巖溶地質(zhì)災(zāi)害全解

1、巖溶地質(zhì)災(zāi)害,地質(zhì)災(zāi)害科學(xué)與工程,程輝,巖溶的概述,巖溶地表塌陷,巖溶隧道地質(zhì)災(zāi)害,巖溶災(zāi)害防治,參考文獻,1,2,3,4,5,概述,巖溶,即喀斯特,KARST,，是水對可溶性巖,石（碳酸鹽巖、石膏、巖鹽等）進行以化學(xué),溶蝕作用為主，流水的沖蝕、潛蝕和崩塌等,機械作用為輔的地質(zhì)作用，以及由這些作用,所產(chǎn)生的現(xiàn)象的總稱。由喀斯特作用所造成,地貌，稱巖溶地貌（喀斯特地貌,地貌特征,大的地貌形態(tài)：峰叢；峰林；孤峰；溶蝕平原；干谷,地表形態(tài),地下形態(tài)：溶洞、溶隙、暗河,石林、石筍、峰林、孤峰,溶溝、落水洞、漏斗,巖溶形成基本條件,具有可溶性的巖石,具有溶蝕能力的水,具有良好的水循環(huán)交替條件,水循環(huán)交替

2、條件是其中最活躍,的因素,巖溶地質(zhì)災(zāi)害,巖溶地表塌陷,巖溶隧道災(zāi)害,巖溶地表塌陷,巖溶地面塌陷是指覆蓋在溶蝕洞穴之上的,松散土體，在外動力或人為因素作用下產(chǎn),生的突發(fā)性地面變形破壞，其結(jié)果多形成,圓錐形塌陷坑,1,巖溶地表塌陷機理,地下水位變化形,成動水壓力，在土層中產(chǎn)生潛蝕，下伏,溶洞提供運移空間，潛蝕形成土洞，成,拱隱伏于地下（或直接塌至地表），后,期水動力條件變化引起塌陷,2,土洞形成條件,下伏基巖中垂直,開,口）巖溶發(fā)育（運移）；上覆土層較松,散有一定厚度（成拱）；水動力條件變,化大（動因,地表塌陷成因,形態(tài)特征,巖溶塌陷的平面形態(tài)具有圓形、橢,園形、長條形及不規(guī)則形等，主要,與下伏巖

3、溶洞隙的開口形狀及其上,復(fù)巖、土體的性質(zhì)在乎面上分布的,均一性有關(guān)。其剖面形態(tài)具有壇狀,井狀、漏斗狀、碟狀及不規(guī)則狀等,主要與塌層的性質(zhì)有關(guān)，粘性土層,塌陷多呈壇狀或井狀，砂土層塌陷,多具漏斗狀，松散土層塌陷常呈碟,狀，基巖塌陷剖面常呈不規(guī)則的梯,狀,塌陷機理,地下水位升降致塌,地表水下滲致塌,動荷載致塌,巖溶塌陷的形成多數(shù)情況下是多重因素復(fù)合疊加作用的結(jié)果,防治措施,1,避讓。當擬建工程所處地質(zhì)環(huán)境條件可能產(chǎn),生,巖溶塌陷時,建筑物布置時應(yīng)盡可能避開巖溶塌陷,易發(fā)區(qū),段,2,合理布置地下水開采工程,調(diào)控地下水位。對于,需開采地下水的地段,要解決供水與巖溶塌陷的矛盾,可在合理布井、分層取水、強

4、化統(tǒng)一管理等方面尋,找出路。對于已出現(xiàn)地下水超采的地段,地下水水位,下降過快,自然補給不足以恢復(fù)地下水位時,可采用,人工回灌措施,3,采取措施減少地表水的下滲,應(yīng)注意雨季前,疏通地表排水溝渠，降雨季節(jié)時刻提高警惕，加強,防范意識，發(fā)現(xiàn)異常情況及時躲避；加強地下輸,水管線的管理，發(fā)現(xiàn)問題及時解決；做好地表和,地下排水系統(tǒng)的防水工作，特別應(yīng)加強居民廚房下,水道的防水,巖溶地表塌陷具有,隱伏性,突發(fā)性,的特點,工程措施,當區(qū)段內(nèi)已發(fā)生巖溶塌陷或是存在巖溶塌陷隱患時,可采取消除或改變形成巖溶塌陷條件、影響因素的工程,措施進行防治,主要包括防滲封閉、結(jié)構(gòu)物跨越和地下,加固處理等,1,防滲封閉。包括地面回

