灰岩岩溶专题
石灰岩岩溶施工方法
4.石灰岩岩溶施工方法本合同段隧道穿越地层多为灰岩地区，在厚大的灰岩中进行隧道开挖时会遇到隐伏性岩溶、溶洞。
因此处理好石灰岩岩溶不良地质条件在本工程中显得尤为重要，本隧道主要采用超前地质预报进行地质探测，及时了解地形情况，在根据所测得的资料来拟定合适的施工方案来解决好石灰岩岩溶问题。
4.1 雷达超前地质预报4.1.1雷达超前地质预报的原理地质雷达与对控雷达在原理上十分相似，是基于地下介质的电性差异，向地下发射高频电磁波，并接收地下介质反射的电磁波进行处理、分析、解释的一项工程物探技术，其探测原理如图1 所示。
图1 地质雷达工作原理示意射体深度；x 为发射机和接收机间的距离；v 为雷达脉冲波速。
由置于隧道掌子面发射天线送入隧道掘进方向的掌子面高频电磁波脉波(主频为数十兆至数百兆乃数千兆赫) , 当其在岩体传播过程中遇到不同目标体(岩石破碎带、溶洞、断层裂隙等) 的电性介面时就有部分电磁能量被反射折向掌子面, 被接收天线接收, 并由主机记录, 得到从发射经岩体界面反射回到接收天线的双程走时t。
当岩体介质的波速已知时,可根据测到的精确t 值求得目标体的位置和深度。
这样, 可对各测点进行快速、连续地探测, 并根据反射波组的波形与强度特征, 经过数据处理得到地质雷达剖面图像。
而通过多条测线的探测, 则可了解隧道掌子面目标体断面分布情况。
4.1.2雷达超前地质预报的检测设备及其优点a检测设备、方法及测线布置对于不同深度、不同岩性的探测目的层与目的物，在应用地质雷达检测时，需选择相应频率的天线和适当的仪器参数。
要探测到较深的地质情况，就必须选用相对较低频率的天线，本次检测选用了100MHz天线。
使用的设备：美国劳雷公司SIR-3000型地质雷达；由于隧道断面场地限制，在隧道上断面采用了连续测试及点测试方法，用100MHz天线进行连续扫描，采集地质雷达图像数据。
具体检测线布置见如下示意图。
在地质雷达图像上，隧道中线点为1个连续短标记；起、终点分别为2个连续短标记。
薄层灰岩浅部岩溶发育特征及分布模型
薄层灰岩浅部岩溶发育特征及分布模型张宽;唐朝晖;柴波;孙巧;张洁飞【摘要】碳酸盐岩往往含有较多泥质夹层,多发育浅部岩溶裂隙,影响工程基础稳定性.文章依托广西合山市溯河矿区某道路浅部岩溶调查成果,分析了薄层灰岩岩溶宏观形态和垂直分布特征,按照溶蚀程度将其分为碎屑残留带、表层岩溶带和下部包气带;通过室内溶蚀试验,分析了矿物组成、CO2及水动力条件影响下的溶蚀规律;对比分析了薄层和厚层岩溶发育特征.结果表明:(1)薄层灰岩浅部岩溶发育程度与微地貌有关,通常在山谷和地下水强径流带溶蚀作用更为强烈;(2)薄层灰岩溶蚀优先开始于方解石,在岩石表面形成溶孔、粗糙程度增加,提供了侵蚀性溶液流动通道;(3)薄层灰岩岩溶较厚层灰岩岩溶规模小,分布较为均匀,由地表土体渗入地下岩体的地下水含有较多侵蚀性C02水溶液,会促进岩溶作用的进行;(4)薄层灰岩浅部岩溶发育分布模型为:发育均匀的微小溶蚀裂隙在溶蚀下渗过程中遇到软弱夹层时会沿水平向扩展并随进一步溶蚀作用被充填,垂向深部发展时溶蚀作用逐步消散.【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2019(046)004【总页数】8页(P167-174)【关键词】岩溶;薄层灰岩;软弱夹层;溶蚀规律;分布模型【作者】张宽;唐朝晖;柴波;孙巧;张洁飞【作者单位】中国地质大学(武汉)工程学院,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)工程学院,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)环境学院,湖北武汉430074;中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北武汉430074;中国地质大学(武汉)工程学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】P642.25我国南方三叠系下统地层中普遍分布薄层灰岩。
薄层灰岩岩溶发育程度较中厚层灰岩弱，在工程建设中容易被忽视，存在工程安全隐患。
