岩溶区四大工程地质问题综述_谢树庸
岩溶及岩溶地区的工程地质分析报告
岩溶及岩溶地区的工程地质分析第一章岩溶一.基本概念岩溶也称喀斯特(karst),是指以碳酸盐为主的可溶性岩石（石灰岩、白云岩、石膏、岩盐）地区，由于地表径流和地下水流对岩石的溶蚀作用和机械破坏作用，在岩体中形成洞穴，或在岩层的表面形成奇峰异石等独特的地貌景观。
南斯拉夫的喀斯特高原是典型地区，并因此得名"喀斯特"。
1966年5月在中国第二次全国岩溶学术会议上将“喀斯特”以“岩溶”作为中国的通用术语。
凡是以地下水为主，地表水为辅，以化学过程（溶解与沉淀）为主。
机械过程（流水侵蚀和沉积，重力崩塌和堆积）为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫岩溶作用。
这种作用所造成的地表形态和地下形态叫岩溶地貌。
岩溶作用及其所产生的水文现象和地貌现象统称岩溶。
岩溶在我国分布非常广泛，典型的分布区有、阳朔、以及东部、的大部分地区的山水、的路南石林皆闻名于世。
这些奇异的景观都发育在碳酸盐岩地区。
整个西南石灰岩地区连成一片，面积共达550000km2;全国石灰岩分布面积约1300000km2,约占全国总面积的13.5%二．研究意义由于岩溶地区有着独特的水文特征和地貌特征，因此在岩溶地区进行各种经济建设和生活生产会遇到非岩溶地区所没有的问题。
在岩溶地区，由于存在大量的地下空洞，尽心水库修建时要注意防止渗漏问题，在开凿睡到和建设矿井时要注意涌水排水问题，在建筑铁路、桥梁和厂房时要注意地基塌陷问题。
三．岩溶作用的基本条件在自然界，要保证岩溶作用能进行，必须有水在碳酸盐岩部的裂隙或孔隙中流动，使两者不断地相互接触和相互作用，而且不断循环更替，排除钙离子饱和的补入未饱和的。
这就要求具有以下条件：1.在可溶性岩石中具有一定的裂隙或孔隙系统，为水的循环提供通道。
碳酸盐岩一般都是又层面裂隙与构造裂隙的，如果有裂隙就会形成更好的通道。
白云岩由于白云岩化作用还有较高的孔隙度。
2.有适宜的地貌条件和地质构造条件，为谁的向碳酸盐岩中、中渗入提供补给途径，并为水的排出碳酸盐岩体之外提供通道。
岩溶地区的主要工程地质问题及处理措施(建工)
、地基与基础处理工程
以该小区一幢十层建筑为例介绍其地基与基础处理技术。 该工程原设计采用了预制高强预应力混凝土管桩，但施工中管桩被送 入土中多米仍未能收桩，有些还不见踪影。在此情况下，设计经咨询 研讨后修改地基技术指导文件，改用深层搅拌桩加固地基，基础改为 浮筏基础。在深层搅拌桩项目建设周期中出现了土方塌陷，为了确保 工程质量，对地质情况再次钻探勘查。钻探结果证实，该工程主要有 四个大的土洞（溶洞与之伴生），还有个别很小的洞。其分布如图所 示
强夯法—在覆盖形岩溶区,处理大面积土洞和塌陷时,强夯法是一 种省工省料、快速经济且能根治整个场地岩溶地基稳定性的有效方法。 一般夯击遍数遍,夯点距 。如无地下水影响,两遍夯击间歇时间可不 受限制,在夯击过程中,如果夯锤突然下陷,说明下部有隐伏土洞,此时 可随夯随填土或砂砾土料处理。
对岩洞土洞中软土较深地段,适宜于挤密性。采用砂柱、石灰柱、 松土桩、混凝土桩或者钢管等打入洞内,形成复合地基,提高地基稳定 性和强度。
（）、溶岩地基可不加处理的场合 属于下列情况的，岩溶地基可不
加处理：
（）、可采取绕避措施的情况
当遇到以下情况时，宜采取“绕避”措施:
