巖溶工程地質研究工程學院巖土工程與工程地質系2

概述碳酸鹽巖的溶蝕機理影響巖溶發育的因素巖溶區水庫滲漏問題巖溶地基穩定性問題提要3(1)掌握巖溶的概念、形態特征和研究意義；(2)要求掌握我國巖溶的分布特征;(3)理解碳酸鹽巖的溶蝕機理;(4)理解碳酸鹽巖的混合溶蝕效應；(5)掌握巖溶區水庫滲漏的條件及其防治措施；(6)掌握巖溶地基穩定性評價方法及其防治措施。

本章學習要求4本章重點：(1)碳酸鹽巖的溶蝕過程；(2)碳酸鹽巖的混合溶蝕效應；(3)巖溶區水庫滲漏的條件分析及其防治措施；(4)巖溶地基穩定性評價的方法及其防治措施。5第一節概述

一、定義

巖溶：水（包括地表水和地下水）對可溶性巖石進行的以化學溶蝕作用為主的改造和破壞地質作用以及由此產生的地貌及水文地質現象的總稱。

巖溶作用：以化學溶蝕為主，同時還包括機械破碎、沉積、坍塌、搬運等作用，是一個化學－物理相結合的綜合作用。

可溶性巖石包括碳酸鹽巖、硫酸鹽巖、鹵化物等。Karst6巫山

巖溶現象：1、形成獨特的地貌大的地貌形態及蝕變：峰叢（溶蝕洼地）；峰林（溶盆）；溶蝕平原地表形態正形態：石林、石筍、峰林、孤峰。負形態：溶溝、溶孔、溶槽、溶水洞、漏斗、洼地、溶盆、溶原。地下形態：溶洞、溶隙、暗河。2、形成獨特的水文地質現象：水文地質條件復雜化；透水性增大，流態動態及不均勻性增大等。8天生橋9101112131415161718懸棺19貴州省畢畢節縣的的織金洞洞，原名名打雞洞洞。位于于縣城東東北23公里處織織金洞是是一個多多格局、、多層次次、多類類型的高高位旱洞洞，洞內內巖溶生生長獨特特，景物物規模宏宏大，雄雄偉壯觀觀，千姿姿百態，，精妙絕絕倫。全全洞初勘勘長12.1公里，面面積達70平方米，，兩壁最最寬處173米，垂直直高度多多在50至60米，最高高處達150米。洞內內空間開開闊，地地形起伏伏迭宕，，巖溶堆堆積物達達40多種，囊囊括了世世界溶洞洞所有的的形態類類別。2021“天坑”是巖溶(又稱“喀斯特”)地區地下下河運行行形成大大面積塌塌陷造成成的，它它與常說說的“巖溶漏斗斗”不同，巖巖溶漏斗斗一般是是斜坡，，上寬下下窄，天天坑則是是四壁巖巖石峭立立，深度度百米至至數百米米以上，，猶如一一個巨大大無比的的“桶”。這個“桶”，口徑從從近百米米至數百百米不等等，容積積從10萬立方米米至1億立方米米以上。。天坑形形狀奇特特，地處處僻壤，，坑上坑坑下林木木蔥郁，，如果能能進入“桶”底，更覺覺神奇。。天坑在國國內外均均有發現現。我國國重慶開開隆縣、、奉節縣縣，四川川興文縣縣，廣西西樂業縣縣、巴馬馬縣等地地都先后后發現了了天坑，，當地人人分別稱稱其為“石圍”、“石院”、”巖灣”、“漩坑”、“龍缸”等，國外外說法也也不一樣樣，一般般稱為Greatdoline(大漏斗)。我國有有關專家家認為稱稱其為“天坑”最確切，，故取名名為“巖溶天坑坑”(Karsttiankeng)，簡稱“天坑”。232425二、我國國巖溶分分布特征征世界大陸陸75%為沉積巖巖，15%為碳酸鹽鹽巖，約約4000萬km2為可溶巖巖。我國國碳酸鹽鹽分布面面積334萬km2，約占國國土面積積的36%。川、渝渝、黔、、桂、湘湘、鄂等等是我國國主要的的巖溶區區。