岩溶地质灾害全解
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施工期:(施工揭露的岩溶影响) (1)充填物(水、泥、沙)突涌 (2)隧道顶板塌陷
长期:(隐伏溶洞的影响) (1)引起隧道围岩弱化 (2)支护结构变形、开裂甚至失稳
岩溶隧道地质灾害
(1)溶洞的存在使地基承载力减小,增加了围岩的不稳定因 素,降低了结构的安全可靠度,溶洞顶板坍塌会造成盾构 的沉陷,带来严重后果:
防治措施:预防为主
风险控制手段:
(模糊数学方法)
(1)勘察初期评估 (2)设计阶段预评估 (3)施工阶段动态评估
地质超前预测预报方法
超前导洞素描法
地质分析法
地质素描法 正洞工作面素描法
地下地质构造与地表构造相关性分析法
地质作图法 地下水观测法
(2)隧道顶部溶隙与地面漏斗、地表水系相连通,贯通坍塌 可上延至地面,使地表产生较大沉降。
(3)隧洞切穿岩溶有压管流通道或暗河出现突水,涌水将洞 内堆积物携出造成突泥、淹井等安全事故,造成人员伤亡。
(4)地下洞体的存在使隧洞部分悬空,隧道底部溶洞充填物 厚度大且松软,暗河水流给隧道基底处理造成困难。
(1)防渗封闭。包括地面回填、夯实、排水、水泥土 封闭、隔水土工布封闭、氯丁橡胶板防水等方法。
(2)结构物跨越。从结构形式来看,跨越可分为桥跨、 梁跨、板跨、拱跨等。
(3)地下加固处理。方法有压浆、强夯、旋喷、锚杆、 锚桩、换填碎石、桩基、钻孔充气等多种方法,可根 据实际情况选择使用。
岩溶隧道地质灾害
TSP 法
R24 浅层数字地震仪法
地震波法 负视速度法
TRT 法
波法
多波工程地震仪法
电磁波法:地质雷达法
物探法
HSP 法 声波法
CT 法
场法:红外线探水仪法
电阻率法:高密度电阻率法
超前深孔钻探法(30~100m) 超前水平钻探法
超前浅孔钻探法(5~6m)
超前导洞法
岩溶地表塌陷
岩溶地面塌陷是指覆盖在溶蚀洞穴之上的 松散土体,在外动力或人为因素作用下产 生的突发性地面变形破坏,其结果多形成 圆锥形塌陷坑。
地表塌陷成因
1、岩溶地表塌陷机理—地下水位变化形 成动水压力,在土层中产生潜蚀,下伏 溶洞提供运移空间,潜蚀形成土洞,成 拱隐伏于地下(或直接塌至地表),后 期水动力条件变化引起塌陷。
Fra Baidu bibliotek
研究热点
岩溶隧道地质灾害超前预测预警模型 研究
岩溶地表塌陷机理与应对措施研究 岩溶山区石漠化问题研究 岩溶地下水污染问题研究
参考文献:
[1]王滨,李治广,董昕,陈立. 岩溶塌陷的致塌力学模型研究——以泰安市东羊娄岩溶塌陷为例[J]. 自然灾害学报,2011,04:119-125. [2]邓启江,李星宇,吕琼,李坚峰. 昆明市岩溶塌陷发育特征和防治措施[J]. 中国岩溶,2009,01:23-29. [3]张丽芬,曾夏生,姚运生,廖武林. 我国岩溶塌陷研究综述[J]. 中国地质灾害与防治学报,2007,03:126-130. [4]林传年,李利平,韩行瑞. 复杂岩溶地区隧道涌水预测方法研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2008, 32(7): 1469-1476. [5]雷金山. 广州地铁隐伏型岩溶地基稳定性分析及充填处理技术研究[D]. [出版地不详]: 中南大学, 2014. [6]赵文智,沈安江,潘文庆,等. 碳酸盐岩岩溶储层类型研究及对勘探的指导意义——以塔里木盆地岩溶储层为例[J]. 岩石学报, 2013,
地貌特征
大的地貌形态:峰丛;峰林;孤峰;溶蚀平原;干谷
地表形态
石林、石笋、峰林、孤峰 溶沟、落水洞、漏斗
地下形态:溶洞、溶隙、暗河
岩溶形成基本条件:
▪ 具有可溶性的岩石; ▪ 具有溶蚀能力的水; ▪ 具有良好的水循环交替条件。 ➢ 水循环交替条件是其中最活跃
的因素。
岩溶地质灾害
岩溶地表塌陷 岩溶隧道灾害
(3)采取措施减少地表水的下渗 。①应注意雨季前 疏通地表排水沟渠,降雨季节时刻提高警惕,加强 防范意识,发现异常情况及时躲避;②加强地下输 水管线的管理,发现问题及时解决;③做好地表和 地下排水系统的防水工作,特别应加强居民厨房下 水道的防水。
工程措施