岩溶区。断裂、孔隙发育，宽度和密度较大，其底与 溶洞、暗河相通的地段。溶洞、暗河发育地区，溶洞的洞径大、顶板 薄、裂隙发育、基岩破碎,暗河水流较大且洞内无或少充填物的地段; 岩溶水以表流和暗流交替出现,岩溶发育复杂无规律。落水洞分布较 密且漏水严重，塌陷时常发生的地段;基岩起伏、流塑或可塑软土分 布广且厚度变化大、地下水活动强烈地段；地基处理费用太高的地段。
对非土洞范围部分成孔不够理想的搅拌桩，在搅拌桩桩心浇筑素 混凝土桩。
4、处理经验
在溶洞地区的地基处理必须慎之又慎。这类工程，在地质资料详 尽的情况下，可以通过评价、对比选出合理的地基技术指导文件。此 外，在考虑整体支承上部荷载的技术指导文件时，应重点处理顶板很 薄的溶洞。
岩溶地区岩土工程勘察中常见问题探讨
岩溶地区岩土工程勘察中常见问题探讨摘要：随着社会的发展，城市施工建设也越来越繁荣。
而在施工建设中，地基的岩土地质发挥着十分重要的作用。
广大施工单位必须在岩土地质勘察中做好相关工作，使工程建设的质量得到有效提升。
在建筑施工的过程当中，岩土勘察工作主要适用于处理盐土土质的相关问题。
如果可以使岩土工程勘察工作更加科学有效，就可以使勘察设计的质量与效率得到有效提高。
关键词：岩溶地区；岩土工程；勘察；问题引言我国市场经济的发展以及技术水平的提高，让我国的岩土工程在开发的过程中也发生了技术性的改革。
岩土工程在开发和工作的过程中主要是依据岩土工程勘察工作的基本原则。
在岩土工程开发和建设的过程中，岩土勘察工作与研究工程质量在工程设计现场施工和后期检查的过程中，都是相互联系、相互融合的。
为了保证建筑工程项目合理化、有效的开展，在岩土工程勘察的工作上，要进行针对性的安排。
比如岩土工程建筑设计，从建筑设计方面进行合理的规划，保证工程项目的可行性，也为建筑工程打好质量基础。
工程项目在开发的过程中，主要是根据相关的数据，比如地质参数和相关数据来源可靠性，以及和经济性等重要工程作业。
对于岩土工程的设计和开发，要提供详细的设计资料，符合切入点。
为了保障勘察结果的有效性和准确性，从岩土工程工作的过程中找出解决的问题和要解决的办法，并且明确严重工程设计中的有效性。
提高岩土工程的质量，为以后的工程提供可持续的依据。
1岩溶地区岩土工程勘察重要性随着我国经济的迅速发展，城市化的进程正在不断加快，城市化也推动着现代化的建设。
在现代化进程中，城市建筑物建设发挥着十分重要的作用。
而建筑建设就需要充分发挥岩土工程勘察的作用，对地质环境与土壤进行分析，为工程建设提供良好的前提。
在岩土工程勘察中，需要运用到多个学科的专业理论知识。
这其中包括土力学、工程力学以及工程地质等。
这些理论知识主要涉及到科学理论和实践经验两个部分，而科学理论知识需要建立在实践经验的基础之上。
岩溶地区勘察及桩基施工常见问题分析
岩溶地区勘察及桩基施工常见问题分析摘要：在岩溶地区工程地质勘察及桩基施工过程中，因为岩溶发育的不规律，会遇到各种各样的问题。
同时岩溶地区的勘察及桩基施工难度也随岩溶发育程度的增加而增大。
本文以岩溶地区不同勘察阶段、不同岩溶发育程度的勘探方法为研究点，并结合多个工程实例，对岩溶地区勘察及桩基施工遇到的几种常见问题及勘察报告的编制热点问题等进行分析总结，供同行们借鉴。
关键词：岩溶；钻探；高密度电法；跨孔弹性波CT反演波速影像及管波探测法；冲击成孔灌注桩；土洞引言岩溶发育具有不规律性，常规的钻探只能反映一个点位的地质信息，不能全面反映地下岩溶发育情况，施工中则会出现钻探时没揭露溶洞而桩基施工遇到溶洞的情况。