我國地跨跨熱帶、、亞熱帶帶和溫帶帶不同氣氣候區，，形成不不同氣候候區獨特特的巖溶溶類型及及特征。。272829我國南方方地區化化學作用用為主,地貌景觀觀以石芽芽、石柱柱峰叢、、峰林,大峽谷,溶洞等為為特色。。30云臺山地地處位于于河南省省修武縣縣我國北方方地區氣氣溫低，，溶蝕速速度要慢慢很多,水不是參參與作用用的主要要原因，，而是以以斷裂、、崩塌等等物理因因素為主主的破壞壞。31三、巖溶溶工程地地質研究究的意義義一方面,巖溶地區區形成優優美的自自然風景景.充分利用用巖溶洞洞穴作為為地下工工程等。。另一方面面,生態環境境脆弱，，水旱及及地質災災害頻繁繁發生。。在該地地區進行行工程建建設常常常會遇到到一些特特殊的工工程地質質問題。。主要有有：巖溶溶滲漏，，引發地地區塌陷陷，造成成坑道涌涌水、突突水、滑滑落。據廣西39個巖溶山山地縣統統計，在在已建的的260座大水庫庫中，有有明顯滲滲漏的（（設計效效益與實實際效益益相比低低于80％者）有有92座。1.水利水電工工程：滲漏、潰壩壩、誘發地地震2.道路工程路基、站場場、橋梁地地基穩定性性、地基塌塌陷我國東部巖巖溶區，鐵鐵路4010公里，巖溶溶塌陷376處，近十年年間中斷車車1860小時，顛覆覆列車3次。343.地下工程涌水、突水水、巖溶冒冒落4.工民建地基穩定性性、塌陷問問題自1977年至今，武武漢地區先先后發生6次巖溶地面面塌陷：1977年，漢陽中中南軋鋼常常堆料場塌塌陷；1988年，武昌陸陸家街塌陷陷和阮家巷巷塌陷；1999年，毛坦村村小學塌陷陷；2000年2月，武昌司司法學校塌塌陷；2000年4月，青菱鄉鄉烽火村塌塌陷1988年5月10日，武昌陸陸家街地面面塌陷，圓圓形塌坑，，直徑22M，深10余米米，十間民民房、大樹樹、電線桿桿等塌入坑坑中，引起起附近工廠廠、學校、、住宅墻體體、地坪變變形、開裂裂。2000年4月6日下午4時－8時，洪山區區青菱鄉烽烽火村地面面塌陷。陷坑18個，最大陷陷坑長63米、深6－7米；最小陷陷坑1－2長，深小于于2米。陷坑帶呈近近東西向分分布，散分分在東西300米、南北250米的范圍內內。有2棟民房完全全倒塌，有有16棟民房出現現不同程度度的開裂、、破損。該村196戶、990余名村民無無一人傷亡亡。37桂林至梧州州市高速公公路與桂林林市外環高高速路段相相接處，曾曾在施工期期發現大量量巖溶塌陷陷。這一罕見的的巖溶地面面塌陷群發發生在位于于臨桂縣會會仙鎮馬面面村以南約約2公里處正在在施工的路路基。已發發現的85個塌陷溶洞洞，分布在在2公里長新辟辟的路基上上，直徑最最小為1米，大至10多米，最淺淺的為1米，最深的的3米多。3839佛羅里達州州溫特帕克克的落水洞洞（a）開始沉下下去不久，，注意昂貴貴的賽車掉掉入坑內。。（b）從空中看看，這個坑坑幾乎完全全對稱。（c）堵塞后的的景觀，落落水洞地區區現在成了了一個城市市公園。40第二節碳碳酸鹽鹽巖的溶蝕蝕機理參與巖溶過過程的營力力及巖溶過過程很復雜雜。主要營營力是水,水的侵蝕、、溶蝕作用用是經常性性、緩慢的的長期作用用過程。主要作用有有溶蝕、侵侵蝕、重力力坍塌、堆堆積、沉陷等。