巖溶工程地質(zhì)培訓(xùn)講義

第五章巖溶工程地質(zhì)研究第一節(jié)概述一、定義巖溶：水（包括地表水和地下水）對可溶性巖石進(jìn)行的以化學(xué)溶蝕作用為主的改造和破壞地質(zhì)作用以及由此產(chǎn)生的地貌及水文地質(zhì)現(xiàn)象的總稱。巖溶作用：以化學(xué)溶蝕為主，同時還包括機(jī)械破碎、沉積、坍塌、搬運(yùn)等作用，是一個化學(xué)－物理相結(jié)合的綜合作用?？扇苄詭r石包括碳酸鹽巖、硫酸鹽巖、鹵化物等。巖溶現(xiàn)象：1、形成獨(dú)特的地貌地下形態(tài)（地下水作用為主）：溶隙、溶洞、暗河。大的地貌形態(tài)及蝕變：峰叢（溶洼）峰林（溶盆）孤峰（溶蝕平原）地表形態(tài)（地表水作用為主）正形態(tài)：石牙、石林、峰（叢）林、孤峰。負(fù)形態(tài)：溶孔、溶槽、溶溝、溶水洞、漏斗、洼地、溶盆、溶原。2、形成獨(dú)特的水文地質(zhì)現(xiàn)象：水文地質(zhì)條件復(fù)雜化；透水性增大，流態(tài)動態(tài)及不均勻性增大；出現(xiàn)伏流、地下河、巖溶泉，構(gòu)成獨(dú)特的水文地質(zhì)系統(tǒng)（單元）等。二、我國巖溶分布特征

世界大陸75%為沉積巖。15%為碳酸鹽巖，約4000萬Km2為可溶巖。我我國碳酸鹽分布面積344.3萬Km2，約占國土面積的36%。川、黥、桂、湘、鄂等是我國主要的巖溶區(qū)。分布于震旦~三疊系，華南總厚3000~5000米，華北厚1000~2000米。

我國地跨熱帶、亞熱帶和溫帶不同氣候區(qū)，形成不同氣候區(qū)獨(dú)特的巖溶類型及特征。云臺山地處位于河南省修武縣

我國北方地區(qū)氣溫低，溶蝕速度要慢很多,除水作用外，破裂、崩塌等物理因素也是主要破壞作用。

據(jù)廣西39個巖溶山地縣統(tǒng)計，在已建的260座大水庫中，有明顯滲漏的（設(shè)計效益與實(shí)際效益相比低于80％者）有92座。1.水利水電工程：滲漏、潰壩、誘發(fā)地震

一方面,巖溶地區(qū)形成優(yōu)美的自然風(fēng)景.充分利用巖溶洞穴作為地下工程等。另一方面,生態(tài)環(huán)境脆弱，水旱及地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生。在該地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)常常會遇到一些特殊的工程地質(zhì)問題。主要有：巖溶滲漏，引發(fā)地區(qū)塌陷，造成坑道涌水、突水、滑落。三、巖溶工程地質(zhì)研究的意義施工中的魚簡河拱壩及左壩肩巖體魚簡河壩基（肩）地質(zhì)橫剖面2.道路工程

路基、站場、橋梁地基穩(wěn)定性、地基塌陷我國東部巖溶區(qū)，鐵路4010公里，巖溶塌陷376處，近十年間中斷車1860小時，顛覆列車3次。3.地下工程涌水、突水、巖溶冒落4.工民建地基穩(wěn)定性、塌陷問題

自1977年至今，武漢地區(qū)先后發(fā)生10余起巖溶地面塌陷，如：1977年，漢陽中南軋鋼常堆料場塌陷；1988年，武昌陸家街塌陷和阮家巷塌陷；1999年，毛坦村小學(xué)塌陷；2000年2月，武昌司法學(xué)校塌陷；2000年4月，青菱鄉(xiāng)烽火村塌陷。規(guī)模及危害最大。

第二節(jié)碳酸鹽巖的溶蝕機(jī)理一、溶蝕過程

參與巖溶過程的營力及巖溶過程很復(fù)雜。主要營力是水,水的侵蝕、溶蝕作用是經(jīng)常性、緩慢的長期作用過程。主要作用有溶蝕、侵蝕、重力坍塌、堆積、沉陷等。如地表水—侵蝕、剝蝕、堆積；地下水—溶蝕、機(jī)械潛蝕、堆積、沉陷；重力、氣壓—坍塌、沖爆、吸蝕。

碳酸鹽為難溶鹽，溶解度很低，如250C時，溶解度為14.2mg/L，由于水的化學(xué)成分復(fù)雜，且隨環(huán)境條件而復(fù)化，使得碳酸鹽巖石處于長期、多變、多種溶蝕效應(yīng)。溶蝕反應(yīng)由表及里，地下溶蝕優(yōu)先的復(fù)雜體之中。涉及三相體系：固、水、氣。主要九個離子及化合物的平衡體系：CO2，H2CO3，HCO3—，CO32—，Ca2+，CaHCO3+，CaCO3，H+，OH—

