岩溶塌陷的人类工程活动等；）开展典型岩溶塌陷勘查，查明岩溶塌陷地 质结构和3动力条件，分析岩溶塌陷形成深 化模式；）开展岩溶塌陷易发性区划，建立 岩溶塌陷调查评价4数据库，提出岩溶塌陷 灾害防治对策建议。2.岩溶地下水调查、动态变化迅猛、迳流通畅、流态集中管道状或分 散网络状）岩溶地下水一般具有赋存状态复杂（多变的特点，这些特征在不同地段由于其补给、迳 流、排泄条件的不同而又有明显的差异。影响补、迳、排条件的因素除

5、了地质构造外，主要受地 形地貌、即碳酸盐岩的出露条件、地形切割程度调文查己岩溶地，下同水的型赋 不同的岩溶地下水特征。据此开展以下调查任务： 存状态及其动力特征；岩溶水的补给来源和方式，迳流排泄特征，及其与地表水体和第 四系潜水的转化关系；岩溶大泉和地下河的 发育、分布和出露条件，补给区的范围，流 量的动态变化和泉口沉积特征，覆盖型和埋 藏型岩溶区要特别注意调及其动态变化，岩 溶地层顶板覆盖）（水头查岩溶水位层的隔 水或透水性，其与土层地下水的水力联系和 水头差。岩溶调查的基本要求根据岩溶地层的出露 条件，进行工程地质分类，将其 划分为裸 露型、覆盖型、埋藏型三种。如下表：岩 溶区工程地质类型

6、分类 覆盖型 埋藏型 裸 露型 指标 厚覆盖型 浅覆盖型出露 无 零星大部分情况.盖层第四系土层 非可溶岩第四系不定53030土层厚5m)度(岩溶层以露为主岩溶地区主要为松岩溶岩 溶地洼地、堆积物所覆盖，仅埋藏于地中簇 状峰林或孤峰等岩溶基出露松散山出之积 物盖，厚较岩溶多见于地、峰造堆积洼地、 峰林平原、孤峰平原地或山丛谷地地貌组冲 积平原、湖积平原、平原中，发合特征 溶 丘洼山前冲洪积平原育非岩溶地、垄岗地 貌谷地、峰林谷地覆盖层下往往有埋藏主要为古地表 岩岩溶发岩溶，在有的石牙、溶沟，其下溶一般育特征.较发育，发育隐状岩溶，浅部利条件下石牙 溶多为充填、半充填溶常有近代洞，向下以 溶隙为

7、主，岩溶的叠沟、漏斗、落水由上向 下岩溶发育减置，发育深岩溶，以洞、弱，地质构造条件隙为主，地、 岩溶发育的控制作有溶孔有所减弱，石山边 谷、盲洞等，其等岩多有大型洞穴发育受地形态构造条见：地的控制岩溶明为溶 及各形态溶洞，发育分布往往受地质构造条 件的控制深层岩溶地表强水文地岩溶承 压水，并与上裂（覆松散地层孔隙烈吸水， 质特征承压水，往.地下水隙）水有一定水力联往具有较系，地 下埋藏浅，有大的压力埋藏较深，动态时有 上升泉出露，动水头，并沿变幅大，态较稳 定断裂带上地下升成多沿隙和道汇形成下河，动力直分较明显由 分岭到谷往表现有水平分带现象石山区覆盖层为多种成因的具非岩溶土体 组成，碳酸盐

8、岩坚硬的工程地 区的工程的 风化残积土及其经质特征层状碳地质特征， 仅当岩溶搬运的次生沉积土往酸盐岩.体一般往具胀缩性；基岩面地层埋藏较稳定; 起伏较大，其低洼处较浅时左常有软土分布， 在上软硬相（50m，由于覆土层中有时还有土 间的岩右）过量开洞发育，使建筑条体，当或疏排造条 复杂化；当开采或溶地下水排岩溶地下水时 存不利可能引易产岩溶塌陷威胁；隐地面下 崩塌岩溶发或塌陷；坡；地溶地层建筑板以上在季近的 地变动建筑物以下在着沿在溶裂裂隙充填 突水和溃入的板稳定问威胁；洼地谷地题 中建筑条件较复杂，存在岩溶.塌陷威胁；水工建筑物如无隔 水层供利时渗问题突出矿区岩溶工程地质 调查的基本内容以调查

