工程地质岩溶(喀斯特)

1.岩溶形状岩溶，又称喀斯特，是指可溶性岩层，如碳酸盐类岩层〔石灰岩、白云岩〕、硫酸盐类岩层〔石膏〕和卤素盐类岩层〔盐岩〕等受水的化学和物理作用产生的沟槽、裂隙和空洞，以及由于空洞顶板塌落使地表产生陷穴、洼地等特殊的地貌形状和水文地质作用的总称。岩溶是不断流动着的地表水、地下水与可溶岩相互作用的产物。可溶岩被水溶蚀、迁移、堆积的全过程称“岩溶作用〞过程。而由岩溶作用过程所产生的一切地质景象称“岩溶景象〞。“岩溶〞这一术语是概括性的，是岩溶作用和岩溶景象的总称。３.３岩溶〔喀斯特〕〔1〕溶沟、石芽溶沟是灰岩外表上的一些沟槽状凹地。形状各异。在溶沟间突起状的石脊称石芽。石芽与溶沟的高度、深度普通不超越几米。〔2〕岩溶漏斗岩溶漏斗是在岩溶剧烈发育区，地表经常山现的一种漏斗状凹地。平面形状呈圆或椭圆状，直径数米至数十米。深度数米至十余米。〔3〕落水洞落水洞与漏斗外表形状类似，是地表与地下岩溶地貌的过渡类型。它构成于地下水垂直循环极为流畅的地域，是流水沿垂直裂隙进展溶蚀、冲蚀并伴随部分崩塌作用的产物。岩溶的常见形状有以下几类：干谷为岩溶区的特有景观。岩溶地域发育了古河谷，当地壳上升，地表河流不是随之下切，而是沿着后期在谷底上发育的岩溶孔道〔漏斗、落水洞等〕，将水吸干，谷底干涸遂构成干谷。有些干谷在暴雨季节尚排泄部分洪水，那么称半干谷。岩溶地域由于地表河流常发生遇落水洞或溶洞而转为地下伏流的景象，这种河谷遇石灰岩壁而忽然截断，当这种河谷成为干谷时，就称盲谷。〔5〕峰丛、峰林、孤峰及溶丘峰丛多分布于碳酸盐岩山区的中部，或接近高原、山地的边缘部分。峰林又称石林，常与洼地、干谷地形组合出现。孤峰为峰林的进一步开展，呈分散的孤立山峰，分布于岩溶平原之上。溶丘为峰林与孤峰地形经后期溶蚀—剥蚀作用开展而成，呈平缓丘陵状。〔4〕干谷、半干谷及盲谷溶蚀洼地在峰丛或峰林之间呈封锁或半封锁状。平面形状为圆形或椭圆形，长轴常沿构造线而发育，面积约数至数十平方千米。“坡立谷〞一词来源于原南斯拉夫，意即平原，又称溶蚀平原。它由溶蚀洼地进一步发育而成。〔7〕溶洞溶洞为地下岩溶地貌的主要形状。是地下水流沿可溶性岩层的各种构造面〔如层面、断裂面、节理裂隙面〕进展溶蚀及侵蚀作用所构成的地下洞穴。洞穴中存在着溶蚀剩余堆积、石钟乳、石笋堆积物及崩塌物等多种类别堆积。〔6〕溶蚀洼地及坡立谷地面河潜入地下之后称伏流。暗河是由地下水聚集而成的地下河道，它具有一定范围的地下汇水流域，因此，暗河虽有出口，而无入口。〔9〕岩溶湖岩溶湖分地表岩溶湖及地下岩溶湖两种类型。〔10〕溶隙、溶孔溶隙及溶孔主要发育在虹吸管式循环亚带及深循环带，形状呈细缝状及蜂窝状，其直径从数毫米到数厘米，也有较大的，似小溶洞。〔8〕伏流、暗河和岩溶泉１〕石灰华岩溶泉水出口处，含碳酸钙的水因环境变化而析出的沉淀物质。２〕石钟乳溶洞中自洞顶下垂的石灰质体。是含有丰富重碳酸钙的地下水因CO2的逸出和水分的蒸发，部分CaCO3沉淀而成。３〕石笋、石柱发育于溶洞洞底的竹笋状突起的CaCO3沉淀，称为石笋；当石钟乳与石笋衔接在一同时，称为石柱，成因同石钟乳。４〕剩余堆积物由不被水溶解的剩余物质组成的堆积物。５〕其它堆积物洞穴坍塌的石灰岩碎块、水流搬运物、人类及其它动植物化石等。〔11〕岩溶堆积地貌形状特征石灰岩中的溶隙石灰岩中地溶沟喀斯特别貌特点喀斯特洞穴特征喀斯特洞穴特征〔2〕喀斯特别貌及落水洞〔陷穴、坑〕喀斯特别貌剖面洞的构成北京某洞穴中的石钟乳地下河河地下溶洞大厅地下河出口石灰岩溶蚀地貌---象鼻山桂林芦笛岩溶洞湖南波月洞中的石柱、石塔、及地下瀑布华等堆积物峰林及喀斯特平原喀斯特平原路南石林由泉华构成的台地２.