溶蝕過程如下（以CaCO3的溶解和沉積為例）①②

由①及②

上述反應(yīng)也可表示為離子平衡式：化簡為：

上述表明：CaCO3在水中溶解的實(shí)質(zhì)是CO32—與H+結(jié)合生成HCO3—，因此H+的濃度是溶解的關(guān)鍵。天然水中，H+濃度很低，故CaCO3在天然純水中溶解很少，形成巖溶主要是因為水中含有過量的CO2，與水結(jié)合電離H+，促使CaCO3溶解。任何能在水中產(chǎn)生H+的物質(zhì)均可能使CaCO3溶解。H+含量多少用PH表示，當(dāng)PH小于6.36時，具強(qiáng)烈侵蝕性；PH=10以上時，不具侵蝕性。

水中CO2主要取決于外界環(huán)境的補(bǔ)給。如大氣、土壤的生物作用等。大氣、生物、巖石、水構(gòu)成一個巖溶動態(tài)系統(tǒng)，巖溶是一個復(fù)雜的物理化學(xué)動態(tài)過程。

不平衡,CaCO3溶解或CO2逸出平衡，或析出CaCO（沉淀）不平衡,CaCO3溶解往復(fù)進(jìn)行補(bǔ)充CO2二、混合溶蝕效應(yīng)不同成分或不同溫度的水混合后，其溶蝕能力有所增強(qiáng)的效應(yīng)。1.兩種不同飽和溶液的混合溶蝕效應(yīng)

指兩種或兩種以上不同飽和度水溶液，在碳酸鹽巖體內(nèi)相遇，混合后的溶液較原來的溶液溶解性增強(qiáng)。水的溶蝕能力取決于水中侵蝕CO2的的存在情況，右圖中曲線表示平衡CO2與溶解CaCO3的關(guān)系。兩溶液的溶解度相差越大，相混合后，侵蝕性越大。實(shí)際上，自然界中溶液大都比較接近，相混合一般能再溶解1%~2%的CaCO3。2.不同溫度溶液的混合溶蝕效應(yīng)

如果有兩種溫度不同而飽和度相同的水相混合，或一種水溶液由高溫變?yōu)榈蜏?，都可以加大CO2的溶解度，從而加強(qiáng)溶液的溶蝕能力。這是因為溫度由高降低時水對CO2吸收系數(shù)增大，以及用于飽和CaCO3所需的平衡CO2減少，多余的CO2轉(zhuǎn)化為游離CO2。實(shí)際上，溫度降低同時又限制了溶液中分子的游動和擴(kuò)散，減緩了溶解反應(yīng)的速度。三、其他離子的作用1.酸效應(yīng)2.同離子效應(yīng)3.離子強(qiáng)度效應(yīng)

在地質(zhì)條件特殊的部位，因上述原因，常使巖溶作用較之其他地方強(qiáng)烈。如，地下水面附近；斷層交錯等地下水下滲流匯合點(diǎn)；河谷岸坡附近；溫泉出露點(diǎn)附近等。

天然地下水中成分較復(fù)雜，大致有兩類離子：一類是與碳酸鹽巖溶解產(chǎn)生的相同離子，如Ca2+、Mg2+、CO32-等；另一類是不同的離子，如Na1-、Cl1-、SO42-等。這些離子對溶液的溶解性都有一定影響，即產(chǎn)生離子效應(yīng)，如下：

任何酸解離出H+后，溶液中H+濃度增加，H+和CO32-結(jié)合生成HCO31-，從而加速CaCO3的溶解。如右反應(yīng)式：

地質(zhì)上含硫酸的巖層滲出的地下水有較大溶蝕性。

加入Ca2+或CO32-等同等離子后，減緩水對碳酸鹽的溶蝕能力。

水中增加與CaCO3不相一致的強(qiáng)電解離子時，它們會以較強(qiáng)的吸引力吸引Ca2+及CO32-離子，從而降低Ca2+與CO32-的引力，從而增大水對CaCO3的溶解性。第三節(jié)影響巖溶發(fā)育的因素凡是影響上述三個條件的因素均是影響巖溶發(fā)育的因素。具有可溶性巖石具有溶蝕能力的水具有良好的水循環(huán)交替條件巖溶發(fā)育的條件一、碳酸鹽巖巖性的影響碳酸鹽巖能否被溶解或溶解程度如何，主要取決于巖石的性質(zhì)，如物質(zhì)成分、化學(xué)成分、礦物成分及結(jié)構(gòu)。碳酸鹽巖是指碳酸鹽礦物含量超過50%的一類沉積巖。主要化學(xué)成分是CaCO3、MgCO3、sio2等。常見的有：灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r等。不同巖石，其溶解性是不同的，可用兩個指標(biāo)表示：準(zhǔn)試樣：方解石，要求試樣尺寸相同，粉碎的粒度大小一樣，溶蝕在高濃度CO2的蒸餾水中。KV及KCV越大，說明巖石的溶蝕強(qiáng)度和溶蝕速度也越大。研究表明：★方解石含量越高CaO/MgO比值越大，KV及KCV越大；反之白云石含量越小?！锼岵蝗芪锖吭礁?，KV及KCV越小。、淀）淀）礦物結(jié)晶越小，KV越大。一般而言，泥晶>粒屑>亮晶。二、氣候的影響1溫度的影響：