如如：地表水—侵蝕、剝蝕蝕、堆積；；地下水—溶蝕、機械械潛蝕、堆堆積、沉陷陷；重力、氣壓壓—坍塌、沖爆爆、吸蝕。。一、溶蝕過過程碳酸鹽為難難溶鹽，溶溶解度很低低，如250C時，溶解度度為14.2mg/L，由于水的的化學成分分復雜，且且隨環境條條件而復化化，使得碳碳酸鹽巖石石處于長期期、多變、、多種溶蝕蝕效應。溶溶蝕反應由由表及里，，地下溶蝕蝕優先的復復雜體之中中。涉及三相體體系：固、、水、氣。。主要九個離離子平衡體體系：CO2，H2CO3，HCO3－，CO32－，Ca2+，CaHCO3+，CaCO3，H+，OH－溶蝕過程如如下（以CaCO3的溶解和沉沉積為例））①②由①及②上述反應也也可表示為為離子平衡衡式：化簡為：43上述表明：：CaCO3在水中溶解解的實質是是CO32-與H+結合生成HCO3-，因此H+的濃度是溶溶解的關鍵鍵。天然水水中，H+濃度很低，，故CaCO3在天然純水水中溶解很很少，形成成巖溶主要要是因為水水中含有過過量的CO2，與水結合合電離H+，促使CaCO3溶解。任何何能在水中中產生H+的物質均可可能使CaCO3溶解。水中CO2主要取決于于外界環境境的補給。。如大氣、、土壤的生生物作用等等。大氣、生物物、巖石、、水構成一一個巖溶動動態系統，，巖溶是一一個復雜的的物理化化學動態過過程。不平衡,CaCO3溶解或CO2逸出平平衡，，或析出CaCO3（沉淀）不不平衡,CaCO3溶解往復進行充CO2二、混合溶溶蝕效應不同成分或或不同溫度度的水混合合后，其溶溶蝕能力有有所增強的的效應。1.兩種不同飽飽和溶液的的混合溶蝕蝕效應指兩種或兩兩種以上不不同飽和度度水溶液，，在碳酸鹽鹽巖體內相相遇，混合合后的溶液液較原來的的溶液溶解解性增強。。水的的溶溶蝕蝕能能力力取取決決于于水水中中侵侵蝕蝕CO2的的的存存在在情情況況，，右右圖圖中中曲曲線線表表示示平平衡衡CO2與溶溶解解CaCO3的關關系系。。兩溶溶液液的的溶溶解解度度相相差差越越大大，，相相混混合合后后，，侵侵蝕蝕性性越越大大。。實實際際上上，，自自然然界界中中溶溶液液大大都都比比較較接接近近，，相相混混合合一一般般能能再再溶溶解解1%-2%的CaCO3。462.不同同溫溫度度溶溶液液的的混混合合溶溶蝕蝕相相效效應應如果果有有兩兩種種溫溫度度不不同同而而飽飽和和度度相相同同的的水水相相混混合合，，或或一一種種水水溶溶液液由由高高溫溫變變為為低低溫溫，，都都可可以以加加大大CO2的溶溶解解度度，，從從而而加加強強溶溶液液的的溶溶蝕蝕能能力力。。這這是是因因為為溫溫度度由由高高降降低低時時水水對對CO2吸收收系系數數增增大大，，以以及及用用于于飽飽和和CaCO3所需需的的平平衡衡CO2減少少，，多多余余的的CO2轉化化為為游游離離CO2。實實際際上上，，溫溫度度降降低低同同時時又又限限制制了了溶溶液液中中分分子子的的游游動動和和擴擴散散，，減減緩緩了了溶溶解解反反應應的的速速度度。。在地地質質條條件件特特殊殊的的部部位位，，因因上上述述原原因因，，常常使使巖巖溶溶作作用用較較之之其其他他地地方方強強烈烈。。如如，，地地下下水水面面附附近近；；斷斷層層交交錯錯等等地地下下水水下下滲滲流流匯匯合合點點；；河河谷谷岸岸坡坡附附近近；；溫溫泉泉出出露露點點附附近近等等。。