遵义县城北某小区岩溶勘察与治理

在岩溶勘察工作实践中，结合工程实际情况，在勘察与复查工作的基础上，通过稳定性评价分析，进行危险性分区，将治理与勘察相结合，治理过程进一步揭露溶洞发育及分布状态，达到治理目的。     

崇左岩溶峰林区岩溶发育特征及对钻孔涌水量的影响

【目的】研究崇左岩溶峰林区岩溶发育规律及对钻孔涌水量的影响,深化对崇左岩溶峰林区岩溶水文地质条件的认识,更好地指导今后在该地区开展地下水资源开发利用。【方法】通过对崇左岩溶峰林区128个钻孔的深度、涌水量、岩溶发育特征等指标进行统计分析,总结该区岩溶发育规律及影响因素,并研究其对钻孔涌水量的控制作用。【结果】研究区最小钻井深50.02m,最大井深121.80m,平均深度为94.04m。成井86口,成井率为67.18%,有68.53%的钻井涌水量分布于100～400 m~3/d。钻孔遇洞率为75.78%,平均线岩溶率为5.01%。在0～100m内均有溶洞发育,100m以下未见溶洞发育。0～60m深度段岩溶较发育,溶洞高度为441.57m,占总高度的80.41%,线岩溶率(5.42%～12.91%)大于平均线岩溶率;但0～40m深度段内溶洞全部或部分被充填,供水意义不大,而在40～60m深度段溶洞填充率小。【结论】在该地区通过机井解决缺水问题的条件比较有利,机井井深不超过100m为宜;40～60m深度段是本区主要出水段。由于钻孔均部署在地下水的补给区,或位于岩溶发育相对较弱的地区,钻孔中溶洞主要以小型溶洞(小于等于2m)为主,大型溶洞(大于2m)较少。这种水文地质条件和溶洞发育特征,导致研究区大部分钻孔(68.53%)的涌水量分布于100～400m~3/d。     

岩溶区钻孔桩施工技术及其对承载能力的影响

施工实践表明,对钻孔灌注桩施工最不利的是岩溶发育完善的溶洞地层。本文根据岩溶区地基的特点进行分析,通过施工实践总结了岩溶区钻孔桩的施工程序、方法和施工应注意的要点,最后深入探讨了钻孔桩施工技术对承载能力的影响。     

范各庄矿三水平南二采区奥灰岩溶发育特征及突水危险性评价

随着煤层开采深度的增加,奥陶系灰岩含水层成为威胁煤矿安全生产的重要因素之一。针对这一问题,以范各庄矿三水平南二采区为例,在充分收集矿区地质资料的基础上,综合分析了研究区的奥灰岩溶发育特征,并采用物探及突水系数法,对研究区进行突水危险性评价。结果表明:研究区奥灰岩溶发育整体较弱,但具有局部发育的特点;研究区属于突水危险性分区的安全区。该研究为保障矿井安全生产提供参考。     

基于岩溶模式的溶洞储集体三维地质建模

针对波阻抗属性可以较准确地识别大型溶洞而不能识别小型溶洞的特点,结合岩溶发育模式,分别对不同类型、不同尺度的溶洞储集体三维地质建模进行研究。结果表明:不同岩溶带溶洞储集体对应不同的波阻抗分布范围,因此对不同岩溶带采用不同波阻抗属性值截断,根据岩溶模式人机交互修正的方法建立大型溶洞模型;小型溶洞具有与大型溶洞相似的岩溶成因和发育规律,可以以不同岩溶带的大型溶洞模型作为训练图像,以单井识别的小型溶洞储集体为硬数据,以小型溶洞发育概率为软数据,利用多点地质统计学算法建立小型溶洞模型;所建立的模型能够吻合硬数据,又可以反映溶洞储集体的空间分布特征。     

基于GIS的平昌县滑坡灾害危险性评价

滑坡是平昌县境内发育的主要灾害,结合平昌县滑坡灾害发育特征,选取地层、高程、高差、坡度、坡向、剖面曲率6个因子作为研究区滑坡灾害的危险性评价因子。基于GIS空间分析,利用贡献率权重模型确定各因子的自权重与互权重,根据多因子叠加的原理,建立研究区的危险度计算模型,最终将研究区内滑坡灾害危险性划分为3级:低危险区、中等危险区、高危险区。经过检验评价分区结果符合实际情况。     