如何全面了解并查明施工场地岩溶情况，需要岩土工程师通过地质调查、搜集资料、地质钻探结合多种不同的勘探手段，综合考虑不利因素并结合实际情况，总结出适合该地区该土层工程地质勘察的技术方法，结合后期施工工艺，出具合理可行的工程地质勘察报告及桩基施工方案建议。
1工程实例一湖南省新化县某高速铁路桥，桥址区为侵蚀丘陵间谷地，谷地内南北向分布一小河，河漫滩、阶地发育，地势较平坦，总体呈现南高北低。
桥址区最大相对高差约30m，西岸自然坡度15°～30°，植被较发育，阶地和河漫滩多为农田。
桥址区据调查及勘探深度范围内所揭露的地层，场地土主要为第四系全新统人工堆积层（Q4ml）、上更新统坡洪积层（Q3dl+pl）粉质黏土和黏土、角砾土。
下伏基岩为泥盆系上统锡矿山组下段（D3x1）石灰岩。
石灰岩青灰色、深灰色，弱风化，隐晶质结构，中厚层状构造，节理裂隙较发育，多为方解石脉充填，呈不规则状，岩芯较完整，多呈柱状。
部分钻孔岩溶强烈，此段共揭露到20个溶洞，溶洞大小0.2～12.74m，为空溶洞，其余钻孔岩溶弱发育，见少量溶蚀现象。
经钻探揭露，桥址区石灰岩属可溶岩，岩溶发育，桥址区地段有32个钻孔内见溶洞，遇洞率41%，线溶率1.2%～60%，溶洞垂向高度0.3～12.3m，溶洞顶板埋深1.4～29.3m，顶板高程143.57～90.18m，多为空溶洞，少量粉质黏土全充填，综合评价桥址区岩溶发育等级为中等发育，部分段落岩溶发育等级为强烈发育。
岩溶地区的主要工程地质问题与处理措施方案
三、岩溶地貌的工程处理实例
1、工程概况 某工程位于广州市白云区内，是一个以住宅为主，集商业、娱乐 综合建设的小区。有多幢单层、低层及多层建筑物，最高为十层住宅 楼。 2、地质条件 该工程场区位于广花高速公路庆丰收费站附近，地处丘陵-洪冲 积地带。从初步地质钻探资料反映，场地内基岩以石炭系灰岩为主， 局部为炭质页岩，并存在溶洞等不良现象。场地地层自上而下分别为： 人工填土层，耕植土，第四系冲积层（由淤泥、中砂、淤泥质土、粉 砂、砾砂、细砂、粉质粘土、粘土等构成），全风化、强风化炭质页 岩、中风化、微风化灰岩。其中全风化岩带厚度变化较大，从2m5.5m。 强风化岩层厚1.9m-12.8m。场地地下水主要赋存于第四系冲积砂 层、溶洞及基岩裂隙中。粉质粘土及粘土层为弱透水层，连续性较差， 大部分地区阻隔孔隙水与岩溶水、裂隙水的联系。有部分砂层直接与 基岩接触，孔隙水与岩溶水、裂隙水水力联系密切。
c.若溶洞顶板不完整，裂隙、节理发育，则可按裂隙节理分布特征采用受 力的梁（板）计算弯矩，根据弯矩和岩体应力求洞顶板的厚度。
பைடு நூலகம்
2、渗漏和突水问题
（1）、库区的选择 库区应选在地势低洼，四周地下水位较高，上游有大泉出露而下 游无大泉出露，上下游流量没有显著差异的河段上，要避免邻区有深 谷大河。如果发现库底有渗漏，可采用堵、铺、截、围、引等方法进 行处理。多数情况下，由于渗漏形式和通道较复杂，需要采取综合处 理。 堵：是处理集中渗漏通道的主要办法。可利用不同的材料堵塞空洞， 堵塞材料可因地制宜采用块石、砂、混凝土或粘土等。 截：系指在地下管道的集中渗水出筑隔水墙截断渗漏通路。 围：库区有个别大溶洞或反复泉 ，采用简单的堵法不能见效，可以修 筑高烟筒圆形围墙，将其与水库隔离以达到防渗的目的。 铺：是处理地表呈面状或带状的分散渗漏带的常用办法。库岸斜坡常 用混凝土盖板或粘土斜墙。库底则常用粘土铺盖。 灌：灌入浆液充塞孔洞和裂隙，并使经过灌浆的地带连成一帷幕，以 起到防止渗漏的作用，这是防止坝基和绕坝防渗最常用的办法。