目前，针对薄层灰岩岩溶发育特征及分布模型的研究尚少，无法有效指导其分布区基础、边坡等工程活动的勘察设计。
灰岩地区因其地质条件复杂
灰岩地区因其地质条件复杂，如土洞、岩溶(溶洞、溶沟、溶槽)、构造带(断层、裂隙)发育，地下水丰富甚至有地下暗河通道等，严重影响桩基础的选型和施工质量及安全。
尤其是大型建筑物的基础，如果对岩土工程条件认识不足，在施工中多次更改桩型，就会造成严重的质量安全隐患和经济损失。
本文通过对深圳灰岩地区多个深基础施工成败经验的分析，提出一些经验性意见。
1、岩土工程地质状况1．1地层分布灰岩地区地层大致分布有：a。
人工填土层(Qml)；b。
冲洪积层：分布有粉质粘土、粉土、砂、砾等。
呈软塑至可塑状态，孔隙潜水量大，渗透性能好；c．残积层(Q。
’)，由灰岩风化残积而成、一般为湿—饱和，流塑至可塑状态，与基岩的接触带部分由于潜水影响呈流塑状态；d，岩层：为灰岩(大理岩)、断层、裂隙、岩溶发育，基岩面溶沟溶槽等溶蚀现象严重。
1．2岩溶发育特征灰岩地区的岩溶发育具有一定的规律，普遍表现为：(1)自上而下，由强变弱；基岩面上分布着溶沟、溶槽，浅部基岩岩溶发育较强，有的甚至呈串珠状自上而下分布，深部为古老溶洞，分布较少、暗河为古老溶洞连通而成。
(2)浅部溶洞充填物多，深部充填物少：充填物呈全充填一半充填一无充填，一般呈流塑—软塑状态：(3)构造裂隙发育，地下水活动频繁地方溶洞较发育。
1．3地下水特征灰岩地区地—F—水按其贼存介质可分为三种类型，即a。
赋存于冲洪积及残积层的孔隙水，渗透性强3b。
赋存于下伏溶洞、溶蚀裂隙及暗河中的岩溶裂隙水，连通性好，水量丰富；c。
赋存于构造断裂带中的裂隙水，连通性强。
2、对基础的影响及应采取的措施1.1对持力层的影响及措施由于灰岩地区冲洪积、残积层渗透性能好，在孔隙水丰富的情况下，土层的强度和深基坑的支护将大受影响，降水措施也易影响周边建筑的安全，同时土洞发育也会严重影响土层的稳定性，因此，在地下潜水丰富、土洞较发育的灰岩地区，不易采用天然基础。
由于岩溶的发育，若桩基础落在溶洞顶部、当顶板厚度达不到设计要求时，就容易造成严重的质量隐患。
灰岩地段隧道岩溶处理的应用与研究
灰岩地段隧道岩溶处理的应用与研究作者：高颇来源：《山东工业技术》2017年第23期摘要：岩溶是隧道施工中经常遇到的一种地质现象，易于导致开挖面涌水、突泥，围岩及支护结构变形、开裂及坍塌，影响施工进度，危及施工安全，破坏周围环境，以黔张常铁路5标段为例，阐述岩溶地区隧道施工的处理工艺和处理方案的选择。
通过大量的工程实践，对严重岩溶地区隧道的施工工艺及技术得到了一定的经验，对于充填型溶洞、空腔型溶洞等措施处理，取得了一些经验，对后续同类工程施工具有很大的指导意义。
关键词：黔张常铁路；隧道；岩溶DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.23.0531 前言岩溶是地表水和地下水对溶性岩层经过化学作用和机械破坏作用形成的地下溶蚀现象，不同的岩溶发育成不同的溶洞、裂隙等。
岩溶地段隧道不良地质要素有断层地段、软弱围岩、突泥涌水、冲沟、溶洞及采空区等几个方面。
正确处理岩溶地质对隧道的施工具有重要意义[1，2]。
2 隧道岩溶特点当隧道穿过可溶性岩层时，有的围岩破碎，容易发生坍塌。
有的溶洞位于隧道底部，充填物松软且深，使隧道基底难于处理。
有时遇到填满饱含水份的充填物溶槽，当隧道掘进至其边缘时，含水充填物不断涌入坑道，难以遏止，甚至使地表开裂下沉，形成“天窗”，隧道的初期支护压力剧增。
有时遇到大的水囊或暗河，岩溶水或泥砂夹水大量涌入隧道。
有的溶洞、暗河迂回交错、分支错综复杂、范围宽广，处理十分困难。
3 隧道岩溶处理原则根据国内岩溶隧道施工经验，岩溶处理应遵循以疏为主、堵排结合、因地制宜、综合治理的原则。
3.1 以疏为主就是尽量不改变岩溶水的径流和渗流路径，保持地下水的原始循环和贮存状态，从而减少地下水的流失，保证施工、结构和环境安全，达到建设绿色环保工程的目标。
3.2 堵排结合就是根据隧道内涌水量大小、所含泥砂程度，并考虑对隧道运营安全和环境的影响，将堵水和排水结合起来，决定治理方案。