滕南矿区岩溶陷落柱分布特征及其控制因素分析

针对岩溶陷落柱导致的突水具有隐蔽性和突发性的特点，为了预防岩溶陷落柱突水，对岩溶陷落柱可能发育的区域加以预测。根据滕南矿区地质与水文地质资料，分析已揭露的陷落柱的分布特征，总结岩溶陷落柱的发育规律。结果表明：岩溶陷落柱分布和发育具有不均匀性，多发育在矿井浅部，以及富水性较强和强径流条件的区域；岩溶陷落柱发育主要受奥灰埋深、奥灰含水层的富水性、地质构造控水条件及奥灰地下水径流条件4个因素的综合控制。在此基础上，构建层次分析评价模型，采用专家打分赋权方法，对4个控制因素统筹考虑，预测未来可能发育岩溶陷落柱的区域，旨在控制和避免煤矿生产中揭露岩溶陷落柱或处理不当而造成灾害。     

运用激电中梯测量探测覆盖型岩溶发育程度

运用激电中梯测量方法,进行岩溶塌陷地质灾害调查,研究了覆盖型岩溶的发育程度。首先研究了不同地层岩性的视电阻率和视极化率特征,得出了岩溶裂隙发育的主要地球物理特征;再根据研究区的激电中梯测量成果,划分了4个异常区;结合地质构造条件,推断解释认为Ⅰ区和Ⅲ区中的局部高阻区为岩溶裂隙发育区;最后通过布设电阻率垂向测深剖面,进行推断反演,并利用钻孔进行验证,发现了1.6 m深溶洞。研究成果表明,激电中梯测量方法在探测覆盖型岩溶的发育程度方面,取得了较好的效果。     

金沙江白鹤滩水电站旱谷地料场岩溶发育特征及工程效应

巧家县旱谷地石灰石料场岩溶总体不发育,但开挖揭示有较大岩溶管道,查明岩溶发育的规律对料场下一步开采布局具有现实意义。通过对料场及其周边的实地调查、钻孔揭露及物探,对地下岩溶以及地表岩溶分布特征及位置进行统计,结合构造、岩性、水文及地貌等地质特征对岩溶发育机理进行分析讨论,认为特殊水文条件下可以在岩溶发育较差地区发育岩溶异常带"。主要结论如下:①巧家旱谷地斜坡由于地表支沟发育,地表水无法聚集,地表岩溶不发育。②料场上方缓坡平台后缘有一断层泉,流量约1. 8 L/s,泉水出露后又在该平台渗入地下,使得料场区地下岩溶较地表发育;旱谷地平台后缘保存有菩萨洞和蝙蝠洞,为当时溶洞的出口。③地下岩溶通道首先在普家村平台断层泉渗入地下,沿中梁子沟发育切层陡倾坡外的"垂直"管道,直径约12 m,在1 400 m高程,顺层发育水平管道(层控),并在大弯子沟右岸菩萨洞及蝙蝠洞岩溶水排出地表;随着旱谷地台面的抬升,现今岩溶管道仍然以垂直管道向金沙江谷底方向排泄,出口在巧家县城龙潭一带。④由于管道及其附近塌陷及溶洞角砾、次生泥充填,危岩垮塌严重,不能满足石料质量要求,料场区有用料储量减少10%～15%。     

西南某机场岩溶地质特征分析与工程地质分区研究

以西南岩溶地区某机场为研究对象,深入分析研究区内地形地貌、地层岩性、地质构造演化过程、水文地质特征和岩溶发育分布,查明研究区岩溶发育和岩溶的分布情况.根据工程地质的分区原则将研究区划分为剥蚀溶蚀中-深丘区、剥蚀溶蚀深丘区和剥蚀溶蚀残-浅丘区3个区域,并阐述了各分区内的岩溶发育特征和主导因素.通过对研究区建设场地岩溶稳定性分析,发现研究区场地内的岩溶基本稳定,发生岩溶塌陷的可能性小,这对机场建设前期地基的挖填、压浆、跨越、排导等工程地质治理具有一定的指导意义,为机场的详勘工作打下基础.     

南宁地铁4号线岩溶发育特征及处治技术

随着我国轨道交通建设的快速发展,城市地铁越来越多,修建过程中各种工程问题逐步显现。我国南方地区岩溶较为发育,给轨道交通的安全建设带来了一些工程难题,岩溶的处治技术成为近几年的研究热点。为了解决南宁地铁4号线岩溶带来的工程难题,通过地质勘察手段探明了岩溶分布规律,基于地质勘察资料分析了南宁地铁4号线岩溶发育规律,采用钻芯和室内试验确定了地层及溶洞的物理力学参数,结合有限元软件Midas GTS确定了溶洞与地铁车站、盾构隧道的安全距离,提出了岩溶区轨道交通溶洞处治范围及处治措施,并对溶洞处治区域进行取芯,通过室内试验研究了岩溶处治效果。研究结果表明,南宁地铁4号线岩溶总体上中等发育;车站区域溶洞基本上分布于底板下10m范围内,盾构隧道区域溶洞基本位于底板以及底板以下10m范围内;不同位置不同尺寸的溶洞塑性区不同,溶洞洞高越大塑性区越大,需要的安全距离越大;采用注浆加固方案是合理的,检测结果验证了其合理性。可为岩溶区地铁车站及盾构隧道溶洞处治提供参考。     