白云岩地区岩溶渗漏问题评述
件在弱可溶的白云岩中找到 / 相对隔水层0 作为防 渗依托, 从而大大节省工程费用。
4 结语
由于白云岩的物质组分以白云石为主, 其晶格 的内能远大于方解石的, 因此其可溶 性弱于石灰 岩。白云岩在溶蚀过程中, 可分解为白云岩粉和易 使地下水中的 CaCO3 达到饱和 状态。当径流条件 差时, 白云岩粉与次生方解石则将岩体中的孔、隙 堵塞, 促 使白云岩岩溶 不发育。只有 在垂直渗流 带、水平循环带的断裂 发育部位才能 使水交替强 烈, 带走白云岩粉和饱和的 CaCO3, 而发育一些溶 洞或管道。所以, 白云岩地区岩溶普遍不发育, 但 有地表水系, 且小泉水普遍, 岸坡地下水水力比降 较大。在距岸坡一定深度和水平循环带以下无张宽 裂隙时, 岩溶不发育, 可成为防渗依托的 / 相对隔 水层0。从而, 白云岩地区的岩溶渗漏一般不复杂, 要处理的范围与深度也有 限, 防渗处 理工程可节 省, 这已为不少水利水电工程所证实, 在新的工程 中应大胆借鉴与采用。
( 见表 1) : 当岩石中含有 50% 以上的方解石或文石 的属石灰岩类; 含有 50% 以上白云石的属白云岩 类; 介于两者之间的为过渡类型。
表 1 碳酸盐岩的分类
岩石名称
石灰岩 含白云质石灰岩 白 云质 石 灰 岩 石 灰质 白 云 岩 含石灰质白云岩 白云岩
碳酸盐岩成分/ %
方解石
白云石
95~ 100 75~ 95
第 18 卷第 2 期
贵州水力发电 GU IZHOU WAT ER PO WER
2004 年 4 月
白云岩地区岩溶渗漏问题评述
谢群
( 深圳市水利规划设计院, 深圳 518036)
摘 要: 白云岩地区水 库渗漏问题不严重, 处理较 简单, 其理 由是岩 溶不发 育及水 文地质 条件较简 单。岩溶 不
浅谈岩溶地区的工程地质问题与防治措施
浅谈岩溶地区的工程地质问题与防治措施摘要：岩溶作为一种复杂的自然地质现象，对工程建设影响甚大。
在可溶岩地区进行工程建设，应通过勘察手段充分了解场地的岩溶发育程度及发展趋势，以评价场地建设的适宜性，分析工程建设地基基础选型，采取针对性的地基处理措施，以确保工程建设的安全可靠。
本文以两个工程案例讨论岩溶地区的工程地质问题与防治措施。
关键词：岩溶发育；地基处理；岩土勘察；处理措施前言：我国幅员辽阔，岩溶地质现象复杂多变，不同地区的岩溶发育格局特征。
在岩溶地区进行工程建设，其主要地质问题表现为：由于岩溶作用造成了地下结构架空，破坏了场地下伏基岩的完整性，增加了岩石的透水性。
岩溶地质问题对工程建设的危害主要表现为：不均匀沉降，岩溶坍塌、基坑渗漏等工程地质问题。
因岩溶发育的隐蔽性及不规律性，在岩溶地区的进行工程建设其工程地质勘察工作显得尤为重要。
岩溶地区的工程地质勘察重点主要是通过多种勘察手段，以查明场地下伏基岩中岩溶裂隙的发育情况及发展趋势，对建筑地基做出岩土工程评价，并对地基类型、基础型式、地基处理、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。
岩溶场地的地基处理措施需要根据场地下伏基岩的埋藏深度以及基岩中岩溶裂隙的发育情况而确定，对岩溶裂隙的主要处理措施包括加固、跨越等方式。