47三、、其其他他離離子子的的作作用用天然然地地下下水水中中成成分分較較復復雜雜，，大大致致有有兩兩類類離離子子：：一一類類是是與與碳碳酸酸鹽鹽巖巖溶溶解解產產生生的的相相同同離離子子，，如如Ca2+、Mg2+、CO32-等；；另另一一類類是是不不同同的的離離子子，，如如Na1-、Cl1-、SO42-等。。這這些些離離子子對對溶溶液液的的溶溶解解性性都都有有一一定定影影響響，，即即產產生生離離子子效效應應，，如如下下：：1.酸效效應應任何何酸酸解解離離出出H+后，，溶溶液液中中H+濃度度增增加加，，H+和CO32-結合合生生成成HCO31-，從從而而加加速速CaCO3的溶溶解解。。如如右右反反應應式式：：地質質上上含含硫硫酸酸的的巖巖層層滲滲出出的的地地下下水水有有較較大大溶溶蝕蝕性性。。2.同離離子子效效應應3.離子子強強度度效效應應加入Ca2+或CO32-等同等等離子子后，，減緩緩水對對碳酸酸鹽的的溶蝕蝕能力力。水中增增加與與CaCO3不相一一致的的強電電解離離子時時，它它們會會以較較強的的吸引引力吸吸引Ca2+及CO32-離子，，從而而降低低Ca2+與CO32-的引力力，從從而增增大水水對CaCO3的溶解解性。。第三節節影影響響巖溶溶發育育的因因素凡是影影響上上述三三個條條件的的因素素均是是影響響巖溶溶發育育的因因素。。具有可溶性巖石具有溶蝕能力的水具有良好的水循環交替條件巖溶發育的條件50一、碳碳酸鹽鹽巖巖巖性的的影響響碳酸鹽鹽巖能能否被被溶解解或溶溶解程程度如如何，，主要要取決決于巖巖石的的性質質，如如物質質成分分、化化學成成分、、礦物物成分分及結結構。。碳酸鹽鹽巖是是指碳碳酸鹽鹽礦物物含量量超過過50%的一類類沉積積巖。。主要要化學學成分分是CaCO3、MgCO3、SiO2等。常見的的有：：灰巖巖、白白云巖巖、白白云質質灰巖巖、硅硅質灰灰巖、、泥質質灰巖巖等。。不同巖巖石，，其溶溶解性性是不不同的的，可可用兩兩個指指標表表示：：準試樣樣：方方解石石，要要求試試樣尺尺寸相相同，，粉碎碎的粒粒度大大小一一樣，，溶蝕蝕在高高濃度度CO2的蒸餾餾水中中。KV及KCV越大，，說明明巖石石的溶溶蝕強強度和和溶蝕蝕速度度也越越大。。研究表表明：：★方解石石含量量越高高CaO/MgO比值越越大，，KV及KCV越大；；反之之白云云石含含量越越小。。★酸不溶溶物含含量越越高，，KV及KCV越小。。礦物結結晶越越小，，KV越大。。一般般而言言，泥泥晶>粒屑>亮晶。。二、氣氣候的的影響響1.降水的的影響響：（1）水直直接參參與巖巖溶作作用，，充足足的降降水是是保證證巖溶溶作用用強烈烈進行行的必必要條條件。。（2）水是是溶蝕蝕作用用的介介質和和載體體，充充足的的降水水保證證了水水體的的良好好的循循環交交替條條件，，促進進巖溶溶作用用的強強烈進進行。。552.溫度的影響響：（1）溫度升高高，水中的CO2的溶解度減減小，不利利于巖溶作作用。一般般，水溫升升高200-300C，溶于水中中的CO2減少一半。。（2）溫度升高高，生物新新陳代謝加加快，釋放放更多的CO2帶入水中，同時溫度度升高，化化學反映速速度大大加加快，有利利于巖溶作作用。