高密度电法在地下暗河探测中的应用—以石林诗玛溶洞为例

诗玛溶洞位于石林景区南东约3 km,具有较好的旅游区位优势。诗玛溶洞洞穴发育特征报道见于2003年,但受溶洞空间分布和地下暗河水流的影响,探明的范围较小,溶洞的走向不清,溶洞是否具有利用的价值不清。因此,为进一步了解诗玛溶洞的平面位置,利用溶洞随地下暗河分布的特点,布置20 m道间距的高密度电法工作。分析物探成果,了解溶洞顶端埋深和溶洞空间大小,经后期工作查证,在工作区范围内,物探推测地下暗河走向和溶洞空间特征正确,西面走向延伸1 200 m,东面延伸700 m,物探成果进一步明确了溶洞及地下暗河范围,高密度电法在地下暗河勘察中取得了较好的应用效果,诗玛溶洞具有开发利用价值。     

超大直径盾构隧道穿越岩溶发育区地表注浆合理加固范围

为研究超大直径盾构隧道穿越岩溶发育区地表注浆合理加固范围,以武汉市某在建工程为依托,设计了以围岩等级、溶洞尺寸及溶洞充填范围为影响因素的正交试验,采用了三维数值方法求解不同方位溶洞与超大直径盾构隧道的最小安全距离,并提出了以最小安全距离主要因素为分段计算准则的地表注浆加固范围确定方法。结果表明：当溶洞位于隧道上方、侧方及下方时,最小安全距离的主要影响因素分别为溶洞尺寸、围岩等级及溶洞尺寸;当溶洞位于隧道上方时,分为4个区段,加固范围在12m~22.5m之间,当溶洞位于隧道侧方时,分为4个区段,加固范围在8m~15m之间,当溶洞位于隧道下方时,分为5个区段,加固范围在8m~15.5m之间。研究成果可为类似工程注浆设计与施工提供参考。     

栖霞中桥地区岩溶塌陷时空分布规律及成因分析

岩溶塌陷是岩溶地区一种特有的地质灾害,在时间上具有突发性,空间上具有隐蔽性.栖霞中桥地区位于山东省胶东半岛中北部,区内分布岩溶地层,岩溶发育较为强烈,近年来随着周边人类工程活动强度增大,加之一些自然因素影响,先后发生多次岩溶塌陷,给区内人民群众生产和生活带来了较大影响.以栖霞中桥地区作为研究区,通过收集资料、实地勘查、地球物理勘探、钻探、抽水试验、水位监测等工作方法取得本区岩溶塌陷、地层、降水、水位等翔实资料,研究分析了本区岩溶塌陷的时空分布规律:时间上主要发生于枯水期与丰枯交替时期,空间上多发生于覆盖型岩溶区岩溶水径流通道的两翼且地下水水力坡度急剧变化地段,均为断裂构造上盘区,第四系厚度多小于25 m,为黏性土与砂土互层的多层结构,与基岩面接触的岩性为粉质黏土及碎石土.在此基础上,分析了该区地下水位、降水变化对岩溶塌陷的影响机理:塌陷发生期间,区内地下水水位呈持续下降、骤然上升或上下起伏变化,已形成的土洞负压与高压相互交替,对土洞顶板产生吸力与压力,剪应力快速降低,岩溶地层上覆土体无法承受自身重力条件下引发岩溶塌陷,是潜蚀、真空、气爆及重力作用相互作用的结果,以潜蚀、真空效应为主.为栖霞市各级政府及相关主管部门开展岩溶塌陷地质灾害防治、地区规划建设等提供地质科学依据,为胶东半岛岩溶塌陷后续相关分析研究工作提供翔实的理论基础.     

电磁波CT揭露重大工程岩溶发育特征--以某地铁岩溶勘察为例

灰岩地区岩溶发育程度严重影响重大工程建设,以钻探为主的城市岩溶勘察,很难充分查明地下岩溶发育特征及规模,而高密度电法、浅层地震反射等其余地球物理方法因场地条件限制和干扰因素较多,在城市岩溶探测中很难实施。鉴于此,本文采用井间电磁波CT层析技术对某地铁进行岩溶探测,应用联合迭代重建技术（simultaneous iterative reconstruction technique 简称SIRT）进行反演,获取电磁波CT吸收系数等值线图,并通过吸收系数判断岩溶发育状态。研究结果表明：电磁波CT层析技术可较好揭露地下岩溶发育规模和特征,探测结果与钻孔资料揭露岩溶信息高度吻合。该方法的成功引入为重大工程岩溶探测提供了新思路,其探测成果结合钻孔信息可作为重大工程建设可靠的地质参考依据,具有较好的科学意义和推广价值。     