（1）溫度升高，水中的CO2的溶解度減小，不利于巖溶作用。一般，水溫升高200~300C，溶于水中的CO2減少一半。（2）溫度升高，生物新陳代謝加快，釋放更多的CO2帶入水中。同時溫度升高，化學(xué)反映速度大大加快，有利于巖溶作用，一般溫度升高100C，化學(xué)反應(yīng)速度加快一倍?？傮w上：溫度的升高有利于巖溶作用的進(jìn)行。2.降水的影響：

（1）水直接參與巖溶作用，充足的降水是保證巖溶作用強(qiáng)烈進(jìn)行的必要條件。（2）水是溶蝕作用的介質(zhì)和載體，充足的降水保證了水體的良好的循環(huán)交替條件，促進(jìn)巖溶作用的強(qiáng)烈進(jìn)行。非巖溶地區(qū)的外源水比巖溶地區(qū)內(nèi)源水具有更強(qiáng)侵蝕性。

降水影響比氣溫影響大。溫?zé)岢睗竦臒釒?、亞熱帶地區(qū)：巖溶作用較強(qiáng)烈高寒干旱的地區(qū)：巖溶欠發(fā)育。干燥度低的濕熱地區(qū)（如桂林），人滲量大、土層空氣中CO2高，土下溶蝕比地面或空氣下高一倍以上；干燥度高的寒旱地區(qū)（如北京），人滲量小、土層空氣中CO2相對濕熱地區(qū)低，土下溶蝕速度極低，是空氣中的1/20。不同氣候條件下，巖溶速度、形態(tài)、類型都明顯不同如溶蝕速度：廣西中部—0.12~0.13mm/a；湖北三峽地區(qū)—0.06mm/a；四川西部—0.04-0.05mm/a；河北西北部—0.02~0.03mm/a。我國氣候分類副熱帶亞熱帶溫帶三大特征地區(qū)青藏高寒地區(qū)西北干旱地區(qū)南部溫?zé)岬貐^(qū)巖溶形態(tài)差別：溶蝕是緩慢過程，如溶痕在濕潤條件下為百年級產(chǎn)物、半干旱條件千年產(chǎn)物；洼地在濕潤條件下為十萬至百萬年級產(chǎn)物；1米厚紅壤土的形成要剝蝕約25米厚的灰?guī)r，在濕潤條件下也要10萬年。我國大陸巖溶基本形成于第四紀(jì)，現(xiàn)代氣候格局在地四紀(jì)大致形成。