一般般溫度升高高100C，化學反應應速度加快快一倍。總體上：溫溫度的升高高有利于巖巖溶作用的的進行。溫熱潮濕的的熱帶、亞亞熱帶地區區：巖溶作作用較強烈烈高寒干旱的的地區：巖巖溶不發育育不同氣候條條件下，巖巖溶速度、、形態、類類型都明顯顯不同我國氣候分類副熱帶亞熱帶溫帶三大特征地區青藏高寒地區西北干旱地區南部溫熱地區57如溶蝕速度度：廣廣西：；湖北：0.06mm/a；河北：。巖溶形態差差別：廣西副熱帶帶—溶蝕為主，，地表地下下巖溶充分分強烈，形形態諸全；；湖北、湖南南、四川等等地—巖溶發育，，以溶丘、、溶洞、漏漏斗為特征征。河北、山東東、山西等等地—不太發育，，侵蝕為主主，幾乎不不發育封閉閉溶蝕地形形，以地下下隱伏巖溶溶為主。三、地形地地貌的影響響地形地貌條條件通過影影響水的入入滲，循環環交替條件件，進而影影響巖溶發發育的規模模、速度、、類型及空空間分布。。例如：區域地貌格格局，宏觀觀上控制了了某地區的的地表水文文網及地下下水排泄基基準面的性性狀，從而而控制了地地表地下水水的運動趨趨勢，進而而控制了巖巖溶發育的的總體形式式。地形平緩地地貌較之地地形較陡地地貌，地表表徑流緩慢慢，入滲量量較大，有有利于巖溶溶發育。不同地貌條條件，因其其垂直入滲滲帶埋深和和水平徑流流程度的不不同，垂直直巖溶形態態及水平巖巖溶形態的的明顯差別別。地形高差大大大影響地地下水補、、排條件，，影響巖溶溶發育的深深度。四、地質構構造的影響響1.斷裂的影響響成巖、構造造、風化、、卸荷等作作用形成的的各種破裂裂面，為地地下水入滲滲和流動提提供了通道道，同時為為地下水有有效向深部部滲入并形形成深部巖巖溶提供了了條件。由于斷裂構構造的存在在，在一定定程度上控控制了巖溶溶的發育。。例如，沿沿斷裂面巖巖溶發育強強烈。各組破裂面面相互交織織、延伸進進而控制了了巖溶發育育的形態、、規模、速速度和空間間分布，使使得巖溶發發育宏觀不不均一性。。各種破裂面面相互交織織，使地下下水混合溶溶蝕效應明明顯，促進進巖溶發育育。602.褶皺的影響響褶皺的類型型和部位不不同，裂隙隙發育程度度不同，巖巖溶強度不不同。如核核部比翼部部發育，背背斜比向斜斜發育。褶皺的形態態、性質、、尺寸和方方向控制了了可溶巖的的空間分布布從而控制制了巖溶發發育的特征征。613.巖層組合特特征的影響響可溶碳酸巖巖與非可溶溶巖可能在在不同地段段形成十分分復雜的各各種組合形形式，因而而巖石溶蝕蝕性存在顯顯著差異，，從而形成成復雜的巖巖溶現象。。如下4中類型的組組合形式，，巖溶發育育明顯不同同。（1）厚而純的的碳酸鹽巖巖最有利于巖巖溶發育，，按地下水水動力特征征剖面上分分為四個帶帶：Ⅰ.包氣帶：多多發育垂直直巖溶形態態，溶蝕通通道間連通通性差。Ⅱ.地下水季節節變動帶：：垂直和水水平兩個方方向巖溶均均發育。Ⅲ.飽水帶：有有利于形成成規模大、、連續性好好的水平巖巖溶Ⅳ.深循環帶：：由于水循循環交替遲遲緩，巖溶溶發育很弱弱。ⅠⅡⅢⅣ（2）碳酸鹽巖巖夾非可溶溶性巖層由于非可溶溶巖的存在在影響地下下水運動，，巖溶發育育沒有充分分，不一定定具備上述述四個分帶帶特點。但但也常有巖巖溶現象發發育，其程程度因不可可溶巖夾層層的厚度和和夾層多少少而不同。。