巖溶的工程地質(zhì)調(diào)查

1、巖溶的工程地質(zhì)調(diào)查.巖溶的工程地質(zhì)調(diào)查巖溶（國際通用術(shù)語 Karst ,譯名喀斯特） 是指水對可溶性巖石（在我國以碳酸鹽巖為 主，局部尚有硫酸鹽巖、鹵化物巖等）進行 以化學溶蝕作用與特征（并包括水的機械侵蝕和崩塌使用以及物質(zhì)的攜出、 轉(zhuǎn)移和再沉積）的綜合地質(zhì)作用，以及由此 而產(chǎn)生的現(xiàn)象統(tǒng)稱。巖溶作用的結(jié)果在可溶 巖表面及其內(nèi)部形成各種巖溶現(xiàn)象，在地表的如洼地、槽谷、漏斗、落水洞、溶溝溶槽、 石芽、石柱、溶峰等；在地下的則為各種形 態(tài)的溶洞、溶隙、管道等。由于巖溶作用受著地下水水流系統(tǒng)的控制，因而各種巖溶 現(xiàn)象也往往組成一定的系統(tǒng)， 稱為巖溶系統(tǒng), 受各種因素的影響，巖溶的發(fā)育有強弱之分，一般可

2、溶巖巖性較純，連續(xù)厚度較大，出露 分布較廣，斷層較發(fā)育、巖層較破碎的，巖 溶較易發(fā)育；可溶巖巖性不純，含泥質(zhì)及其 它不溶雜質(zhì)成分較多，連續(xù)厚度不大或多類 有非可溶性夾層，出露分布較局限，斷層不 發(fā)育、巖層較完整的、巖溶發(fā)育較弱。巖溶調(diào)查的目的通過開展巖溶調(diào)查，為礦山開發(fā)與整治、自 然資源的合理利用和環(huán)境保護提供區(qū)域性、 基礎性資料；為礦山工程建設的規(guī)劃和合理 布局提供區(qū)域性工程地質(zhì)資為礦山內(nèi)進一 步開展大比例尺巖溶工程地質(zhì)調(diào)查、料；專門巖溶工程地質(zhì)和巖溶環(huán)境工程地質(zhì)勘 察提供設計依據(jù)，為開展巖溶工程地質(zhì)專題 研究、編制專門性巖溶地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)圖提 供基礎資料，為礦山防災減災提供基礎支撐。巖溶調(diào)

3、查的任務查明礦區(qū)巖溶發(fā)育特征和分布規(guī)律；礦區(qū)巖溶工程地質(zhì)條件，闡明在各種主要自然地質(zhì) 因素作用和影響下礦區(qū)巖溶工程地質(zhì)條件 的變化規(guī)律；查明礦區(qū)內(nèi)巖溶主要地質(zhì)災害 的分布和發(fā)育規(guī)律；查明礦山工程活動對巖 溶地質(zhì)環(huán)境的作用和影響，對主要巖溶環(huán)境 工程地質(zhì)問題和質(zhì)災害及其發(fā)展趨勢做出 初步評價和預測。應重點查明巖溶塌陷發(fā)育的現(xiàn)狀、特征及其水文地質(zhì)工程地質(zhì)條件， 進行巖溶塌陷易發(fā)性區(qū)劃；巖溶地下水與地表水的水力聯(lián)系及地下巖溶水形態(tài)，研究分 析巖溶發(fā)育形態(tài)、規(guī)模等。1.巖溶塌陷調(diào)查巖溶塌陷發(fā)育的基本條件是： 巖溶洞隙的存在，一定厚度的松散蓋層和水動力條件易于改變的巖 溶地下水。圍繞其基本條件開展以下調(diào)

4、查任務：1）開展巖溶塌陷現(xiàn)狀調(diào)查，查明巖溶塌陷的數(shù)量、類型、發(fā)育特 征和分布規(guī)律；2）開展巖溶塌陷發(fā)育的地質(zhì)環(huán)境背景和水 文地質(zhì)工程地質(zhì)條件調(diào)查，查明可溶巖分布、第四系覆蓋層特征、巖溶地下水動力條件和 誘發(fā)巖溶塌陷的人類工程活動等；）開展典型巖溶塌陷勘查，查明巖溶塌陷地 質(zhì)結(jié)構(gòu)和3動力條件，分析巖溶塌陷形成深 化模式；）開展巖溶塌陷易發(fā)性區(qū)劃，建立 巖溶塌陷調(diào)查評價4數(shù)據(jù)庫，提出巖溶塌陷 災害防治對策建議。2.巖溶地下水調(diào)查 、動態(tài)變化迅猛、逕流通暢、流態(tài)集中管道狀或分 散網(wǎng)絡狀）巖溶地下水一般具有賦存狀態(tài)復雜（多變的特點，這些特征在不同地段由于其補給、逕 流、排泄條件的不同而又有明顯的差異。