当区段内已发生岩溶塌陷或是存在岩溶塌陷隐患时, 可采取消除或改变形成岩溶塌陷条件、影响因素的工程 措施进行防治,主要包括防渗封闭、结构物跨越和地下 加固处理等。
岩溶地质灾害
地质灾害科学与工程 程辉
1 岩溶的概述 2 岩溶地表塌陷 3 岩溶隧道地质灾害 4 岩溶灾害防治
5 参考文献
概述:
岩溶即喀斯特(KARST),是水对可溶性岩 石(碳酸盐岩、石膏、岩盐等)进行以化学 溶蚀作用为主,流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等 机械作用为辅的地质作用,以及由这些作用 所产生的现象的总称。由喀斯特作用所造成 地貌,称岩溶地貌(喀斯特地貌)。
塌陷机理
地下水位升降致塌 地表水下渗致塌 动荷载致塌
岩溶塌陷的形成多数情况下是多重因素复合叠加作用的结果;
防治措施
岩溶地表塌陷具有隐伏性、突发性的特点
(1)避让。当拟建工程所处地质环境条件可能产 生 岩溶塌陷时,建筑物布置时应尽可能避开岩溶塌陷 易发区(段)。
(2)合理布置地下水开采工程,调控地下水位。对于 需开采地下水的地段,要解决供水与岩溶塌陷的矛盾, 可在合理布井、分层取水、强化统一管理等方面寻 找出路。对于已出现地下水超采的地段,地下水水位 下降过快,自然补给不足以恢复地下水位时,可采用 人工回灌措施。
(5)洞穴堆积物松软易拥塌下沉,使洞穴周边地层产生应力 量分布,应力变化对隧道结构受力不利。
(6)富含可溶性物质的岩溶水在隧道周边流动,可侵蚀隧道 及支护结构,影响隧道的使用寿命。
岩溶突涌水
岩溶突涌水已成为岩溶地区隧道施工中主 要地质灾害之一。岩溶隧道突水一直被认 为是世界性的难题,灾害一旦发生,轻则 淹没隧道、施工中断,重则造成重大的人 员伤亡和经济损失,甚至有些工程被迫停 建或改线。
2、土洞形成条件—下伏基岩中垂直(开 口)岩溶发育(运移);上覆土层较松 散有一定厚度(成拱);水动力条件变 化大(动因)。
形态特征
岩溶塌陷的平面形态具有圆形、椭 园形、长条形及不规则形等,主要 与下伏岩溶洞隙的开口形状及其上 复岩、土体的性质在乎面上分布的 均一性有关。其剖面形态具有坛状、 井状、漏斗状、碟状及不规则状等, 主要与塌层的性质有关,粘性土层 塌陷多呈坛状或井状,砂土层塌陷 多具漏斗状,松散土层塌陷常呈碟 状,基岩塌陷剖面常呈不规则的梯 状。
长期:(隐伏溶洞的影响) (1)引起隧道围岩弱化 (2)支护结构变形、开裂甚至失稳
岩溶隧道地质灾害
(1)溶洞的存在使地基承载力减小,增加了围岩的不稳定因 素,降低了结构的安全可靠度,溶洞顶板坍塌会造成盾构 的沉陷,带来严重后果:
防治措施:预防为主
风险控制手段:
(模糊数学方法)
(1)勘察初期评估 (2)设计阶段预评估 (3)施工阶段动态评估
地质超前预测预报方法
超前导洞素描法
地质分析法
地质素描法 正洞工作面素描法
地下地质构造与地表构造相关性分析法
地质作图法 地下水观测法
(2)隧道顶部溶隙与地面漏斗、地表水系相连通,贯通坍塌 可上延至地面,使地表产生较大沉降。
(3)隧洞切穿岩溶有压管流通道或暗河出现突水,涌水将洞 内堆积物携出造成突泥、淹井等安全事故,造成人员伤亡。
(4)地下洞体的存在使隧洞部分悬空,隧道底部溶洞充填物 厚度大且松软,暗河水流给隧道基底处理造成困难。
(1)防渗封闭。包括地面回填、夯实、排水、水泥土 封闭、隔水土工布封闭、氯丁橡胶板防水等方法。
(2)结构物跨越。从结构形式来看,跨越可分为桥跨、 梁跨、板跨、拱跨等。
(3)地下加固处理。方法有压浆、强夯、旋喷、锚杆、 锚桩、换填碎石、桩基、钻孔充气等多种方法,可根 据实际情况选择使用。
岩溶隧道地质灾害
TSP 法
R24 浅层数字地震仪法
地震波法 负视速度法
TRT 法
波法
多波工程地震仪法
电磁波法:地质雷达法
物探法
HSP 法 声波法
CT 法
场法:红外线探水仪法
电阻率法:高密度电阻率法
超前深孔钻探法(30~100m) 超前水平钻探法
超前浅孔钻探法(5~6m)
超前导洞法
岩溶地表塌陷
岩溶地面塌陷是指覆盖在溶蚀洞穴之上的 松散土体,在外动力或人为因素作用下产 生的突发性地面变形破坏,其结果多形成 圆锥形塌陷坑。
地表塌陷成因
1、岩溶地表塌陷机理—地下水位变化形 成动水压力,在土层中产生潜蚀,下伏 溶洞提供运移空间,潜蚀形成土洞,成 拱隐伏于地下(或直接塌至地表),后 期水动力条件变化引起塌陷。