（3）非可溶性性巖層與碳碳酸鹽巖互互層在同一時期期，巖溶呈呈多層發育育一般巖溶作作用較弱，，往往因非非可溶巖隔隔水作用，，形成局部部地下水系系統，從而而可能形成成多層巖溶溶現象。。（4）非可溶性性巖層夾碳碳酸鹽巖巖溶發育極極弱非可溶巖隔隔水作用，，地下水循循環交替條條件很差，，巖溶發育育極弱。64五、新構造造運動的影影響地殼的上升升、下降、、相對穩定定運動的性性質、幅度度、速度和和波及范圍圍，控制著著水循環交交替條件及及其變化趨趨勢，從而而強烈的控控制著巖溶溶發育的類類型、規模模、速度、、空間分布布及巖溶作作用的變化化趨勢。地殼較快上上升期：侵蝕基準面面相對下降降，地下水水位適應排排泄基準面面而逐漸下下降，側向向巖溶不發發育，規模模小而少見見，分帶現現象不明顯顯，以垂直直形態的巖巖溶為主。。地殼相對平平穩期：侵蝕基準面面和地下水水面相對穩穩定，溶蝕蝕作用充分分進行，分分帶現象明明顯，側向向巖溶規模模大，可形形成較大規規模的水平平巖溶和暗暗河，巖溶溶地貌較明明顯典型。。地殼下降期期：常形成覆蓋蓋型巖溶，，地下水循循環條件變變差，巖溶溶作用受到到抑制或停停止。6667碳酸鹽巖的的溶蝕機理理是什么？？影響巖溶發發育的因素素有哪些？？思考題68第四節巖巖溶溶區水庫滲滲漏問題在巖溶地區區修建儲水水輸水等建建筑物如水水庫，水體體可能沿其其巖溶通道道向周遍產產生滲漏，，有時會嚴嚴重影響工工程的正正常使用。。巖溶滲漏漏問題是水水利水電等等工程中的的主要工程程地質問題題之一。這這里以水庫庫滲漏為例例介紹滲漏漏的一些基基本問題。。6970一、滲漏的的形式1.按滲漏通道道分類裂隙分散滲滲漏管管道集中滲滲漏3.按滲漏部位位分類繞壩滲漏：：壩區臨谷滲漏：：庫區2.按庫水漏失失的特點分分類暫時性滲漏漏：飽和包包氣帶的洞洞、隙消耗耗的水量一一旦飽和，，滲漏停止止。永久性滲漏漏：庫水不不斷地通過過巖溶通道道向下伏河河谷、鄰谷谷、低地等等處流失。。二、巖溶滲滲漏條件分分析1.查明巖溶發發育、分布布規律重點查明溶溶洞、暗河河的展布位位置、規模模等，進行行巖溶泉水水流量、高高程調查，，確定通道道的位置及及可能影響響程度。地面調查,地球物理勘勘探,連通試驗(熒光示蹤劑劑,放射性同位位素,鹽等),鉆探等。74752.分析地質條條件（1）巖層組合合：當夾有非可可溶巖地層層時，可借借助該層防防止滲透（2）地質構造造：★褶皺皺a.縱谷：與河河流所處褶褶皺的部位位有關b.橫谷：修水水庫不利，，但充分利利用隔水層層，可能防防止壩區滲滲漏。c.斜交谷：具具體分析76縱向谷，，向斜，，隔水層層起到封封閉作用用，庫水水不會向向鄰巖滲滲漏橫向谷，，巖層褶褶皺，不不利于庫庫區防滲滲，對于于壩址充充分利用用隔水層層可有效效隔滲。。縱向谷，，背斜，，地層產產狀較緩緩，庫水水沿巖溶溶通道向向鄰巖滲滲漏。縱向谷，，背斜，，地層產產狀較陡陡，庫水水不會由由巖溶通通道向鄰鄰巖滲漏漏。灰巖灰巖隔水層隔水層灰巖隔水層隔水層巖溶灰巖斷層錯動動，破壞壞了良好好的隔水水邊界，，形成間鄰鄰谷滲漏漏通道。。河間地塊塊存在諸諸如侵入入巖體某某相對隔隔水層，，起到較較好的隔隔水作用用。斷層錯動動，非巖巖溶地層層搭接形成良好好隔水邊邊界。