5、影響補、逕、排條件的因素除了地質(zhì)構(gòu)造外，主要受地 形地貌、即碳酸鹽巖的出露條件、地形切割程度及水文網(wǎng)配置格局所控制，不同地貌類型具有不同的巖溶地下水特征。據(jù)此開展以下調(diào)查任務：調(diào)查巖溶地下水的賦存狀態(tài)及其動力特征；巖溶水的補給來源和 方式，逕流排泄特征，及其與地表水體和第 四系潛水的轉(zhuǎn)化關系；巖溶大泉和地下河的發(fā)育、分布和出露條件，補給區(qū)的范圍，流 量的動態(tài)變化和泉口沉積特征，覆蓋型和埋藏型巖溶區(qū)要特別注意調(diào)及其動態(tài)變化，巖溶地層頂板覆蓋）（水頭查巖溶水位層的隔水或透水性，其與土層地下水的水力聯(lián)系和 水頭差。巖溶調(diào)查的基本要求根據(jù)巖溶地層的出露 條件，進行工程地質(zhì)分類，將其劃分為裸露型、覆蓋型

6、、埋藏型三種。如下表：巖溶區(qū)工程地質(zhì)類型分類 覆蓋型 埋藏型 裸 露型 指標厚覆蓋型 淺覆蓋型 出露無 零星大部分情況.蓋層 第四系土層 非可溶巖第四系不定53030土層厚5m)度巖溶層以露為主巖溶地區(qū)主要為松巖溶巖 溶地洼地、堆積物所覆蓋，僅埋藏于地中簇 狀峰林或孤峰等巖溶基出露松散山出之積 物蓋，厚較巖溶多見于地、峰造堆積洼地、 峰林平原、孤峰平原地或山叢谷地地貌組沖 積平原、湖積平原、平原中，發(fā)合特征 溶 丘洼山前沖洪積平原育非巖溶地、壟崗地 貌谷地、峰林谷地覆蓋層下往往有埋藏主要為古地表 巖 巖溶發(fā)巖溶，在有的石牙、溶溝，其下溶一般育特征.較發(fā)育，發(fā)育隱狀巖溶，淺部利條件下石牙 溶多為

7、充填、半充填溶常有近代洞，向下以 溶隙為主，巖溶的疊溝、漏斗、落水由上向 下巖溶發(fā)育減置，發(fā)育深巖溶，以洞、弱，地質(zhì)構(gòu)造條件隙為主，地、 巖溶發(fā)育的控制作有溶孔有所減弱，石山邊 谷、盲洞等，其等巖多有大型洞穴發(fā) 育受地形態(tài)構(gòu)造條見：地的控制巖溶明為溶 及各形態(tài)溶洞，發(fā)育分布往往受地質(zhì)構(gòu)造條 件的控制深層巖溶地表強水文地巖溶承 壓水，并與上裂（覆松散地層孔隙烈吸水， 質(zhì)特征承壓水，往.地下水隙）水有一定水力聯(lián)往具有較系，地 下埋藏淺，有大的壓力埋藏較深，動態(tài)時有 上升泉出露，動水頭，并沿變幅大，態(tài)較穩(wěn) 定斷裂帶上地下升成多沿隙和道匯形成下河，動力直分較明顯由 分嶺到谷往表現(xiàn)有水平分帶現(xiàn)象石山區(qū)覆

8、蓋層為多種成因的具非巖溶土體 組成，碳酸鹽巖堅硬的工程地區(qū)的工程的風化殘積土及其經(jīng)質(zhì)特征層狀碳地質(zhì)特征, 僅當巖溶搬運的次生沉積土往酸鹽巖.體一般往具脹縮性；基巖面地層埋藏較穩(wěn)定; 起伏較大，其低洼處較淺時左常有軟土分布， 在上軟硬相（50m,由于覆土層中有時還有土 間的巖右）過量開洞發(fā)育，使建筑條體，當或疏排造條復雜化；當開采或溶地下水排巖溶地下水時 存不利可能引易產(chǎn)巖溶塌陷威脅；隱地面下 崩塌巖溶發(fā)或塌陷；坡；地溶地層建筑板以上在季近的 地變動建筑物以下在著沿在溶裂裂隙充填突水和潰入的板穩(wěn)定問威脅；洼 地谷地題 中建筑條件較復雜，存在巖溶.塌陷威脅；水工建筑物如無隔水層供利時滲問題突出礦區(qū)