本文以徐州市两个工程案例讨论岩溶地区的工程地质问题与防治措施。
徐州市位于华北地台东南缘、徐州断陷褶中段，东距郯庐深大断裂带100km。
徐州市内发育有数十条断层，规模较大、影响较大的为废黄河断裂带，它由三条NW向正断层组成，走向290°，倾向SW。
市区下伏基岩多以可溶性的石灰岩、泥质灰岩及页岩等组成。
基岩内岩溶裂隙多有发育，对工程建设影响较大。
徐州市高铁站附近拟建一住宅小区，拟建建筑包括11幢22F高层住宅，-1F地下车库及其他配套设施。
拟建工程设计±0.00为国家1985高程基准的42.50m，地下室底板标高37.70m。
岩溶地区的主要工程地质题目及处理措施
岩溶地区的主要工程地质问题及处理措施班级：08土木1班学号：0810611114姓名：刘锟岩溶也称喀斯特(karst),是指以碳酸盐为主的可溶性岩石（石灰岩、白云岩、石膏、岩盐）地区，由于地表径流和地下水流对岩石的溶蚀作用和机械破坏作用，在岩体中形成洞穴，或在岩层的表面形成奇峰异石等独特的地貌景观。
南斯拉夫的喀斯特高原是典型地区，并因此得名"喀斯特"。
1966年5月在中国第二次全国岩溶学术会议上将“喀斯特”以“岩溶”作为中国的通用术语。
凡是以地下水为主，地表水为辅，以化学过程（溶解与沉淀）为主。
机械过程（流水侵蚀和沉积，重力崩塌和堆积）为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫岩溶作用。
这种作用所造成的地表形态和地下形态叫岩溶地貌。
岩溶作用及其所产生的水文现象和地貌现象统称岩溶。
岩溶在我国分布非常广泛，典型的分布区有广西桂林、阳朔、柳州以及云南东部、贵州的大部分地区，广西的桂林山水、云南的路南石林皆闻名于世。
这些奇异的景观都发育在碳酸盐岩地区。
整个西南石灰岩地区连成一片，面积共达550000km2;全国石灰岩分布面积约1300000km2,约占全国总面积的13.5%。
就整个岩溶地区来说，地貌的发育与地下水面有密切关系，而地下水面又随当地河流或海平面的变化而变化。
因此，可以认为整个岩溶地区地貌发育的基面是河流或海平面，但就岩溶地区地下岩溶来说，其发展深度是以可溶性岩石底板为下限。
因此，可溶性岩石的底板就是地下岩溶发育的基面。
假定有一个上升的宽平高地，地壳上升以后，长期稳定，且由产状平缓、岩性致密和厚层的石灰岩所构成，则岩溶地貌的发育大致如下：开始发育成石芽、溶沟、漏斗和落水洞。
地表水部分转入地下，循裂隙进行溶蚀。
此时裂隙扩大不多，地面河流仍居优势。
随着裂隙的不断扩大，岩体内形成许多独立的洞穴系统。
在较大的洞穴系统内，地下水面的位置较低；较小的洞穴系统内，地下水面的位置较高，一般无统一的地下水面。
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岩溶区四大工程地质问题综述谢树庸(国家电力公司贵阳勘测设计研究院,贵州贵阳550002)摘要:岩溶区各项工程建设均或多或少会遇到与岩溶洞穴或岩溶水有关的工程地质问题,如岩溶地基与围岩的稳定问题、岩溶渗漏问题、岩溶涌水问题与地下水外水压力问题。
为查明与处理这些问题提供一些实例,根据个人了解的情况作些简单介绍,以有助于加快岩溶区的各项工程建设,特别是/西电东送0工程的建设。