廣西副熱帶—溶蝕為主，地表地下巖溶充分強(qiáng)烈，形態(tài)諸全湖北、湖南、四川等地—巖溶發(fā)育，以溶丘、溶洞、漏斗為特征。

河北、山東、山西等地—不太發(fā)育，侵蝕為主，幾乎不發(fā)育封閉溶蝕地形，以地下隱伏巖溶為主。三、地形地貌的影響

地形地貌條件通過影響水的入滲，循環(huán)交替條件，進(jìn)而影響巖溶發(fā)育的規(guī)模、速度、類型及空間分布。例如：區(qū)域地貌格局，宏觀上控制了某地區(qū)的地表水文網(wǎng)及地下水排泄基準(zhǔn)面的性狀，從而控制了地表地下水的運(yùn)動趨勢，進(jìn)而控制了巖溶發(fā)育的總體形式。地形平緩地貌較之地形較陡地貌，地表徑流緩慢，入滲量較大，有利于巖溶發(fā)育。不同地貌條件，因其垂直入滲帶埋深和水平徑流程度的不同，垂直巖溶形態(tài)及水平巖溶形態(tài)的明顯差別。地形高差大大影響地下水補(bǔ)、排條件，影響巖溶發(fā)育的深度。四、地質(zhì)構(gòu)造的影響大地構(gòu)造格局控制碳酸鹽巖分布，地臺、地槽區(qū)碳酸鹽巖具有不同層積建造類型，巖溶發(fā)育不同。如地臺（主要分布蓋層，面積大，厚，穩(wěn)定，性純，地貌類型多，洞穴發(fā)育，我國巖溶主導(dǎo)地位；地槽（構(gòu)造影響，分布凌亂，變質(zhì)，分布西部干旱高寒區(qū)，巖溶形態(tài)單調(diào)，洞穴不發(fā)育）。1.斷裂的影響成巖、構(gòu)造、風(fēng)化、卸荷等作用形成的各種破裂面，為地下水入滲和流動提供了通道，同時為地下水有效向深部滲入并形成深部巖溶提供了條件。由于斷裂構(gòu)造的存在，在一定程度上控制了巖溶的發(fā)育。例如，沿斷裂面巖溶發(fā)育強(qiáng)烈。各組破裂面相互交織、延伸進(jìn)而控制了巖溶發(fā)育的形態(tài)、規(guī)模、速度和空間分布，使得巖溶發(fā)育宏觀不均一性。各種破裂面相互交織，使地下水混合溶蝕效應(yīng)明顯，促進(jìn)巖溶發(fā)育。2.褶皺的影響褶皺的類型和部位不同，裂隙發(fā)育程度不同，巖溶強(qiáng)度不同。如核部比翼部發(fā)育，背斜比向斜發(fā)育。褶皺的形態(tài)、性質(zhì)、尺寸和方向控制了可溶巖的空間分布從而控制了巖溶發(fā)育的特征。3.巖層組合特征的影響（1）厚而純的碳酸鹽巖最有利于巖溶發(fā)育，按地下水動力特征剖面上分為四個帶：Ⅰ.包氣帶：多發(fā)育垂直巖溶形態(tài)，溶蝕通道間連通性差。Ⅱ.地下水季節(jié)變動帶：垂直和水平兩個方向巖溶均發(fā)育。Ⅲ.飽水帶：有利于形成規(guī)模大、連續(xù)性好的水平巖溶Ⅳ.深循環(huán)帶：由于水循環(huán)交替遲緩，巖溶發(fā)育很弱?？扇芴妓釒r與非可溶巖可能在不同地段形成十分復(fù)雜的各種組合形式，因而巖石溶蝕性存在顯著差異，從而形成復(fù)雜的巖溶現(xiàn)象。如下4中類型的組合形式，巖溶發(fā)育明顯不同。ⅠⅡⅢⅣ（2）碳三酸鹽三巖夾三非可三溶性三巖層由于三非可三溶巖三的存三在影三響地三下水三運(yùn)動三，巖三溶發(fā)三育沒三有（1）充三分，三不一三定具三備上三述四三個分三帶特三點(diǎn)。三但也三常有三巖溶三現(xiàn)象三發(fā)育三，其三程度三因不三可溶三巖夾三層的三厚度三和夾三層多三少而三不同三。（3）非三可溶三性巖三層與三碳酸三鹽巖三互層在同三一時三期，三巖溶三呈多三層發(fā)三育一般三巖溶三作用三較弱三，往三往因三非可三溶巖三隔水三作用三，形三成局三部地三下水三系統(tǒng)三，從三而可三能形三成多三層巖三溶現(xiàn)三象三。（4）非三可溶三性巖三層夾三碳酸三鹽巖巖溶三發(fā)育三極弱非可三溶巖三隔水三作用三，地三下水三循環(huán)三交替三條件三很差三，巖三溶發(fā)三育極三弱。地殼三的上三升、三下降三、相三對穩(wěn)三定運(yùn)三動的三性質(zhì)三、幅三度、三速度三和波三及范三圍，三控制三著水三循環(huán)三交替三條件三及其三變化三趨勢三，從三而強(qiáng)三烈的三控制三著巖三溶發(fā)三育的三類型三、規(guī)三模、三速度三、空三間分三布及三巖溶三作用三的變?nèi)吶齽?。