9、巖溶工程地質(zhì) 調(diào)查的基本內(nèi)容以調(diào)查礦區(qū)巖溶工程地質(zhì) 條件各組成要素的分布和變化規(guī)律為主，要特別注意對巖溶、軟弱巖土體、活動性斷裂 和外動力地質(zhì)現(xiàn)象的調(diào)查。對工程地質(zhì)條件 復雜、礦山建設急需的重點區(qū)域，應結(jié)合礦 山建設規(guī)劃的實際需要開展某些專門問題的研究。區(qū)域巖溶工程地質(zhì)條件的復雜程度， 根據(jù)地形地貌特征、巖溶發(fā)育程度、巖土體 類型及性狀、地質(zhì)構(gòu)造特征、地下水類型與動力條件等地質(zhì)作用發(fā)育程度進行調(diào)查區(qū)分級，劃分如下：調(diào)查分級備注出露條件 典型調(diào)查區(qū)一般調(diào)查區(qū) 重點調(diào)查區(qū)裸露型巖溶區(qū)V在發(fā)生過嚴重塌陷事件的重 V淺覆蓋型 V覆蓋型點調(diào)查區(qū)內(nèi)開展典型調(diào)查巖溶區(qū)V厚覆蓋型且第，非可溶巖厚度小于 10m

10、30m四系松散土層厚度小于埋藏型 V ，的埋藏型巖溶區(qū)應開 展重點巖溶區(qū)調(diào)查V非巖溶區(qū)巖溶調(diào)查方法調(diào)查中要充分利用遙感、物探、原位測試、 同位素地質(zhì)、示蹤及計算機等新技術(shù)、新方 法，以提高工作質(zhì) 量和效率。采取不同的 工作方法，調(diào)查過程中應根據(jù)不同的類型，體現(xiàn)出重點調(diào)查內(nèi)容。具體如下表 類裸露覆蓋埋藏方在詳細收集資料的基礎上進行補充路調(diào)查，著重調(diào)查各類動力地質(zhì)現(xiàn)象；勘應有縱橫勘探剖面對以地面調(diào)查 為主，配合工作結(jié)合工程規(guī)劃和布局的需要布置，溶地層的埋深與產(chǎn)狀態(tài)觀測和連通試驗；在穿越各地貌 單元并控制土體類型和動主要巖溶與壓力水頭情況大的谷地中結(jié)合工程地質(zhì)現(xiàn)象：應綜合利用鉆、物探手 段配作方頂板

11、覆蓋層的工程地要進行適當?shù)目碧胶瓦m當?shù)脑囼灪陀^測工作；控制孔深度應驗工特征進行控 到巖溶發(fā)育帶以下，一般勘探孔深度達 30m2基巖面以 巖溶調(diào)查內(nèi)容地形地貌與巖溶調(diào)查1）調(diào)查巖溶地貌的形態(tài)特征、規(guī)模、組成 物質(zhì)、組合特征及空間分布與過渡關系，劃 分地貌形態(tài)、組合類型。2）調(diào)查地表水文網(wǎng)與分水嶺的成因、分布。演變歷史及其和地下水文網(wǎng)的關系；河、湖、 洼地枯洪季節(jié)的變化和洪水淹沒范圍；各級剝夷面的分布高程和成因。發(fā)育層位與地貌、規(guī)模與組合特征，調(diào)查巖 溶形態(tài)、）3.構(gòu)造部位，選擇代表性地段結(jié)合遙感圖象解 譯統(tǒng)計其發(fā)育密度：對大型洞穴調(diào)查其出露 位置、成因、形成條件、洞口及內(nèi)部形態(tài)和 堆積物特征，測

