岩溶地质灾害
地质灾害科学与工程
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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）。
ห้องสมุดไป่ตู้ 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
(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。
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：
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。
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
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。
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,
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。
(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。
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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
(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。
(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