地殼三較快三上升三期：三侵蝕三基準(zhǔn)三面相三對下三降，三地下三水位三適應(yīng)三排泄三基準(zhǔn)三面而三逐漸三下降三，側(cè)三向巖三溶不三發(fā)育三，規(guī)三模小三而少三見，三分帶三現(xiàn)象三不明三顯，三以垂三直形三態(tài)的三巖溶三為主三。地殼三相對三平穩(wěn)三期：三侵蝕三基準(zhǔn)三面和三地下三水面三相對三穩(wěn)定三，溶三蝕作三用充三分進(jìn)三行，三分帶三現(xiàn)象三明顯三，側(cè)三向巖三溶規(guī)三模大三，可三形成三較大三規(guī)模三的水三平巖三溶和三暗河三，巖三溶地三貌較三明顯三典型三。地殼三下降三期：三常形三成覆三蓋型三巖溶三，地三下水三循環(huán)三條件三變差三，巖三溶作三用受三到抑三制或三停止三。五、三新構(gòu)三造運(yùn)三動的三影響從更三長的三地質(zhì)三歷史三時期三來看三：（1）間歇性上升：上升穩(wěn)定再上升再穩(wěn)定形成水平溶洞成層分布，高程與階地相對應(yīng)。（2）振三蕩升三降：三巖溶三作用三由弱三到強(qiáng)三，由三強(qiáng)到三弱反三復(fù)進(jìn)三行以垂三直形三態(tài)的三巖溶三為主三，水三平溶三洞規(guī)三模不三大，三而且三成層三性不三明顯三。（3）間歇性下降：下降穩(wěn)定再下降再穩(wěn)定巖溶多被埋于地下，規(guī)模不大，但具成層性，洞穴中有松散物充填。從層狀洞穴的分布情況及充填物的性質(zhì)，可查明巖溶發(fā)育特點(diǎn)及形成的相對年代總之三，巖三溶發(fā)三育與三水的三循環(huán)三交替三條件三密不三可分三，而三這一三條件三又嚴(yán)三格受三巖層三組合三、地三質(zhì)構(gòu)三造、三地形三地貌三等諸三因素三控制三。自三然界三中，三水循三環(huán)交三替條三件很三復(fù)雜三。左三圖為三幾種三典型三情況三：第四三節(jié)三巖三溶區(qū)三水庫三滲漏三問題一、三滲漏三的形三式1.按滲三漏通三道分三類2.按庫三水漏三失的三特點(diǎn)三分類暫時三性滲三漏：三飽和三包氣三帶的三洞、三隙消三耗的三水量三一旦三飽和三，滲三漏停三止。永久三性滲三漏：三庫水三不斷三地通三過巖三溶通三道向三下伏三河谷三、鄰三谷、三低地三等處三流失三。在巖三溶地三區(qū)修三建儲三水輸三水等三建筑三物如三水庫三，水三體可三能沿三其巖三溶通三道向三周遍三產(chǎn)生三滲漏三，有三時會三嚴(yán)重三影響三工程三的三正常三使用三。巖三溶滲三漏問三題是三水利三水電三等工三程中三的主三要工三程地三質(zhì)問三題之三一。三這里三以水三庫滲三漏為三例介三紹滲三漏的三一些三基本三問題三。裂隙三分散三滲漏三管道三集中三滲漏3.按滲三漏部位分類繞壩三滲漏三：壩三區(qū)臨谷三滲漏三：庫三區(qū)二、三巖溶三滲漏三條件三分析1.查明三巖溶三發(fā)育三、分三布規(guī)三律重點(diǎn)三查明三溶洞三、暗三河的三展布三位置三、規(guī)三模等三，進(jìn)三行巖三溶泉三水流三量、三高程三調(diào)查三，確三定通三道的三位置三及可三能影三響程三度。地面三調(diào)查三,地三球物三理勘三探,三連通三試驗三(熒三光示三蹤劑三,三放射三性同三位素三,鹽三等)三,鉆三探等2.分析三地質(zhì)三條件（1三）巖三層組三合：當(dāng)夾三有非三可溶三巖地三層時三，可三借助三該層三防止三滲透（2三）地三質(zhì)構(gòu)三造：★褶皺a.三縱谷三：與河三流所三處褶三皺的三部位三有關(guān)b.三橫谷三：修水三庫不三利，三但充三分利三用隔三水層三，可三能防三止壩三區(qū)滲三漏。c.三斜交三谷：三具體三分析縱向三谷，三向斜三，隔三水層三起到三封三閉作三用，三庫水三不會三向鄰三巖滲三漏橫向三谷，三巖層三褶皺三，不三利于三庫區(qū)三防滲三，對三于壩三址充三分利三用隔三水層三可有三效隔三滲?？v向三谷，三背斜三，地三層產(chǎn)三狀較三緩，三庫水三沿巖三溶通三道向三鄰巖三滲漏三?？v向三谷，三背斜三，地三層產(chǎn)三狀較三陡，三庫水三不會三由巖三溶通三道向三鄰巖三滲漏三。灰?guī)r灰?guī)r隔水層隔水層灰?guī)r隔水層隔水層巖溶灰?guī)r斷層三錯動三，破三壞了三良好三的隔三水邊三界，形成三間鄰三谷滲三漏通三道。河間三地塊三存在三諸如三侵入三巖體三某相三對隔三水層三，起三到較三好的三隔水三作用三。斷層三錯動三，非三巖溶三地層三搭接形成三良好三隔水三邊界三。