2018岩土工程师基础考试知识点：岩溶工程地质_第2页

　　4.岩溶区选择库坝位址的原则

　　(1) 在查明地层岩性、地质构造、水文地质条件和岩溶发育规律的基础上，选择良好的库坝位置，切

　　忌单纯以地形条件及工程要求选址，应预计和避免严重工程地质问题所带来的后患。

　　(2) 中小型水库的投资及防渗处理技术有限，应避免在悬托型及排泄型河谷上筑坝建库。

　　(3) 在横向河谷中选择坝址时，一定要充分利用相对隔水层的天然防渗作用，选择厚度较大，分布较

　　稳定，倾向上游的隔水层为坝基。

　　(4) 若坝址选在溶洞泉或暗河口的上游河段时，应查明库水与溶洞泉或暗河连通的可能性。在这种条件下坝址宜建在溶洞泉或暗河出口的下游河段处，以免渗漏及其它后患。

　　(5) 利用岩溶发育规律，来选择库坝位址及控制工程规模。

　　5.岩溶渗漏的防治措施

　　主要有两个大方面的防治措施：一是降低岩体的透水性，截断渗漏的通道;二是合理导水导气。

　　(1)灌浆：借助钻孔向地下渗漏通道灌注水泥、沥青、粘土浆液，充填岩体中的洞穴、裂隙，以降

　　低岩体的透水性，形成灌浆帷幕，达到防渗的目的。

　　(2)铺盖：在坝上游或水库某一部位，用透水性小的粘性土或混凝土填筑成人工铺盖，以处理地表

　　附近面积较大的分散性渗漏通道。

　　(3)堵洞：用块石、砂、混凝土、粘性土等材料，堵塞规模较大的岩溶洞穴，如堵塞井状落水洞、

　　漏斗等。

　　(4)截渗：系指在地下岩溶管道的集中漏水处，用混凝土或浆砌块石等筑成截水墙，多用于截断水

　　平集中渗漏通道，这叫截水墙。要求能足以承受地下水的水头压力。

　　(5)疏导：修建自动启闭闸门、烟囱式调压井、卧管式调压井。

　　6.岩溶地基变形破坏的主要形式

　　(1)地基承载力不足：在覆盖型岩溶区，上覆松软土强度较低，或建筑荷载过大，引起地基发生剪切

　　破坏，进而导致建筑物的变形和破坏。

　　(2)地基不均匀下沉：覆盖型岩溶区，下伏石芽、溶沟、落水洞、漏斗等造成基岩面的较大起伏，当

　　其上部有性质不同、厚度不等的粘性土分布时，在建筑物附加荷载作用下，产生地基不均匀下沉，从而导致建筑物的倾斜，开裂、倾倒及破坏。

　　(3)地基滑动：在裸露型岩溶区，当基础砌置在溶沟、溶隙、落水洞、漏斗附近时，有可能使基础下

　　岩体沿倾向临空的软弱结构面产生滑动，进而引起建筑物的破坏

　　(4)地表塌陷：地基主要受力层范围内，如有溶洞、暗河、土洞等时，在自然条件下，或因建筑物的

　　附加荷载、抽排地下水等因素作用，产生洞顶坍塌，引起地面沉陷、开裂，以至使地基突然下沉，形成地表塌陷，进而导致建筑物的破坏。

　　7.岩溶塌陷的特征及其形成机理(潜蚀论、吸蚀论)

　　特征：

　　根据我国大量的实例分析，地表塌陷的分布具有以下特征。

　　(1)地表塌陷在裸露型岩溶区极为少见，主要分布在复盖型岩溶区。当松散覆盖层的 厚度较小时地表塌陷比厚度大时要严重。一般说，覆盖层厚度小于10m者塌陷严重，厚度 大于30m者塌陷极少。

　　(2)地表塌陷多发生在:&溶发育强烈的地区，如在断裂带附近、褶皱核部、硫化矿床 的氧化带、矿体与碳酸盐岩接触部位等。

　　(3)在抽、排地下水的降落漏斗中心附近，地表塌陷最为密集。

　　(4)地表塌陷常沿地下水的主要径流方向分布。

　　(5)在接近地下水的排泄区，因地下水位变化受河水位的变化频繁而强烈，故地表塌 陷亦较强烈。

　　(6)在地形低洼及河谷两岸平缓处易于塌陷。

　　形成机理：

　　(1)潜蚀论：在覆盖型岩溶区，由于下部碳酸盐岩岩溶发育，存在落水洞、溶隙、溶洞等地下水的良好通道，当天然或人为原因使地下水位大幅度下降时，则地下水的流速和水力梯度亦相应加大，对上覆第四纪土层和洞穴、溶隙中的充填物进行冲蚀、淘空，并将土颗粒随水携走，这时在与碳酸盐岩体顶板接触处的土层中开始形成土洞。土制的形成改变了土层中的原始应力状态，引起洞顶的坍落。在地下水不断潜蚀及土体重力坍落作用下，土洞不断向上发展成拱形，当土层厚度较大时可以形成天然平衡拱，土洞停止发展而隐伏于地下。当土层较薄时，土洞不能形成天然平衡拱，其顶部不断坍落，一直达到地表，形成地表塌陷。