堵就是对于可能或已经涌出工作面的岩溶水或充填物进行封堵（小型溶腔），改善围岩的力学性能，提高围岩的抗渗能力，保证开挖安全和隧道建成后的防渗漏等级。
灰岩溶洞处理方案
m
5
普通硅酸盐水泥
42.5R
t
（1）XY-2PC 超前钻机（以二期为例）
超前钻机
型号
钻孔直径（mm）
钻孔深度（m）
最大扭矩（NM）
钻杆倾角（°）
柴油机输出功率（KW）
重量（kg）
外形尺寸（长×宽×高 mm）
（2）HYB60/50-1 液压注浆机（以二期为例）
液压注浆机
型号
最大排量（L/min）
压力（MPa）
冲击成孔必须待注浆凝固, 保证水泥浆达到一定的强度后才能进行。
冲孔前应有备好材料, 制定相应措施, 一旦发现泥浆渗漏, 应及时向孔内投放粘 土、水泥和片石, 依靠经冲挤在溶洞内形成片石夹粘土的围护结构墙, 保持孔内泥浆高 度, 使得冲钻顺利进行。
适当加大泥浆质量和密度。采用优质泥浆, 当缺少优质粘土时, 可在泥浆中掺人适 量的水泥、烧碱和锯末, 以提高泥浆胶体率和悬浮能力, 其质量配合比为黄土:水泥:烧 碱=1:0.2:0.4，锯末按黄土体积的 1%左右掺人。
第五节 灰岩溶洞处理方案
1 工程概况
项目
内容
场地类别
Ⅲ类Βιβλιοθήκη 溶洞发育岩溶弱发育
土层情况 水情况
场地内无砂土与可液化粉土地层，下伏基岩为灰岩。土对混凝土结构具弱腐蚀性， 对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
地下水及地表水对混凝土结构有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀 性。
地质勘察报告
未揭示溶洞发育。
钻孔冲透溶洞时, 注意保持孔内泥浆面水平, 如发现孔内泥浆面迅速下降, 应立 即提出锤头, 向孔内补浆到原水平。
在灌注混凝土时, 在满足规范情况下, 适当减少导管埋深。且在拆除导管时使导管 下口尽量避开已处理的溶洞,减少护壁被混凝土冲破而漏浆。
粤北灰岩地基岩溶发育的特征与对策
第25卷增2岩石力学与工程学报 V ol.25 Supp.22006年10月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Oct .,2006收稿日期:2006–05–18;修回日期:2006–06–30作者简介:叶照桂(1954–,男,1976年毕业于中南矿冶学院地质系探矿工程专业,现任高级工程师、中南大学硕士研究生导师,主要从事岩土工程勘察方面的教学与研究工作。
E-mail :sgyzg@粤北灰岩地基岩溶发育的特征与对策叶照桂(广东省建科建筑设计院,广东广州 510500摘要:在岩溶地基上进行工程建设,应研究灰岩岩溶发育的特征,了解岩体裂隙分布、灰岩的化学成分和灰岩地下水的活动状况,并针对岩溶发育的具体状况和工程条件,采取灵活而行之有效的处理措施。
以韶关市为例,对市区岩溶发育情况和工程建设中遇到的不同类型的岩溶现象进行详细阐述,并在此基础上总结出粤北地区岩溶发育的不同类型及其产生机制和特征。
在工程建设中,针对不同的岩溶类型,提出清除爆破、跨越覆盖、浅层楔状填塞、灌浆法、钻(冲孔回填法、高压旋喷灌浆法、微型钢管树根桩和排导堵截及调整柱距等方法进行处理。
岩溶地基工程的实践证明,根据工程具体条件采用相应的技术措施来处理岩溶地基能收到较好的效果。
关键词:岩石力学;岩溶;灰岩地基;灌浆中图分类号:TU 457;P 642.25 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2006增2–3400–05KARST DEVELOPMENT CHARACTERISTICS AND CORRESPONDING MEASURES IN LIMESTONE FOUNDATION IN NORTH GUANGDONGPROVINCEYE Zhaogui(Guangdong Jianke Architecture Design Institute ,Guangzhou ,Guangdong 510500,ChinaAbstract :It is necessary to study the