巖溶層巖溶層非巖溶化地層★斷層三：既三可有三利于三滲漏三，又三可不三利于三滲漏★巖體三侵入三：相三對隔三水層三的分三布位三置可將三河谷三分為三補(bǔ)給三型、三排泄三型、三懸托三型三三種類三型。3.查明河谷三區(qū)水三文地三質(zhì)條三件庫水三位與三兩岸三地下三水位三相對三高程三關(guān)系三，直三接關(guān)三乎庫三水能三否向三鄰谷三滲漏三，兩三者關(guān)三系可三概括三為如三下圖三各種三情況:1—建庫三前地三下水三位2—建庫三后地三下水三位圖a、b、c、d、e為補(bǔ)三給型三河谷三。建三庫前三地下三水補(bǔ)三給河三水。a、b、d三種三情況三下，三建庫三前地三下水三位仍三高于三庫水三位，三不產(chǎn)三生滲三漏；c、e建庫三前，三庫水三位高三于地三下水三位，三產(chǎn)生三滲漏三。圖g、f屬于三排泄三型，三建庫三前河三水補(bǔ)三給地三下水三，建三庫后三肯定三滲漏三。圖h是懸三托型三，天三然地三下水三位位三于谷三底以三下，三建庫三后肯三定滲三漏。三、三巖溶三滲漏三的防三治措三施歸納三起來三有兩三方面三措施三：一三是降三低巖三體透三水性三；二三是封三堵滲三漏通三道。三常用三灌、三鋪、三堵、三截等三措施三。1、灌三漿：三通過三鉆孔三向巖三體灌三注水三泥、三瀝青三、粘三土等三漿液三，充三填裂三隙、三洞穴三，降三低巖三體的三透水三性，三形成三防滲三墻，三達(dá)到三防滲三目的三。2、鋪三蓋：三在地三表水三（如三庫水三）入三滲地三層（三如壩三上伏三）鋪三設(shè)一三定高三度的三粘土三等隔三水層三，阻三止水三體向三地下三入滲三。3、堵三截：三用塊三石、三混凝三土等三材料三對規(guī)三模較三大的三滲漏三通道三進(jìn)行三填塞三封堵三，截三斷水三流。由于三巖溶三洞體三循環(huán)三于水三位變?nèi)齽优c三無水三飽氣三等復(fù)三雜狀三態(tài)，三有時三封堵三不當(dāng)三，在三洪水三期水三位突三然上三升情三況下三，形三成較三高的三水氣三壓力三，或三下水三位下三降形三成負(fù)三壓，三即可三能對三堵體三及洞三體產(chǎn)三生破三壞作三用，三形成三塌陷三等，三從而三加劇三滲漏三作用三。對三此，三常常三還可三以采三取疏三導(dǎo)措三施。第五三節(jié)三巖溶三地基三穩(wěn)定三性問三題一、三變形三破壞三的主三要形三式1.地表三塌陷三：三地基三受力三層范三圍內(nèi)三，存三在較三大的三空洞三（如三溶洞三）。三在自三然條三件下三或建三筑荷三載作三用下三，產(chǎn)三生洞三體坍三塌，三引發(fā)三地面三塌陷三而導(dǎo)三致建三筑物三破壞三。2.地基三承載三力不三足三或不三均勻三塌陷三：覆三蓋巖三溶區(qū)三，因三覆蓋三層強(qiáng)三度較三低，三不能三滿足三建三筑荷三載要三求而三出現(xiàn)三破壞三?；蛉两等痪齽?qū)陆ㄈ迫龎摹?.地基三滑動三：較三大的三溶溝三、溶三洞等三形成三臨空三面，三向臨三空面三產(chǎn)生三的滑三動三現(xiàn)象三。在巖三溶地三基上三進(jìn)行三建設(shè)三時，三由于三荷載三等原三因，三產(chǎn)生三地基三塌陷三破壞三，或三失穩(wěn)三，這三便是三巖溶三地質(zhì)三穩(wěn)定三性問三題。二、三覆蓋三土層三地基三塌陷三的成三因塌陷三是由三于先三在土三體內(nèi)三形成三土洞三，土三洞繼三續(xù)發(fā)三展形三成地三表塌三陷。三土洞三形成三可能三因地三表水三沿土三層裂三隙、三生物三孔洞三、界三面等三沖蝕三、掏三空而三成。三也可三能地三下水三作用三形成三。地下三水作三用形三成土三洞乃三至塌三陷的三原因三很多三，如三潛蝕三、真三空吸三蝕、三振動三、土三體軟三化崩三解、三建筑三荷載三。目三前認(rèn)三識尚三不一三致。三因當(dāng)三地條三件不三同，三產(chǎn)生三塌陷三的原三因而三不同三，也三可能三是以三一種三原因三為主三導(dǎo)，三多種三因素三綜合三作用三的結(jié)三果。1、潛三蝕作三用潛蝕三論是18三98年俄三國學(xué)三者巴三浦洛三夫提三出的三，在三國內(nèi)三外地三質(zhì)界三長期三被接三受并三加以三應(yīng)用三。在覆三蓋型三巖溶三區(qū)，三下伏三存在三溶蝕三空洞三，地三下水三經(jīng)覆三蓋層三向空三洞滲三流(或地下三水位三下降三時，三水力三梯度三增大)。在三一定三的水三壓力三作用三下，三地下三水對三土體三或空三隙中三的充三填物三進(jìn)行三沖蝕三、掏三空。