　　(2)真空吸蚀论：在相对密闭的承压岩溶水中，由于地下水位大幅度下降，当地下水位低于覆盖层底板(或岩溶洞穴的表面)时，地下水由承压转为无压大状态，在地下水面与覆盖层底板之间形成促气压状态的“真空腔”(或“负压腔”)，在真空腔内的水面如同“吸盘”一样，强有力地抽吸着覆盖层底板的土颗粒，使土体遭受“吸蚀掏空”，形成土洞。同时，随着地下水位的不断下降，因真空腔内外压差效应不断加剧，引起腔外大气压对覆盖层表面产生一种无形的“冲压”作用，加速了覆盖层结构的宏观破坏，土层强度降低，地面突然发生变形和破坏。这种由于“真空压差”效应对上覆土层所产生的“内吸外压”作用叫做真空吸蚀。这种作用的发生很快，有时发生于瞬间，因而形成突发型塌陷。

　　8.岩溶地基稳定性评价方法(覆盖型岩溶区、裸露型岩溶区)

　　覆盖型岩溶区

　　极限状态时：Hk=h+Z+D

　　式中：Hk：极限状态时上覆土层的厚度;h：土洞高度;D：基础砌置深度;Z：基础底板以下建筑荷载

　　的有效影响深度;

　　(1)当H>Hk 时，地基是稳定的。

　　(2)当H

　　(3)当H

　　9.岩溶地基的处理措施

　　主要从三个方面处理：一是提高岩体抗压强度;二是提高地基的抗剪强度;三是增强坝基岩体抗渗透能力。这三方面的处理措施则可分别概括为：溶蚀洞隙发育——挖、填、换、跨盖;地基不稳——锚、固、嵌、桩基;渗透变形——铺、截、灌。

　　(1)挖填：当洞穴埋藏不深时，可挖除其中的软弱充填物，回填碎石、灰土、混凝土等，以增强地基

　　强度。当基础下溶洞埋藏不深，其顶板又不稳定时，可炸开顶板，挖除充填物，回填碎石等。粘性土地基局部有石芽突出时，可将石芽凿去，回填素土，以调整地基变形。

　　(2)跨盖：当基础下有小溶洞、溶沟，落水洞时，可采用钢筋混凝土梁板跨越;或用刚性大的平板基

　　础覆盖，但支承点必须放在较稳定性好的岩石上：也可调整柱形基础的柱距。

　　(3)灌注加固：当基础下洞穴埋藏较深时，可通过钻孔灌注水泥沙浆、混凝土、沥青等，以堵填洞穴，

　　溶隙，提高其强度，或防止洞穴进一步坍塌。

　　(4)锚、嵌:提高坝基抗剪强的锚是对坝基岩体进行锚固，嵌则是增加拱坝坝端嵌入深度。

　　(5)桩基：当基岩顶面起伏不平，其上覆土层性质较软弱，厚度又较大，不易清除时，可视建筑物需

　　要作支承桩或摩擦桩。

　　(6)合理疏导水气：①供水或采矿时，抽排地下水的井孔不要过于集中，不要快速大量集中抽排地下

　　水，应使地下水位均匀的缓慢下降，以免形成过大的水力梯度或真空腔。②不过量开采地下水，水位下降不应低于溶洞顶面，以保持岩溶水的承压状态。③开采地下水的方案合理，如有多个含水层时，尽量不采上部含水层的水。④在可能形成真空腔的部位，安置通气管，利用充气法及时补充岩溶空腔中的气体，破坏其真空状态，避免形成塌陷的条件。⑤在已产生部分塌陷的地区，要采取分流措施，作好地表水截流和堵漏防渗，防止地表水及降水大量灌入地下，引起土体冲蚀，并扩大和加剧塌陷的发生。

　　(7)绕避：对已查明的洞穴系统或巨大的溶洞和暗河分布区，其稳定条件又很差时，在布置建筑物时

　　宜绕避，重新选择地质条件良好的场地。

　　(8)强夯：覆盖型岩溶区上覆松软土，通过强夯法使其压缩性降低，强度提高，能减少或避免土洞。及塌陷的形成。当土层中存在隐伏洞穴时，可用强夯法将其破坏，以消除隐患，达到事先处理的目的。