关键词:岩溶;四大工程地质问题;工程实例;对策中图分类号:P6421254;TV223133文献标识码:B文章编号:1007O0133(2001)04O0085O03石灰岩与白云岩类可溶岩硬度中度,有足够的地基与围岩承载力,边坡较稳定,为人工砂石骨料的优质料源,其河谷断面多狭窄,是建坝与修桥的良好地址。
但由于具有可溶性,总会有不同类型的岩溶现象,如溶洞、溶缝等,相应岩体透水性、富水性也极不均一。
因而在岩溶区的工程建设所出现的工程地质问题有其特殊性,归纳起来有四大工程地质问题:即岩溶地基与围岩的稳定问题、岩溶渗漏问题、岩溶涌水问题与岩溶水外水压力问题。
这些问题的查明往往需要投入较多的勘察工作量和先进的手段,否则将迫使设计作较大的修改,施工进度难以保证,工程投资有所突破,甚至造成难以挽回的损失。
根据本人的工作经历与了解的情况作些介绍与商谈,望对岩溶区正进行的各项工程建设,如/西电东送0的水、火电工程,对外交通的高等级公路、铁路、飞机场以及无数工业与民用建筑,特别是高层建筑的勘察、设计、施工有所帮助。
并希望在各项工程完工后有更多的总结与实例,对这四大问题的解决有更大的发展与突破。
1岩溶地基与围岩的稳定问题岩溶洞穴有大有小,大到几十万立方米的溶洞,小到厘米级、毫米级的溶缝及夹泥裂缝。
它们所处部位不同,对不同工程的影响也各异。
如乌江东风水电站左拱座顺F38断层发育一长38m、宽6 ~11m、最高23m的溶洞,为粘土充填,处于拱端应力范围,由于原拟定的勘探平硐准备实施时施工队伍进场修路干扰被迫放弃,坝肩开挖后才发现。
猫跳河四级拱坝右拱座顺F71断层发育的溶洞,也是开挖后才发现的。
上两溶洞均作了严格的可靠处理。
猫跳河六级拱坝右拱座上游的K32号溶洞,勘察期即发现,经分析其对拱端应力分布无影响,只是为了减少帷幕灌浆处理的难度,作了混凝土回填,但洞中粘土却未予清除;而与六级大坝左、右拱端推力方向垂直的、靠近坝肩的各一条夹泥裂隙,宽仅2~16c m,由于对拱座岩体的应力特性与分布产生严重的影响,各作了上千米的深孔群孔冲洗与固结灌浆的处理。
再如洪家渡水电站的各高边坡锁口的预应力锚索孔在计划的锚固段遇到了溶缝或小溶洞,只好加深锚固孔,寻找完整岩体。
鲁布格水电站地下厂房在岩锚吊车梁上遇到扁平溶洞。
天生桥二级水电站通过可溶岩的3条洞段总长2484213m,遇大小溶洞数百个,大的不少,有一处曾冒顶3次,塌高118m,有的顺轴线长60m,在隧洞底的洞穴充填物厚50m,施工中出现突泥、涌沙、坍塌掉块,给施工造成极大困难,全断面掘进机变成/英雄无用武之地0,也给第二次支护加固造成困难。
贵阳市的高层建筑均或多或少遇到溶洞,勘察工作不敢轻易节省勘探工作量,每一个桩墩都打1个钻孔,且应有足够深度。
可溶岩区的飞机场跑道,害怕有隐伏的洞穴存在,开挖后,还用地质雷达全面扫描,有异常则钻孔或挖出来看。
/贵毕0公路六广河大桥毕节岸桥墩,勘察时,中间的1个孔省掉了,开挖时,才发现下面还有1个溶洞。
从上面大量实例看,地基与围岩岩体中有无岩溶洞穴,关键是要重视,应根据建筑物重要性,按规程规范从面到点、从粗到细逐步勘察,直至施工收稿日期:2001O09O04作者简介:谢树庸(1933O),男(侗族),贵州省黎平县人,高级工程师(教授级),原院副总工程师,从事水电工程地质勘察及技术管理工作。
#85#第15卷第4期贵州水力发电GUIZHOU WATER POWER2001年12月期的超前预报与复查。
现在各种勘察手段都有了,要因地制宜综合使用。
能否实施,可能还涉及经费问题。