9、矿区岩溶工程地质 条件各组成要素的分布和变化规律为主，要 特别注意对岩溶、软弱岩土体、活动性断裂 和外动力地质现象的调查。对工程地质条件 复杂、矿山建设急需的重点区域，应结合矿 山建设规划的实际需要开展某些专门问题 的研究。区域岩溶工程地质条件的复杂程度， 根据地形地貌特征、岩溶发育程度、岩土体 类型及性状、地质构造特征、地下水类型与动力条件等地质作用发育程度进行调查区 分级，划分如下：调查分级 备注出露条件 典型调查区一般调查区 重点调查区裸露型岩溶区V在发生过严重塌陷事件的重V 浅覆盖型 V覆盖型点调查区内开展典型调查岩溶区V厚覆盖型且第，非可溶岩厚度小于10m30m四系松散土层厚度小于埋

10、藏型 VV的埋藏型岩溶区应开展重点岩溶区调查非岩溶区x 、r岩溶调查方法调查中要充分利用遥感、物探、原位测试、 同位素地质、示踪及计算机等新技术、新方 法，以提高工作质 量和效率。采取不同的工作方法，调查过程中应根据不同的类型， 体现出重点调查内容。具体如下表类裸露覆盖埋藏方在详细收集资料的基础上进行补充路调查，着重调查各类动力地质现象；勘应有纵横勘探剖面对以地面调查 为主，配合工作结合工程规划和布局的需要布置，溶地层的埋深与产状态观测和连通试验；在穿越各地貌 单元并控制土体类型和动主要岩溶与压力水头情况大的谷地中结合工程地质现象：应综合利用钻、物探手 段配作方顶板覆盖层的工程地要进行适当的勘

11、探和适当的试验和观测工作；控制孔深度应验工特征进行控 到岩溶发育带 岩，舟勘探孔查芮0容2基岩面以地形地貌与岩溶调查1）调查岩溶地貌的形态特征、规模、组成 物质、组合特征及空间分布与过渡关系，划 分地貌形态、组合类型。2）调查地表水文网与分水岭的成因、分布。演变历史及其和地下水文网的关系；河、湖、 洼地枯洪季节的变化和洪水淹没范围；各级 剥夷面的分布高程和成因。发育层位与地貌、规模与组合特征，调查岩 溶形态、）3.构造部位，选择代表性地段结合遥感图象解 译统计其发育密度：对大型洞穴调查其出露 位置、成因、形成条件、洞口及内部形态和 堆积物特征，测制平、剖面图。注意调查岩 溶发育与岩性、构造、地

12、貌及地下水动力条件的关系。碳酸盐调查碳酸盐岩的岩性成分和岩性组合特征；2）调查描述碳酸盐岩的结构、构造特征；3）调查碳酸盐岩中的非可溶岩夹层，注意 调查描述粘土层、铝土质或炭质页岩、高岭 土、煤层等软弱夹层的岩性、厚度与分布。4）根据碳酸盐岩的岩性组合类型及沉积组 合特征，按调查单元划分岩溶层组类型。根 据代表性岩样的化学分析、物性试验、薄片 鉴定和溶蚀试验成果，对各主要岩溶层组成 的溶蚀性能做出评价。岩溶发育程度调查岩溶发育程度受可溶岩的层组类型、气候、 地质构造、地貌和新构造运动等因素的综合 影响，其中岩溶层组类型是其基本的物质条 件。因此岩溶发育程度的划分以岩溶层组类 型为基础，结合考虑