5、填、夯實、排水、水泥土,封閉、隔水土工布封閉、氯丁橡膠板防水等方法,2,結(jié)構(gòu)物跨越。從結(jié)構(gòu)形式來看,跨越可分為橋跨,梁跨、板跨、拱跨等,3,地下加固處理。方法有壓漿、強夯、旋噴、錨桿,錨樁、換填碎石、樁基、鉆孔充氣等多種方法,可根,據(jù)實際情況選擇使用,施工期,施工揭露的巖溶影響,1,充填物,水、泥、沙,突涌,2,隧道頂板塌陷,長期,隱伏溶洞的影響,1,引起隧道圍巖弱化,2,支護結(jié)構(gòu)變形、開裂甚至失穩(wěn),巖溶隧道地質(zhì)災(zāi)害,巖溶隧道地質(zhì)災(zāi)害,1,溶洞的存在使地基承載力減小，增加了圍巖的不穩(wěn)定因,素，降低了結(jié)構(gòu)的安全可靠度，溶洞頂板坍塌會造成盾構(gòu),的沉陷，帶來嚴重后果,2,隧道頂部溶隙與地面漏斗、地表

6、水系相連通，貫通坍塌,可上延至地面，使地表產(chǎn)生較大沉降,3,隧洞切穿巖溶有壓管流通道或暗河出現(xiàn)突水，涌水將洞,內(nèi)堆積物攜出造成突泥、淹井等安全事故，造成人員傷亡,4,地下洞體的存在使隧洞部分懸空，隧道底部溶洞充填物,厚度大且松軟，暗河水流給隧道基底處理造成困難,5,洞穴堆積物松軟易擁塌下沉，使洞穴周邊地層產(chǎn)生應(yīng)力,量分布，應(yīng)力變化對隧道結(jié)構(gòu)受力不利,6,富含可溶性物質(zhì)的巖溶水在隧道周邊流動，可侵蝕隧道,及支護結(jié)構(gòu)，影響隧道的使用壽命,巖溶突涌水,巖溶突涌水已成為巖溶地區(qū)隧道施工中主,要地質(zhì)災(zāi)害之一。巖溶隧道突水一直被認,為是世界性的難題，災(zāi)害一旦發(fā)生，輕則,淹沒隧道、施工中斷，重則造成重大的人

7、,員傷亡和經(jīng)濟損失，甚至有些工程被迫停,建或改線,防治措施,預(yù)防為主,風(fēng)險控制手段,模糊數(shù)學(xué)方法,1,勘察初期評估,2,設(shè)計階段預(yù)評估,3,施工階段動態(tài)評估,超前導(dǎo)洞素描法,地質(zhì)素描法,正洞工作面素描法,地質(zhì)分析法,地下地質(zhì)構(gòu)造與地表構(gòu)造相關(guān)性分析法,地質(zhì)作圖法,地下水觀測法,TSP,法,R24,淺層數(shù)字地震儀法,地震波法,負視速度法,TRT,法,波法,多波工程地震儀法,電磁波法：地質(zhì)雷達法,地質(zhì)超前預(yù)測預(yù)報方法,HSP,法,物探法,聲波法,CT,法,場法：紅外線探水儀法,電阻率法：高密度電阻率法,超前深孔鉆探法,30,100m,超前水平鉆探法,超前淺孔鉆探法,5,6m,超前導(dǎo)洞法,研究熱點,

8、巖溶隧道地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)測預(yù)警模型,研究,巖溶地表塌陷機理與應(yīng)對措施研究,巖溶山區(qū)石漠化問題研究,巖溶地下水污染問題研究,參考文獻,1,王濱,李治廣,董昕,陳立,巖溶塌陷的致塌力學(xué)模型研究,以泰安市東羊婁巖溶塌陷為例,J,自然災(zāi)害學(xué)報,2011,04:119-125,2,鄧啟江,李星宇,呂瓊,李堅峰,昆明市巖溶塌陷發(fā)育特征和防治措施,J,中國巖溶,2009,01:23-29,3,張麗芬,曾夏生,姚運生,廖武林,我國巖溶塌陷研究綜述,J,中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報,2007,03:126-130,4,林傳年,李利平,韓行瑞,復(fù)雜巖溶地區(qū)隧道涌水預(yù)測方法研究,J,巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2008, 32(7

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