一旦查明了,具体分析、评价,常规理论与电算均可以,处理措施也是有的。
岩溶洞穴的发育与分布有一定规律,如可溶岩与非可溶岩接触带,断层带,浅表层风化溶蚀裂隙带,古今地下水的径流与排泄区,盆地与坡立谷的低地,以及剥夷面、阶地对应的高程等。
2岩溶渗漏问题水库岩溶渗漏问题,一直是水电水利工程勘察的主要问题。
我国根据几十年的勘察经验,在规程规范中已有判断渗漏与否的4条标志:即地形上有无低邻谷,地质结构上有无隔水层可靠封闭,地下水分水岭是否高于库水位,以及地下水位低于库水位是否有岩溶管道贯通分布。
河间(湾)地块是否有岩溶管道贯通分布?应以岩溶洞穴形成的理论为指导,从一点一滴的资料调查、分析入手。
有人不同意地下水排泄基准面的稳定程度对岩溶洞穴发育程度与空间分布规律的影响,认为是/同步理论0,是错误的。
然而,评价岩溶渗漏,首先要判断的应抓住的是贯通发育的溶洞,它们就是带盖的地下河,地下河的发育就受排泄基面的控制。
所以,调查岩溶,应从研究剥夷面与阶地的发育情况开始。
要研究河谷的不同发育阶段,地表水如何补给地下水和地下水如何运动?从什么地方、什么高程上排出来?因此,才发育了那些溶洞。
溶洞是地下水活动留下的/印痕0,详查的落水洞如果有明显的垂直竖井和近水平的长通道(不是层面控制),很可能就与排泄基准面的变化有关。
如果落水洞到底部钻不下去了,则该洞尚处于向排泄区发展(传播)的阶段,这样,其下部就很难有畅通的管道。
如果从河谷岸坡钻进去的溶洞到最后也走不通了,则表明它在向地下水分水岭方向/溯源侵蚀0时,还处于/结合0未完成阶段。
这样,分水岭地区的岩溶化程度就低,不可能发生岩溶管道式渗漏,如清江隔河岩罗家坳分水岭等。
隔水层是否封闭,实际上就是是否有沟通上、下游的不同时代或相同时代的可溶岩,组成了有统一水力联系的岩溶含水系统的问题。
在该系统中,上、下游若各自有地下水流动系统(泉水),则有地下水分水岭。
地下水分水岭水位与上游和下游河水位之差大于上、下游河水位之差时,则不可能存在上、下游贯通发育的管道。
所以,岩溶渗漏的调查,对那些已存在贯穿性岩溶含水系统地带的地质工作重点,是查明有无贯通性管道(直径5mm以上的)。
这样,对地下水位线以上的溶洞与落水洞,和从地貌、河谷发育史,以及水文网的变迁上去把握有无形成上、下游贯通管道的水动力条件;对地下水位线以下的,要利用典型的落水洞和钻孔发现的溶洞作连通试验,以发现管道,并以流速等情况判断其畅通程度。
防渗帷幕是处理岩溶渗漏的重要手段。
对帷幕端点与下限的确定,总希望有非可溶岩隔水层,实际是很难遇到的。
可溶岩岩溶不发育就是隔水层,应从岩溶化程度与深度去把握防渗范围。
有地下水洼槽的,也不一定就漏水,不一定要采用帷幕/拦截0它。
情况不明朗,对工程影响不大的,可分期分批设置帷幕。
为减少盲目、节省工程量,在帷幕线上先打先导孔和作物探透视,以及C T成像处理,找出溶洞。
先将溶洞处理好,使管道介质变成裂隙性介质,才有利于灌浆,免得浆液大量流失,从而节省工程量与加快进度。
3岩溶涌水问题岩溶涌水问题是目前比较难解决的问题,其主要原因是一个岩溶大泉(管道水、暗河)的流量无法取得准确的数据和建立起流量与降雨量的关系曲线。
因为汛期,泉水多被河水淹没,有的在河水面以下还有多个出口。
其次,从规范来看,也还重视不够,没有严格的条文规定,以致勘测时易忽略。
要想多作勘测工作,经费不单列也困难。
实际,我国在岩溶区修建的乌江东风、清江隔河岩水电站的导流洞分别发生了2次和14次涌水,最大涌水量分别为112m3/s和1167m3/s。