巖溶層巖溶層非巖溶化地層★斷層：既可有利利于滲漏漏，又可可不利于于滲漏★巖體侵入入：相對隔水水層的分分布位置置可將河谷谷分為補補給型、、排泄型型、懸托托型三種種類型。。3.查明河谷區水水文地質質條件庫水位與與兩岸地地下水位位相對高高程關系系，直接接關乎庫庫水能否否向鄰谷谷滲漏，，兩者關關系可概概括為如如下圖各各種情況況:1—建庫前地地下水位位2—建庫后地地下水位位圖a、b、c、d、e為補給型河谷谷。建庫前地地下水補給河河水。a、b、d三種情況下，，建庫后地下下水位仍高于于庫水位，不不產生滲漏；；c、e建庫后，庫水水位高于地下下水位，產生生滲漏。圖g、f屬于排泄型，，建庫前河水水補給地下水水，建庫后肯肯定滲漏。圖h是懸托型，天天然地下水位位位于谷底以以下，建庫后后肯定滲漏。。三、巖溶滲漏漏的防治措施施歸納起來有兩兩方面措施：：一是降低巖巖體透水性；；二是封堵滲滲漏通道。常常用灌、鋪、、堵、截等措措施。1、灌漿：通過鉆孔向巖巖體灌注水泥泥、瀝青、粘粘土等漿液，，充填裂隙、、洞穴，降低低巖體的透水水性，形成防防滲墻，達到到防滲目的。。2、鋪蓋：在地表水（如如庫水）入滲滲地層（如壩壩上伏）鋪設設一定高度的的粘土等隔水水層，阻止水水體向地下入入滲。3、堵截：用塊石、混凝凝土等材料對對規模較大的的滲漏通道進進行填塞封堵堵，截斷水流流。由于巖溶洞體體循環于水位位變動與無水水飽氣等復雜雜狀態，有時時封堵不當，，在洪水期水水位突然上升升情況下，形形成較高的水水氣壓力，或或下水位下降降形成負壓，，即可能對堵堵體及洞體產產生破壞作用用，形成塌陷陷等，從而加加劇滲漏作用用。對此，常常常還可以采采取疏導措施施。8182838485第五節巖巖溶地基穩定定性問題一、變形破壞壞的主要形式式1.地表塌陷：地基受力層范范圍內，存在在較大的空洞洞（如溶洞））。在自然條條件下或建筑筑荷載作用下下，產生洞體體坍塌，引發發地面塌陷而而導致建筑物物破壞。2.地基承載力不不足：或不均勻塌陷陷：覆蓋巖溶溶區，因覆蓋蓋層強度較低低，不能滿足足建筑荷載載要求而出現現破壞。或沉沉降不均勻導導致建筑破壞壞。3.地基滑動：較大的溶溝、、溶洞等形成成臨空面，向向臨空面產生生的滑動現現象。在巖溶地基上上進行建設時時，由于荷載載等原因，產產生地基塌陷陷破壞，或失失穩，這便是是巖溶地質穩穩定性問題。。87二、、地地基基塌塌陷陷的的成成因因形成成塌塌陷陷的的原原因因很很多多。。如如潛潛蝕蝕、、真真空空吸吸蝕蝕、、振振動動、、土土體體軟軟化化、、建建筑筑荷荷載載。。目目前前認認識識尚尚不不一一致致。。因因當當地地條條件件不不同同，，產產生生塌塌陷陷的的原原因因而而不不同同，，也也可可能能是是以以一一種種原原因因為為主主導導，，多多種種因因素素綜綜合合作作用用的的結結果果。。891、潛潛蝕蝕作作用用潛蝕蝕論論是是1898年俄俄國國學學者者巴巴浦浦洛洛夫夫提提出出的的，，在在國國內內外外地地質質界界長長期期被被接接受受并并加加以以應應用用。。在覆覆蓋蓋型型巖巖溶溶區區，，下下伏伏存存在在溶溶蝕蝕空空洞洞，，地地下下水水經經覆覆蓋蓋層層向向空空洞洞滲滲流流(或地地下下水水位位下下降降時時，，水水力力梯梯度度增增大大)。