不良地質作用之巖溶課件

巖溶不良地質作用之巖溶

巖溶的定義巖溶的形成條件巖溶的影響因素巖溶地貌巖溶的工程地質問題

巖溶的定義巖溶：巖溶作用及所產(chǎn)生的一切巖溶現(xiàn)象的總稱

巖溶作用：地表水和地下水對地表及地下可溶性巖石進行的以化學溶解作用為主，機械侵蝕作用為輔的溶蝕作用、侵蝕-溶蝕作用以及與之相伴生的堆積作用總稱。巖溶現(xiàn)象：巖溶作用地區(qū)所產(chǎn)生的特殊地質、地貌和水文特征。巖溶地貌、巖溶堆積物巖溶的定義巖溶的形成條件巖石必須具有可溶性和透水性；水必須具有溶蝕性及流動性。

①巖石的可溶性。巖性成分:易溶的鹵素鹽類及中等溶解度的硫酸鹽類分布面積有限；難溶的碳酸鹽巖類分布廣，是巖溶研究的重點，當CaO／MgO比值增加時，溶解度也增加。巖石結構：粗晶及中晶結構的巖石，孔隙度大，易溶解，細晶結構的巖石，孔隙度小，不易溶解。巖溶的形成條件②巖石的透水性：主要決定于巖石孔隙度及裂隙度。大裂隙度，特別是大構造裂隙是水流透入可溶巖的主要通道。因此褶皺斷裂構造發(fā)育的厚層石灰?guī)r地區(qū)巖溶發(fā)育。巖溶的形成條件③水的溶蝕性：水的溶蝕性決定于水溶液成分。含有碳酸的水存在大量游離C02，溶蝕能力通過CO2的侵蝕性強烈進行。④水的流動性（打破反應平衡、機械侵蝕）：靜止的水溶解能力有限，水在流動中變飽和溶液為不飽和溶液，使由于飽含CaCO3喪失溶蝕能力的水溶液重新獲得溶蝕能力。巖溶發(fā)育的影響因素巖溶發(fā)育的影響因素有很多因素影響巖溶發(fā)育，如地層(地層的組合、厚度)、構造(地層產(chǎn)狀、大地構造、地質構造等)、地理因素（氣候、覆蓋層、植被及地形）等。我國南方巖溶比北方發(fā)育，說明氣候因素起著很大作用。降水量大，氣溫高，溶蝕量越大，巖溶愈發(fā)育；植被茂密的土壤中由生物化學作用產(chǎn)生的CO2及有機酸增加，也增強水的溶蝕能力。巖溶發(fā)育的影響因素(1)氣候影響（溫度、雨量和植被）

氣候條件直接決定著一個地區(qū)地表水和地下水的補給量，而地表水、地下水流量和運動情況則關系著巖溶的發(fā)育發(fā)展速度；另外，雨量豐沛的地區(qū)植被發(fā)育，而植被多，則相應會產(chǎn)生較多的有機酸，這有利于侵蝕?？傊跉夂驖駶?、多雨的地區(qū)，巖溶易發(fā)育，反之，則巖溶不易發(fā)育。巖溶發(fā)育的影響因素(2)地層的組合、厚度及產(chǎn)狀的影響①地層組合的影響（控制可溶巖的范圍而控制巖溶）由比較單一的各類碳酸鹽巖層所組成的均勻狀地層，巖溶成片分布，且發(fā)育良好；由碳酸鹽巖層與非碳酸鹽巖層相間組成的互層狀地層，巖溶成帶狀分布；以非碳酸鹽類為主，夾有碳酸鹽類巖層的層狀地層，巖溶只是零星分布。巖溶發(fā)育的影響因素(2)地層的組合、厚度及產(chǎn)狀的影響②厚度的影響（控制純度和結晶程度）巖溶發(fā)育的影響因素(2)地層的組合、厚度及產(chǎn)狀的影響③產(chǎn)狀的影響（控制可溶巖和地下水而控制發(fā)育程度和巖溶發(fā)育的影響因素（3）構造因素決定地下水循環(huán)運動特征，對巖溶的發(fā)育影響大。地質構造對巖溶發(fā)育影響的本質是地質構造對可溶巖導水性的影響。巖溶發(fā)育的影響因素（4）地下水垂直分帶性的影響地下水運動的垂直分帶性決定了巖溶發(fā)育的垂直分帶性。巖溶地貌巖溶作用在地表和地下形成了一系列溶蝕現(xiàn)象，如：溶溝、溶槽、石芽、峰林，巖溶漏斗、落水洞、溶蝕洼地、干谷，溶洞和暗河等巖溶地貌巖溶的工程地質問題

巖溶地區(qū)選線，完全繞避不可能，宜按認真勘測、綜合分析、全面比較、避重就輕的原則，從以下幾個角度考慮選線方案：①在可溶性巖石分布區(qū)，路線應選擇在難溶巖石分布區(qū)通過。②路線方向不宜與構造線方向平行，而應與之斜交或垂直通過，因為暗河多平行于構造線發(fā)育。巖溶的工程地質問題

③路線應盡量避開河流附近或較大斷層破碎帶，不可能時，亦宜垂直或斜交通過，以免由于巖溶發(fā)育或巖溶水豐富而威脅路基的穩(wěn)定。④路線盡可能避開可溶巖與非可溶巖的接觸帶，這些地帶往往巖溶發(fā)育強烈，甚至巖溶泉成群出露。巖溶的工程地質問題

⑤應盡量在土層覆蓋較厚的地段通過，因為覆蓋層能起到防止巖溶繼續(xù)發(fā)展、增加溶洞頂板厚度和使上部荷載擴散的作用，但應注意覆蓋土層內有無土洞的存在。⑥橋位宜選在難溶巖層分布區(qū)或無深、大、密溶洞地段。⑦隧道位置應避開漏斗、落水洞和大溶洞，并避免與暗河平行。巖溶的工程地質問題

處理巖溶的經(jīng)驗可大體概括為疏導、跨越、加固，堵塞與鉆孔充氣，恢復水位等。巖溶水宜疏不宜堵，一般可以用明溝，泄水洞等加以疏導。流量較大的溶洞或暗河易以橋涵等建筑物跨越。為防止溶洞塌陷和處理由于巖溶水引起的病害，常采用加固的方法。巖溶的工程地質問題

對基本停止發(fā)展的干涸溶洞，一般以堵塞為宜。鉆孔充氣是為克服真空吸蝕作用引起地面塌陷的一種措施，通過鉆孔，消減封閉條件下所形成的真空腔的作用?；謴退皇菑母旧舷虻叵滤唤档驮斐傻孛嫠莸囊环N措施。巖溶的工程地質問題案例

①巖溶洞穴處理(米湯山：04年)跨越以橋梁等建筑物跨越較大的溶洞或暗河。加固為防止溶洞塌陷和處理由于巖溶水引起的病害，常采用加固的方法巖溶的工程地質問題案例

②洞穴堆積物處理（坨家山、圓梁山隧道）超前注漿加固或管棚注漿加固巖溶的工程地質問題案例

③巖溶水的處理（歌樂山：01年）對巖溶水宜疏堵結合；洞內帷幕注漿，地表堵塞進水通道。