12、制平、剖面圖。注意調(diào)查巖 溶發(fā)育與巖性、構(gòu)造、地貌及地下水動力條件的關系。碳酸鹽巖調(diào)查1）調(diào)查碳酸鹽巖的巖性成分和巖性組合特征；2）調(diào)查描述碳酸鹽巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征；3）調(diào)查碳酸鹽巖中的非可溶巖夾層，注意 調(diào)查描述粘土層、鋁土質(zhì)或炭質(zhì)頁巖、高嶺 土、煤層等軟弱夾層的巖性、厚度與分布。4）根據(jù)碳酸鹽巖的巖性組合類型及沉積組 合特征，按調(diào)查單元劃分巖溶層組類型。根 據(jù)代表性巖樣的化學分析、物性試驗、薄片鑒定和溶蝕試驗成果，對各主要巖溶層組成 的溶蝕性能做出評價。巖溶發(fā)育程度調(diào)查巖溶發(fā)育程度受可溶巖的層組類型、氣候、 地質(zhì)構(gòu)造、地貌和新構(gòu)造運動等因素的綜合 影響，其中巖溶層組類型是其基本的物質(zhì)條 件

13、。因此巖溶發(fā)育程度的劃分以巖溶層組類 型為基礎，結(jié)合考慮其出露條件和地表地下 的巖溶現(xiàn)象，并參考有關的特征性指標，進 行定性的分析和評價。目前我國對巖溶發(fā)育 程度的劃分未完全統(tǒng)一，不同的單位及規(guī)范 有不同的劃分方法，但.基本劃分為強、中、弱三級。我國有關巖溶 發(fā)育程度 劃分如下：條：巖溶場建筑地 基基礎設計規(guī)范中第 6.6.21 ）地可根據(jù) 巖溶發(fā)育程度劃分為三個等級，表巖溶發(fā)育程度等巖溶場地條地表有較多巖溶塌陷、漏斗、洼地、泉眼溶 溝、溶槽、石芽密布，相鄰鉆孔間存臨空面 且基巖面高差大5m巖溶強地下有暗河、伏 鉆孔見洞隙率大30或線巖溶率大20% 溶槽或串珠狀豎向溶洞發(fā)育深度 20 巖溶中介

14、于強發(fā)育和微發(fā)育之發(fā)地表無巖溶塌陷、漏斗、溶溝、溶槽較 巖 溶微發(fā)相鄰鉆孔間存在臨空面且基巖面相對高差育小于2m鉆孔見洞隙率小于10%g線巖溶率小于5% 注：基巖面相對高差以相鄰鉆孔的高差確 定鉆孔見洞隙率=（見洞隙鉆孔數(shù)/鉆孔總數(shù)）x 100%鉆探總進/線巖溶率=（見洞隙的鉆探進尺 之和100%尺）義）鐵道部第二勘察設計院 2巖溶發(fā)育程度等縱及其柏林*昂博IV，fIm）.”$! U 13，貼孔那中 明）帽直國層塊就我弟隔KW地去一地FW*陽電均值或閃，M 會由根人用南司.西卜克入疑想的嚕傅曲w ma!未為主15號扣io建劌中屏忙麻巖RFik*國郎內(nèi)泮盯、癡隔。土他 京用，地卜3“理見小的曲司

15、，胤 音直攻內(nèi)土T青有黑幅成W5JO-5DND中二U.薄二匕t AjhSj不嬉81雕如山或時匕 將厘訝星或，星收支T”以鼻 洛那，匕E啊落術(shù) ：n,篇力，境下發(fā)寸長取板f布明一陽礎足為11-5AW德球敢把沿?，i后第邛鞏左或甚思埴第及下fMflfltR主.方也 麻燦. 04胤方靜崔.發(fā)育以裂0 1 0.9）、低壓縮性、高含鐵鋁氧化物、裂隙發(fā) 育、上硬下軟，且往往具有強縮弱脹的脹縮 性。調(diào)查時注意調(diào)查紅粘土的巖性結(jié)構(gòu)、成 因類型、形成時代、地貌特征、成層厚度及 分布規(guī)律，著重調(diào)查紅粘土的粒度、礦物及 化學成分，孔隙和裂隙發(fā)育特征、厚度變化 規(guī)律等；紅粘土的脹縮性、崩解性及軟化性 等，注意調(diào)查紅粘土在剖面上其強度隨含水 量和塑性狀態(tài)的變化情況。紅粘土中土洞、 塌陷、地裂的情況，其發(fā)育特征和分.布規(guī)律。2）軟土是指與巖溶發(fā)育有關的軟弱粘性土 或淤泥類土，按其形成有如下類型；發(fā)育于 巖溶湖、塘、洼地中的地表近代或現(xiàn)代沉積 軟土，覆蓋巖溶