三從而三在洞三體頂三板處三的土三體開三始形三成土三洞,隨著三土洞三的不三斷擴(kuò)三大，三最終三引發(fā)三動洞三頂塌三落。三當(dāng)土三層較三厚或三有一三定深三度時三，可三以形三成塌三落拱三而維三持上三伏土三層的三整體三穩(wěn)定三。當(dāng)三土堆三較薄三時，三土洞三不能三形成三平衡三。據(jù)太三沙基三（19三33年）三公式三：式中三：Ip三—臨界三水力三梯度rs三—土顆三粒密三度n—土體三的孔三隙度據(jù)達(dá)三西公三式和三動能三公式三，地三下水三側(cè)向三流時三的動三能：據(jù)達(dá)三西公三式和三動能三公式三，地三下水三側(cè)向三流時三的動三能：式中三：FH三—地下三水動三能M—水的三質(zhì)量K—滲透三系數(shù)I—水力三梯度n—巖土三體的三孔隙三度u—滲流三速度2真空三吸蝕三效應(yīng)真空三吸蝕三論是三我國三徐衛(wèi)三國等三于19三79年提三出的三，國三內(nèi)也三普遍三接受三這一三論點(diǎn)三。巖溶三網(wǎng)絡(luò)三的封三閉空三腔（三溶洞三或土三洞）三中，三當(dāng)?shù)厝滤淮笕热陆等娇杖簧w三層底三面下三時，三地下三水由三承壓三轉(zhuǎn)為三無壓,空腔三上部三便形三成低三氣壓三狀態(tài)三的真三空，三產(chǎn)生三抽吸三力,吸蝕三頂板三的土三顆粒.同時三內(nèi)外三壓作三用，三覆蓋三層表三面出三現(xiàn)一三種“三沖壓三”作三用，三從而三加速三土體三破壞三。將三此“三內(nèi)吸三外壓三”作三用稱三為真三空吸三蝕作三用。真空三吸蝕三產(chǎn)生三下列三三種三作用三：吸盤三吸蝕三作用空腔三吸蝕三作用漩吸三漏斗三吸蝕三作用問題三探討三：自然三地質(zhì)三環(huán)境三中，三很難三具備三封密三的巖三溶空三腔條三件；真空三吸蝕三的極三限是三一個三大氣三壓（三約10米水三柱）三，真三空吸三蝕力三不大三；一旦三塌陷三發(fā)生三，封三閉狀三態(tài)破三壞，三在一三次塌三陷發(fā)三生的三中后三期，三則不三可能三連續(xù)三發(fā)生三塌陷三，這三與許三多事三例不三符；一旦三發(fā)生三漩吸三漏斗三吸蝕三作用三，則三不存三在真三空吸三蝕，三因此三時蓋三層已三破壞三；真空三吸蝕三同樣三難以三解釋三同步三塌陷三。4自重三效應(yīng)雨水三入滲三后，三蓋層三飽和三容重三比干三容重三一般三增加30三%~三40三%。使三土拱三承受三更大三的重三量，三導(dǎo)致三塌陷三。5浮力三效應(yīng)巖土三體位三于地三下水三位之三中，三當(dāng)?shù)厝滤幌氯禃r三，除三產(chǎn)生三壓強(qiáng)三差效三應(yīng)外三，土三體的三浮托三力也三隨之三減小三，產(chǎn)三生塌三陷。6土體三強(qiáng)度三效應(yīng)土體三吸水三飽和三后，三土體三抗剪三強(qiáng)度三降低三，土三拱抗三塌力三減小三，產(chǎn)三生塌三陷。3壓強(qiáng)三差效三應(yīng)壓強(qiáng)三差是三指巖三溶空三腔與三松散三介質(zhì)三（或三土洞三）接三觸面三上下三側(cè)水三、氣三流體三，因三巖溶三管道三水位三變化三而產(chǎn)三生相三應(yīng)的三壓強(qiáng)三差值.7其他三效應(yīng)振動三效應(yīng)荷載三效應(yīng)酸液三效應(yīng)由于三抽水三引起三灰?guī)r三充填三物的三地下三侵蝕A.水位三下降三前的三平衡三狀態(tài)三；B.水位三下降三，隨三著向三上侵三蝕過三程使三通道三被排三空，三出現(xiàn)三活躍三的地三下侵三蝕（三潛蝕三進(jìn)入三開闊三的洞三穴）三；C.洞穴三的頂三部逐三漸坍三陷，三可能三短期三內(nèi)受三鈣化三礫石三層的三抑制三；D.最后三的拱三頂坍三陷，三形成三了被三同心三球狀三張力三裂縫三包圍三的落三水洞產(chǎn)生三土層三土洞三主要三與以三下條三件有三關(guān)：1、土三洞發(fā)三育區(qū)三通常三也是三地下三巖溶三發(fā)育三區(qū)。三覆蓋三下層三伏有三較大三的溶三蝕空三洞是形成三塌陷三的有三利條三件。2、覆三蓋層三厚度三：覆三蓋層三薄，三易于三塌陷三且形三成時三間短;覆蓋三層厚,不易三塌陷或形三成時三間相三對較三長。90三%塌陷三出現(xiàn)三在覆三蓋層三厚度<1三0m，厚三度>3三0m者很三少產(chǎn)三生塌三陷。