characteristics of karstdevelopment ,distribution of fissures and chemical components as well as moving situation of underground water in limestone before project construction performed on karst foundation. Effective measures should be adopted according to the karst development and engineering conditions. Based on the analysis of karst development and formations in Shaoguan City ,the types ,mechanisms and characteristics of karst development are presented ,and several treatment methods of different karst types such as blasting ,leaping over the cover ,filling ,grouting ,drillhole backfill ,high pressure jet-grouting ,micro-steel pipe pile ,dredging or block as well as adapting distance between piles are also proposed. The achieved results show that it will be effective to apply different treatment methods to corresponding karst conditions. Key words :rock mechanics ;karst ;limestone foundation ;grounting1 引言在粤北的多数地区,隐伏着石炭纪等地质年代久远的海相沉积灰岩地层,该地层的主要特点是岩溶发育。
新近系泥灰岩岩溶成因及工程处理措施
黔中T1d1薄层灰岩岩溶发育特征
建设场地 内以石芽地貌 为主 ，从钻探资料分析 ，相邻钻孔
见 土 层 厚 度 差 异 巨 大 ，￣ ［ １ Ｚ Ｋ１ ０ ４ 处钻 探查明 土厚达 ｌ １ ． ９ ｍ， 而
Ｚ Ｋ１ ０ ３ 处 土层 厚度 仅 为０ ． ５ ｍ。在 后期 施 工过 程 中 ，在 桩孔 孔 壁 内
也经 常能 观 察到 竖 向裂隙 发 育 。
化强 烈 。
椭 圆状
椭 圆状 椭 圆状 不规 则状
研 究 区 属于 北亚 热 带 季风 湿润 气候 ，年平 均气 温 １ ４ ． １ ℃ ，雨
量 充 沛 ， 区 内 最 大 的 地 表 水 体 为 百 花 湖 ， 控 制 流 域 面 积 ｌ ８ ９ ５ ｋ ｍ ，总 库容 １ ． ８ 亿１ ３ １ ，多年平 均流 量３ ６ ． ４ ｍ ／ ｓ 。
产状 变 化较 大 ，局 部 出现地 层倒 转 。产状 受 周边 断层 影 响 ， 岩 层
近 圆状
不规 则状
近 固状 椭 圆收
椭 圆状
椭 圆状
近乎单斜产出 ，倾向变化于１ ５ （ ） 。 一３ ３ ２ 。 ，倾角ｌ ０ 。～ ３ ９ 。。一
般 倾 向介 于２ １ ２ 。 一２ ２ （ ） 。 间 ，倾角 总体 由 南至北 依 次增 大 ，岩层
肉Ｉ １ ． １ ： １ 薄层灰岩岩溶发 育特征
董 鹏 郑 玉 元 罗 海 洲
５ ５ ０ ０ ０ ３ 贵 阳 贵 州大 学 资 源 与环 境 工 程 学 院 摘 要 本 文 对黔 中地 区Ｔ． ｄ 薄 层灰 岩 岩溶 发 育特 征进 行 了统 计 分析 。 结合 研 究 区环境 地 质 条件 ，确定 该 区域 内薄层 灰 岩的 岩溶 发 育程度 及 分布 区域 ，最终得 出黔 中Ｔ ｄ 薄 层灰 岩岩 溶洞 穴发 育具 有 集 中性 、向深 性及 不 均一性 三 大特 征 ． ． 关键 词 薄 层灰 岩 岩 溶 发 育特 征