鲁布格水电站与天生桥二级水电站长引水隧洞涌水点最多,次数也较多,天生桥二级水电站引水隧洞最大涌水量达5~7m3/s,鲁布格水电站地下厂房涌水总量为01575m3/s,东风水电站右岸灌浆廊道发生了2次涌水,最大流量估计1~2m3/s。
2001年洪家渡导流洞也发生了涌水,估计流量3~4m3/s。
锦屏二级水电站深埋隧洞的勘探平硐有一次最大涌水量达4191m3/s。
贵阳喷水池百货二楼旁的一个高层建筑的桩基,因遇到岩溶涌水,由挖孔桩改为钻孔桩。
岩溶充水矿床实例更多,湖南香花岭多金属矿的484坑道在小时降雨量达到67mm时,坑内流量猛增200倍,达314083m3/s。
从以上可知:岩溶涌水的特点是来得猛(突#86#第15卷第4期贵州水力发电2001年12月水)、消得快,涌水量大小、快慢与岩溶发育程度有关。
由于岩溶发育的强烈差异,导致岩体透水性与水的分布极不均一,易形成高度集中的管道流与遭遇管道的突然涌水。
岩溶涌水量的预测,除了正常的涌水量(Q0)之外,关心的主要是最大涌水量(Q m ax)。
为了预测,首先应查明岩溶水文地质条件,建立符合客观实际的水文地质概念模型,它包括岩溶含水系统的边界(阻水的、给水的与出水的)条件、补给来源的地形地貌条件、岩溶化程度、岩体透水性与地下水位变化、泉水的动态特征等水文地质参数;然后建立与水文地质概念相符的数学模型。
常用的涌水量预测方法有比拟法、水均衡法、解析法和数值模拟法。
目前水电建设方面主要用均衡法与比拟法。
从几个工程的涌水量难以预测准确的原因查寻时,发现对建筑物区的勘察,主要偏于工程地质条件方面,因此勘察范围不足,没有包括岩溶含水层的全部补给区。
往往在补给区的调查中,汛期的降水入渗情况根本不去看,对岩溶泉或季节性泉的流量观测不完善,河岸地带有无水下或复盖层掩埋的出水点根本没有做工作,或者偶然发现。
因此,笔者建议应在勘察规范中提出硬性的规定,以便今后能全面完成这一勘察任务。
过去对水工建筑物与枢纽布置的选择也偏重于工程地质条件中的地基、围岩、边坡的稳定条件,水文地质方面,也仅是渗漏与防渗处理条件。
而从涌水条件考虑时,有些方案可能还是有问题的。
例如,河谷区本来就是地下水的排泄区、汇流区,同是一个河段,若选择面板堆石坝,其底宽大,占据的河道就长,遇到的涌水问题机会就多,处理较难;若选用拱坝(有条件时),则其底宽大大减小,占据河道短,遇到的涌水问题就小。
又如厂址的选择,若用明厂房,正好处于地下水排泄区,易遇到涌水问题;若选用地下厂房,则可选在岩溶化程度较低的地带,如放在地下水的径流区,从而可减少涌水带来的施工与运行期的麻烦。
从地质结构看,横向谷,特别是陡倾横向谷,如乌江渡、洪家渡、思林等坝址河谷易有岩溶大泉而出现涌水;而缓倾的,特别是具有多层隔水层阻隔降水补给的,泉水少、规模小,坝基开挖涌水问题就少,如东风水电站坝基等。
岩溶涌水的处理方法是躲、排、堵、防。
工期允许就躲开涌水高峰期,在枯水期再来施工,或者先施工无涌水段,后施工涌水段;排水方式很多,有自流式的引排,有集中抽排,应从施工期长短去考虑,尽可能利用施工支洞、勘探平硐、或专设排水洞、排水孔;堵是有条件的,单一管道直接封堵可达到效果或暂时的效果,必要时还应设置挡水帷幕才行,高层建筑的深基坑就有设帷幕的,矿区也有,因为抽排可能带来新的环境水文地质问题;防是防止地表水与某一含水层的地下水渗入或涌入。