在在一一定定的的水水壓壓力力作作用用下下，，地地下下水水對對土土體體或或空空隙隙中中的的充充填填物物進進行行沖沖蝕蝕、、掏掏空空。。從從而而在在洞洞體體頂頂板板處處的的土土體體開開始始形形成成土土洞洞,隨著著土土洞洞的的不不斷斷擴擴大大，，最最終終引引發發動動洞洞頂頂塌塌落落。。當當土土層層較較厚厚或或有有一一定定深深度度時時，，可可以以形形成成塌塌落落拱拱而而維維持持上上伏伏土土層層的的整整體體穩穩定定。。當當土土堆堆較較薄薄時時，，土土洞洞不不能能形形成成平平衡衡。。90據太太沙沙基基（（1933年））公公式式：：式中中：：—臨界界水水力力梯梯度度—土顆顆粒粒密密度度n—土體體的的孔孔隙隙度度據達達西西公公式式和和動動能能公公式式，，地地下下水水側側向向流流時時的的動動能能：：式中中：：FH—地下水水動能能M—水的質質量K—滲透系系數I—水力梯梯度n—巖土體體的孔孔隙度度u—滲流速速度922真空吸吸蝕效效應真空吸吸蝕論論是我我國徐徐衛國國等于于1979年提出出的，，國內內也普普遍接接受這這一論論點。。巖溶網網絡的的封閉閉空腔腔（溶溶洞或或土洞洞）中中，當當地下下水位位大幅幅度下下降到到空腔腔蓋層層底面面下時時，地地下水水由承承壓轉轉為無無壓,空腔上上部便便形成成低氣氣壓狀狀態的的真空空，產產生抽抽吸力力,吸蝕頂頂板的的土顆顆粒.同時內內外壓壓作用用，覆覆蓋層層表面面出現現一種種“沖壓”作用，，從而而加速速土體體破壞壞。93真空吸吸蝕產產生下下列三三種作作用：：吸盤吸吸蝕作作用空腔吸吸蝕作作用漩吸漏漏斗吸吸蝕作作用943壓強差差效應應壓強差差是指指巖溶溶空腔腔與松松散介介質（（或土土洞））接觸觸面上上下側側水、、氣流流體，，因巖巖溶管管道水水位變變化而而產生生相應應的壓壓強差差值.4自重效效應雨水入入滲后后，蓋蓋層飽飽和容容重比比干容容重一一般增增加30%-40%。使土土拱承承受更更大的的重量量，導導致塌塌陷。。5浮力效效應巖土體體位于于地下下水位位之中中，當當地下下水位位下降降時，，除產產生壓壓強差差效應應外，，土體體的浮浮托力力也隨隨之減減小，，產生生塌陷陷。6土體強強度效效應土體吸吸水飽飽和后后，土土體抗抗剪強強度降降低，，土拱拱抗塌塌力減減小，，產生生塌陷陷。7其他效效應振動效效應荷載效效應酸液效效應96陸家街街降水水潛蝕蝕-重力致致塌形形成過過程模模式略略圖h1孔隙水水位h2巖溶水水位h3混合水水位產生塌塌陷主主要與與以下下條件件有關關：1、覆蓋層層厚度度：覆蓋層層薄，，易于于塌陷陷且形形成時時間短短;覆蓋層層厚,不易塌塌陷或或形成成時間間相對對較長長。90%塌陷出出現在在覆蓋蓋層厚厚度<10m，厚度度>30m者很少少產生生塌陷陷。2、水的作作用：：常常因因為地地下水水位下下降或或降雨雨期間間產生生，常常出現現于降降落漏漏斗中中心，，土體體含水水量達達60%以上的狀態。。3、土質條件：砂性土比粘性性土易于塌陷陷，結構愈散散軟愈易塌陷陷且速度愈快快。4、覆蓋層下伏伏有較大的溶蝕空洞是形成塌陷的的有利條件。。98三、塌陷地基基穩定性評價價場地可否產生生塌陷，在查查明巖溶發育育分布特征、、覆蓋層厚度度及荷載作用用等條件后，，進行穩定性性評價。物探一般可根據如如下情況作出出定性評價