Fra Baidu bibliotek
研究热点
岩溶隧道地质灾害超前预测预警模型 研究
岩溶地表塌陷机理与应对措施研究 岩溶山区石漠化问题研究 岩溶地下水污染问题研究
参考文献:
[1]王滨,李治广,董昕,陈立. 岩溶塌陷的致塌力学模型研究——以泰安市东羊娄岩溶塌陷为例[J]. 自然灾害学报,2011,04:119-125. [2]邓启江,李星宇,吕琼,李坚峰. 昆明市岩溶塌陷发育特征和防治措施[J]. 中国岩溶,2009,01:23-29. [3]张丽芬,曾夏生,姚运生,廖武林. 我国岩溶塌陷研究综述[J]. 中国地质灾害与防治学报,2007,03:126-130. [4]林传年,李利平,韩行瑞. 复杂岩溶地区隧道涌水预测方法研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2008, 32(7): 1469-1476. [5]雷金山. 广州地铁隐伏型岩溶地基稳定性分析及充填处理技术研究[D]. [出版地不详]: 中南大学, 2014. [6]赵文智,沈安江,潘文庆,等. 碳酸盐岩岩溶储层类型研究及对勘探的指导意义——以塔里木盆地岩溶储层为例[J]. 岩石学报, 2013,
地貌特征
大的地貌形态:峰丛;峰林;孤峰;溶蚀平原;干谷
地表形态
石林、石笋、峰林、孤峰 溶沟、落水洞、漏斗
地下形态:溶洞、溶隙、暗河
岩溶形成基本条件:
▪ 具有可溶性的岩石; ▪ 具有溶蚀能力的水; ▪ 具有良好的水循环交替条件。 ➢ 水循环交替条件是其中最活跃
的因素。
岩溶地质灾害
岩溶地表塌陷 岩溶隧道灾害
(3)采取措施减少地表水的下渗 。①应注意雨季前 疏通地表排水沟渠,降雨季节时刻提高警惕,加强 防范意识,发现异常情况及时躲避;②加强地下输 水管线的管理,发现问题及时解决;③做好地表和 地下排水系统的防水工作,特别应加强居民厨房下 水道的防水。
工程措施
当区段内已发生岩溶塌陷或是存在岩溶塌陷隐患时, 可采取消除或改变形成岩溶塌陷条件、影响因素的工程 措施进行防治,主要包括防渗封闭、结构物跨越和地下 加固处理等。
岩溶地质灾害
地质灾害科学与工程 程辉
1 岩溶的概述 2 岩溶地表塌陷 3 岩溶隧道地质灾害 4 岩溶灾害防治
5 参考文献
概述:
岩溶即喀斯特(KARST),是水对可溶性岩 石(碳酸盐岩、石膏、岩盐等)进行以化学 溶蚀作用为主,流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等 机械作用为辅的地质作用,以及由这些作用 所产生的现象的总称。由喀斯特作用所造成 地貌,称岩溶地貌(喀斯特地貌)。
塌陷机理
地下水位升降致塌 地表水下渗致塌 动荷载致塌
岩溶塌陷的形成多数情况下是多重因素复合叠加作用的结果;
防治措施
岩溶地表塌陷具有隐伏性、突发性的特点
(1)避让。当拟建工程所处地质环境条件可能产 生 岩溶塌陷时,建筑物布置时应尽可能避开岩溶塌陷 易发区(段)。
(2)合理布置地下水开采工程,调控地下水位。对于 需开采地下水的地段,要解决供水与岩溶塌陷的矛盾, 可在合理布井、分层取水、强化统一管理等方面寻 找出路。对于已出现地下水超采的地段,地下水水位 下降过快,自然补给不足以恢复地下水位时,可采用 人工回灌措施。
(5)洞穴堆积物松软易拥塌下沉,使洞穴周边地层产生应力 量分布,应力变化对隧道结构受力不利。
(6)富含可溶性物质的岩溶水在隧道周边流动,可侵蚀隧道 及支护结构,影响隧道的使用寿命。
岩溶突涌水
岩溶突涌水已成为岩溶地区隧道施工中主 要地质灾害之一。岩溶隧道突水一直被认 为是世界性的难题,灾害一旦发生,轻则 淹没隧道、施工中断,重则造成重大的人 员伤亡和经济损失,甚至有些工程被迫停 建或改线。
2、土洞形成条件—下伏基岩中垂直(开 口)岩溶发育(运移);上覆土层较松 散有一定厚度(成拱);水动力条件变 化大(动因)。
形态特征
岩溶塌陷的平面形态具有圆形、椭 园形、长条形及不规则形等,主要 与下伏岩溶洞隙的开口形状及其上 复岩、土体的性质在乎面上分布的 均一性有关。其剖面形态具有坛状、 井状、漏斗状、碟状及不规则状等, 主要与塌层的性质有关,粘性土层 塌陷多呈坛状或井状,砂土层塌陷 多具漏斗状,松散土层塌陷常呈碟 状,基岩塌陷剖面常呈不规则的梯 状。