圆形隧道环向存在隐伏充填溶腔时防突岩墙的上限稳定性分析

岩溶隧道施工中遭遇高压充填溶腔时,若防突岩墙的稳定性不足易造成突水突泥等地质灾害.因此基于极限分析原理提出了一种分析防突岩墙稳定性的研究思路.针对隧道环向遭遇隐伏充填溶腔的工况,利用广义切线法获得Hoek-Brown非线性破坏准则的转化强度参数,构建了岩墙二维计算模型.并结合上限原理与强度折减技术,将安全系数引入能耗分析过程,达到了表征防突岩墙稳定性的目的.最后,通过优化分析,探讨了岩墙安全系数随各参数的响应情况.研究结果表明:除围岩重度参数外,岩墙厚度、溶腔充填物压力、隧道支护压力、圆形隧道断面直径、单轴抗压强度、Hoek-Brown常数等,都对岩墙安全系数的变化影响显著.此外,将方法应用至"宜万铁路"、"忠垫高速"和"恩来高速"的岩溶隧道中,良好的结果验证了方法的可行性.     

隧道前方大型溶洞对隧道围岩稳定性影响

在尚家湾隧道施工期间,曾预报并揭露大型溶洞,溶洞的存在给隧道施工带来极大的安全隐患。以尚家湾隧道为背景,开展数值试验。通过对比隧道前方有、无溶洞条件下开挖工况,从位移、应力、塑性区3个方面分析了隧道前方大型溶洞对隧道围岩稳定性的影响。研究表明:对于本工程而言,溶洞对隧道底部和左侧拱腰的影响要大于对隧道顶部及右侧拱腰的影响;隧道前方存在大型溶洞条件下塑性区体积随开挖位置呈指数增长。隧道前方无溶洞条件下,塑性区体积随开挖位置呈线性增长,即溶洞的存在大大加速了隧道开挖塑性破坏区的增长。该研究对岩溶地区隧道安全施工具有一定的指导意义。     

岩溶区全断面开挖隧道围岩变形特性模拟

运用相似模型试验和数值分析手段对石灰岩地区公路隧道在全断面开挖过程中 ,隧道周边不同溶洞分布对隧道围岩变形特性的影响进行了系统的研究 ,模型实验结果与三维动态开挖过程的数值模拟结果较为吻合 .研究结果表明 :有溶洞的围岩在开挖前有较大的前期变形 ,溶洞引起的隧道围岩变形主要发生在分布有溶洞的断面开挖前和开挖瞬间 ;位于隧道顶部附近的溶洞对拱顶下沉位移的影响大于侧壁位移的影响 ;位于隧道侧面的溶洞主要引起隧道的整体侧向位移 ,使隧道处于偏压状态 ;隧道底部的溶洞对隧道的顶部和侧壁径向位移的影响较小     

地震CT在岩溶精细探测中的应用与探讨——以深圳地铁14号线为例

因场地条件限制和干扰因素较多,地震反射、电法等地球物理探测手段在城市岩溶探测中很难实施。利用地震波CT(computerized tomography)层析成像技术对深圳地铁14号线进行岩溶精细探测,将获取的井间地震波初至走时进行反演,并对数据处理与分析进行研究,最终获取地下介质内部波速结构,并以此判断岩溶发育状态。实验结果表明:地震CT层析成像技术能较好查明基岩面起伏形态,并能以小于1 m的分辨率精细探测地下岩溶发育规模,其探测结果与钻孔资料高度吻合。该方法的成功引入为城市轨道交通岩溶探测提供了可行性方案,其探测成果可作为重大工程建设可靠的地质参考依据,具有较好的科学意义和推广价值。     

大直径盾构隧道与下伏溶洞安全距离

岩溶发育地区的溶洞与在建盾构隧道之间的安全距离是一个重要的工程问题,如果溶洞与盾构隧道之间的距离过小则会导致隧道的失稳。本文基于武汉和平大道南延线隧道工程,在岩溶隧道失稳判断依据的基础上,设计选取围岩级别、侧压力系数、隧道的埋深和溶洞的大小四个影响因素来进行正交实验,同时采用了数值模拟与回归分析相结合的试验分析方法,探讨了影响安全厚度的因素,最终建立了下伏溶洞与隧道安全距离的预测模型。研究结果表明：在大直径盾构隧道下伏溶洞情况下,隧道的埋深、侧压力系数、溶洞的直径、围岩水平对于隧道安全距离的影响程度依次增加。安全距离与围岩级别呈负相关关系,与侧压力系数、隧道的埋深和溶洞的直径呈正相关关系。另外,通过对比验证试验区段典型断面的工程实例,证明了该安全预测模型在工程设计中具有参考价值。