13、其出露条件和地表地下 的岩溶现象，并参考有关的特征性指标，进 行定性的分析和评价。目前我国对岩溶发育 程度的划分未完全统一，不同的单位及规范 有不同的划分方法，但.基本划分为强、中、弱三级。我国有关岩溶 发育程度划分如下：条：岩溶场建筑地 基基础设计规范中第6.6.21）地可根据 岩溶发育程度划分为三个等级，表岩溶发育程度等岩溶场地条地表有较多岩溶塌陷、漏斗、洼地、泉眼溶 沟、溶槽、石芽密布，相邻钻孔间存临空面 且基岩面高差大5m岩溶强地下有暗河、伏 钻孔见洞隙率大30或线岩溶率大20% 溶槽或串珠状竖向溶洞发育深度20 岩溶中介于强发育和微发育之发地表无岩溶塌陷、漏斗、溶沟、溶槽较 岩 溶微

14、发相邻钻孔间存在临空面且基岩面相对高差育小于2m钻孔见洞隙率小于10%或线岩溶率小于5% 注：基岩面相对高差以相邻钻孔的高差确 定钻孔见洞隙率=（见洞隙钻孔数/钻孔 总数）X100%钻探总进/线岩溶率=（见洞隙的钻探进尺 之和100%R）X ）铁道部第二勘察设计院2岩溶发育尚度等缀及其指标卅溶发肖程度*惜快埔岩洎取彖:，i. 5!-110 J易大泉谎13 箱孔.*海率即挡映献廉玳蔑白云址葬佥照下*隋牌志均很吱有，地 表宥18人枷部柯，地下有大靓禳的 打,=.盖：|辰.以什适水豹十*155D中法白甘岩她为fi浴划.市水涓、ffiq,让仙 市集.址卜1此槌蚁十的帝柯,以 代歪小万匚4Hi就渠正S-

15、151G-50EDIf中障10京利、*前不，槌酸厝号成开L，：她去七小此用的演消，壮屯的落木 ifl.撮斗，电下故打翌阳耿n例叽以瞿B!爪为E1-55-JO2-5砌右统段理盐岩与障屑 咨9互让或去怛地表占电下多以海隙为青少做芭术1、加中W六俗!?!-慝ff也就威为上的捌员言木困0 12；-S p 扣F5 r r A-. - .：山目：蚣巨折斥 勘器玄M南买愚虏.弟一电，H- .,中日泓迫11版社，条岩溶岩溶地区工程地质调查规程中第 5.4.33）发育程度调查划分为强、中、弱 三级，见表。碳酸盐岩岩溶发育程度分级标志参考性 指标地表单位岩溶钻孔钻孔泉流涌岩溶 发育岩遇特 征水发育量 程 洞 溶量

16、L/（密度 度 率率L/（）s（个） %（%（） s.m/） 2km性岩盐碳酸岩连续厚度较纯，出露面较大地表有较广151060100斗、落水洞，下溶洞发育岩溶发育河度较地、漏斗、落0.610洞发育地下111穴通道不多10303较量泉大溶数少，暗河稀疏。发岩部深不溶育.以不纯碳酸盐岩为主，多间夹型或互夹型。地V1030 1 3 V形弱表岩溶态稀V0.1地下疏发育岩溶穴较少泉及暗河少见以内 100m或基岩面下50m注：钻孔岩溶率是指地 表下以上全孔岩溶率，指标减孔段统计数；对于孔深100m半。调查岩溶区发育的红粘土、软土及岩溶堆和物1）红粘土是指碳酸盐类岩石的溶蚀残余积物堆积物经湿热风化作用在原地

17、或经搬运沉 积而形成的红、黄色粘性土，其特征是一般 具有高分散度（粘粒含量一般达50%以上）、 高塑性（液限达50%以上）、高孔隙比（eN 0.9）、低压缩性、高含铁铝氧化物、裂隙发 育、上硬下软，且往往具有强缩弱胀的胀缩 性。调查时注意调查红粘土的岩性结构、成 因类型、形成时代、地貌特征、成层厚度及 分布规律，着重调查红粘土的粒度、矿物及 化学成分，孔隙和裂隙发育特征、厚度变化 规律等；红粘土的胀缩性、崩解性及软化性 等，注意调查红粘土在剖面上其强度随含水 量和塑性状态的变化情况。红粘土中土洞、 塌陷、地裂的情况，其发育特征和分.布规律。2）软土是指与岩溶发育有关的软弱粘性土 或淤泥类土，按其形成有如下类型；发育于