岩溶与工程的关系由于岩溶作用的结果，使可溶性岩体的构造发生变化，岩石的强度大为降低，岩石的透水性明显增大，并富含地下水，因此岩溶对工程建筑兴建及运用往往呵斥不利的条件。对水工建筑的坝基稳定及坝库渗漏带来严重要挟。在岩溶地域建筑铁路，也会给铁路带来许多危害。溶洞顶板的忽然塌陷或掉块引起建筑物的破坏或影响施工的进展，严重者迫使铁路部分改线。施工中，洞穴充填岩溶水的忽然涌水也要挟着施工平安或建筑物的稳定。可见，岩溶与工程建立事业关系非常亲密，对建筑物的稳定性、正常运用、施工方法及建筑工期和造价等都有很大影响。岩溶地面塌陷(1)具有可溶性岩层；(2)具有溶解才干(含CO2)和足够流量的水；(3)地表水有下渗、地下水有流动的途径。其他：气候、地形、植被和覆盖层等。4.岩溶发育规律〔1〕岩溶发育随深度的变化性岩溶化程度随着深度的添加而逐渐减弱。〔2〕岩溶发育的不均一性所谓不均一性，是指岩溶发育的速度、程度及其空间分布的不一致性。岩溶的发育遭到岩性、地质构造和岩溶水循环交替的控制。３.岩溶发育的根本条件岩溶的发育是一个缓慢的地质过程，和其他自然景象一样，必有其发生、开展和消亡过程。在岩溶发育条件长期稳定的条件下，它要经过幼年、青年、中年期到老年期，完成一个岩溶的发育旋回。每个阶段都有相应的岩溶形状类型。实践上，岩溶的发育大多是多旋回的，且有些旋回在时间上有重叠。〔4〕溶洞的成层性溶洞成层的缘由在于作为岩溶水排泄基准面的河流，因地壳构造运动在上升—稳定—再上升的交替变化过程中，河流地质作用相应地产生下蚀—旁蚀—再下蚀的交替变化，由此岩溶水的运动产生垂直—程度—再垂直的变化，溶洞也就具有垂直的管道和程度的溶洞交互出现，从而构成相互叠置的成层溶洞。〔3〕岩溶发育的阶段性与多代性岩溶垂直分带与地下水垂直分带的关系岩溶发育的部分规律不同气候带内，岩溶发育各具不同的形状和特征。我国岩溶类型主要有热带、亚热带、温带三大类。此外，还有高寒气候带、干旱区、海岸岩溶类型等。〔5〕岩溶发育的地带性４.岩溶的类型按可溶岩的出露条件分类：〔１〕裸露型岩层大部分出露地表，低洼地带分布有厚度不超越10cm的第四系覆盖层，地表岩溶景观显露，地表水同地下水连通亲密。〔２〕浅覆盖型岩层大部份被第四系土层覆盖，厚度普通不超越30m，少部分岩溶景观显露地表，地表水与地下水连通较亲密。〔３〕深覆盖型岩层根本被第四系土层覆盖，土层厚度普通超越30m，几乎没有岩溶景观显露地表，地表水同地下水连通不亲密。〔４〕埋藏型可溶岩层被不可溶岩层(如砂岩，页岩等)覆盖，没有岩溶景观显露地表，地表水同地下水连通不亲密。５.地基稳定性评价和地基处置措施(1)地基稳定性评价岩溶对地基稳定性的影响包括以下几个方面。①在地基主要受力层范围内，如有溶洞、暗河等，在附加荷载或振动作用下，溶洞顶板有能够坍塌，使地基忽然下沉。②溶洞、溶槽、石芽、漏斗等岩溶形状呵斥基岩面起伏较大，或者有软土分布，使地基不均匀下沉。③根底埋置在基岩上，其附近有溶沟、竖向岩溶裂隙、落水洞等，有能够使根底下岩层沿倾向上述临空面的脆弱构造面产生滑动。④基岩和上覆土层内，由于岩溶地域较复杂的水文地质条件，易产生新的工程地质问题，呵斥地基恶化。(2)地基处置措施岩溶地基处置措施有：挖填、跨盖、灌注和排导等。①挖填：即挖除岩溶形状中的脆弱充填物，回填碎石、灰土或素混凝土等；以加强地基的强度和完好性；或在紧缩性地基上凿去部分突出的基岩，铺盖可紧缩的垫层(褥垫)，以调整地基的变形量。②跨盖：根底下有溶洞、溶槽、漏斗、小型溶洞等，可采用钢筋混凝土梁板跨越，或用刚性大的平板根底覆盖