3、水三的作三用：三常常三因為三地下三水位三下降三或降三雨期三間產(chǎn)三生，三常出三現(xiàn)于三降落三漏斗三之中三，土三體含三水量達(dá)60三%以上三的狀三態(tài)。三據(jù)有三關(guān)資三料，三當(dāng)水三力坡三度<3三%，流三速<0三.0三00三5m三/s時，三相三對穩(wěn)三定；三當(dāng)水三力坡度>三3%，流三速>三0.三00三05三m/三s時，三地面三開始三變形三；當(dāng)三水力三坡度>三5%，流三速>三0三.0三00三5m三/s時，三產(chǎn)生地三面塌三陷。三常發(fā)三生于三高水三位與三平水三位之三間，三與徑三流方三向一三致。4、土三質(zhì)條三件：三砂性三土比三粘性三土易三于塌三陷。三親水三、易三濕化三崩解三的土三層；三抗沖蝕力三弱的三結(jié)構(gòu)三松軟三土層三。土三層愈三松軟三塌陷三速度三愈快三。三、三塌陷三地基三穩(wěn)定三性評三價場地三可否三產(chǎn)生三塌陷三，在三查明三巖溶三發(fā)育三分布三特征三、覆三蓋層三厚度三及荷三載作三用等三條件三后，三進(jìn)行三穩(wěn)定三性評三價。一）三巖溶三地基三對穩(wěn)三定性三的影三響1、荷三載作三用下三巖溶三頂板三坍塌三，地三基下三沉2、溶三蝕面三起伏三被軟三土覆三蓋，三引起三不均三勻沉三陷3、地三基沿三軟弱三結(jié)構(gòu)三面滑三動4、復(fù)三雜的三水文三地質(zhì)三條件三使地三基土三惡化二）三穩(wěn)定三性評三價1、三存在三下列三不利三情況三之一三而未三經(jīng)處三理，三可判三為不三宜地三基：（1）淺三層洞三徑大三的洞三體（三群)而且三不穩(wěn)三定地三段（2）漏三斗、三槽谷三被軟三土覆三蓋地三段（3）巖三溶水三排泄三不暢三或可三淹沒三地段2、下三列條三件之三一，三對于三二、三三級三工程三，不三考慮三不利三影響三：（1）基三礎(chǔ)土三層厚三度大三于獨(dú)三立基三礎(chǔ)寬三度3倍或三條形三基礎(chǔ)6倍，三不具三備形三成土三洞及三變形三條件（2）雖三不滿三足（1），三但符三合以三下條三件1）洞三隙被三土密三實(shí)充三填無三沖蝕三可能2）洞三頂部1、2級巖三體，三其厚三度等三于大三于洞三跨3）基三礎(chǔ)尺三寸足三以大三于洞三跨尺三寸(3三)當(dāng)不三符合三以上三條件三，經(jīng)三分析三穩(wěn)定三性也三滿足一般三可根三據(jù)如三下情三況作三出定三性評三價：1、在三地基三受壓三層范三圍內(nèi)三，當(dāng)三下部三基巖三面起三伏較三大，三而上三部又三有一三定厚三度軟三土層三時，三應(yīng)考三慮地三基的三不均三勻沉三陷問三題。2、基三礎(chǔ)砌三置于三基巖三上，三且附三近存三在溶三空體三時，三應(yīng)考三慮地三基沿三傾向三鄰空三面滑三動的三可能三性。3、基三礎(chǔ)底三板以三下土三層厚三度大三于地三基壓三縮層三計算三深度三，同三時又三不具三備水三動力三變化三條件三時，三可以三不考三慮地三基穩(wěn)三定性三問題三。反三之，三應(yīng)視三具體三情況三對覆三蓋層三以下三洞體三特性三作出三評價三。4、在三地基三受壓三層內(nèi)三，當(dāng)三洞體三尺寸三大于三基礎(chǔ)三尺寸三，頂三板厚三度小三于洞三跨，三巖性三破碎三時，三應(yīng)考三慮為三不穩(wěn)三定溶三洞。5、對三于三三層及三三層三以下三的一三般性三建筑三物，三無特三重荷三載等三特征三要求三時，三可不三考慮三溶洞三對地三基穩(wěn)三定性三影響三。（1）覆三蓋型三巖溶三區(qū)計算三模式三如右三圖極限三狀態(tài)三時：三Hk=h三+Z三+D式中三：三Hk—極三限狀三態(tài)時三上覆三土層三的厚三度h—三土洞三塌陷三至天三然平三衡拱三的高三度D—三基礎(chǔ)三砌置三深度Z—三基礎(chǔ)三底板三以下三建筑三荷載三的有三效影響三深度結(jié)合三巖溶三地基三穩(wěn)定三性分三析評三價，三應(yīng)作三出定三量計三算評三價。三目前三為止三，評三價的三理論三方法三尚不三成熟三，原三則上三可以三分如三下二三種情三況考三慮：當(dāng)H三>Hk時，三地基三是穩(wěn)三定的當(dāng)H三<Hk時，三地基三是不三穩(wěn)定三的，三是建三筑荷三載和三土洞三共同三作用三的結(jié)三果當(dāng)H三<h時三，僅三土洞三的發(fā)三