某高速公路地基岩溶特性与处置方法研究

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1、某高速公路地基岩溶特性与处置方法研究第一章绪论1.1选题背景随着我国高速公路、高速铁路建设的进一步发展，尤其是在我国中西部岩溶发育非常严重的地区，路基与地基的稳定性及可靠性成为制约该地区交通基础建设的一个重要的因素，给相应工程建设带来极大不便，甚至造成巨大的经济损失或工程安全事故。加之我国岩溶地区分布又非常广泛，发育严重的地区主要集中在中西部的广西、四川、云南、贵州、湖南等；同时在东南部的广东、浙江、江西、江苏、山东等地区也存在不同规模的岩溶，如果将广西、贵州、云南、湖南、广东等地的岩溶连成一片，其覆盖的面积可达56万平方公里，几乎占到我国领土面积的二十分之一。进

2、入21世纪以来，我国经济高速发展，再加上国家对中西部地区政治、经济、文化的发展非常重视，不得不首先加大相应地区的基础建设。在基础建设期间，不可避免地面临岩溶及采空区地基处理问题。例如：娄（底）新（化）高速--《湖南省高速公路网规划》五纵七横中第三横娄底到怀化高速公路中的一段，线路所经地区的岩溶不良地质以及地裂、地面塌陷等灾害地质分布较广。这时，岩溶与采空区给高速公路路、桥基础的建设带来了极大的麻烦，使得岩溶与釆空区路、桥基础的处理及其质量监控往往成为高速公路建设成败的关键，迫切需要解决岩溶及采空区路、桥基础处理的关键技术，这也是目前国内外岩溶及采空区高速公路建设的

3、重大技术难题之一。长期以来，在岩溶地区的各项工程建设中，场地内的各种岩溶形态、岩溶地下水以及其他不良地质现象等都是影响地基稳定性、工程质量和正常使用的主要因素，也是使用过程中的主要工程隐患[3-4]。通常，岩溶地区的地质构造十分复杂，各种年代或成因的岩溶发育非常多，工程建设难度较大[5]。在经济迅速发展的带动下，世界各国对岩溶地区的开发日益增加，由此诱发的岩溶塌陷事故也日益增多，这些已经成为岩溶地区日益突出的环境地质灾害，并引起国际社会的广泛关注。在岩溶地公路工程建设中，覆盖型岩溶较隐蔽，难于发现，由于地下水的活动常形成地面塌陷和空洞，对公路工程危害较大[6.7]

4、。岩溶类型的划分有多种原则，为便于公路工程的勘察、设计与施工，最佳的发类是根据岩溶埋藏条件，将岩溶分为裸露型、浅覆盖型、深覆盖型、埋藏型几类，见表1-1所示。本文依托的实际工程娄新高速公路即从我省湘中的岩溶地区穿过。该路线上大量存在的溶洞给高速公路路基、桥梁基础的建设带来了众多困难。因此，如何避免路基沉降、塌陷等风险，对地基进行合理可靠的加固处理已经成为娄新高速公路建设中的关键技术之一，对保障工程建设的安全性、经济性以及合理性等方面都具有重要的研究意义。1.2国内外研究现状岩溶，在国际上的通用术语为Karst,通常翻译为嗜斯特嗜斯特本来是巴尔干半岛的西北部某一个灰

5、岩高原的名字，在那个地方岩溶发育非常广泛，从而在后来将该高原的名字命名这种特殊地质。早在十九世纪末，国外某学者将其解释为水对溶岩或者溶洞所进行的一种比较特殊的地质作用过程和作用结果，这一解释在国际上得到认可，并沿用到现在。我国最先对岩溶地貌的开展认识和研究的，可以追溯到战国时期的《山海经》，该书对岩溶地貌有相关的记载或描述。到了明朝末年，我国著名的学者徐霞客，出版了一本著名的书--《徐霞客游记》，该书中详细的描述了我国南方岩溶地貌的形成原因、分布以及类型特征等。当然，我们可以认为它是世界上最早比较系统介绍岩溶折中特定地貌的鼻祖到了1930年代，国外学者舍维亚夫发起

6、并召开了第一届全苏嗜斯特地貌研讨会会议，这就标志着对岩溶特定地貌研究的新的开始。到了1970年代，在德国汉诺威又举行了有关一次国际会议，探讨了岩溶塌陷及其成因。随后，美国肯塔基大学成立了以研究美国岩溶塌陷为主要研究内容的岩溶或者溶洞的科学研究中心。1984年到1989年这几年间，曾多次在佛罗里达州举行有关岩溶与岩溶塌陷的国际学术研讨会。这些大会主要讨论了如下主要问题：岩溶区水文地质与工程评价；岩溶区地下水研究；若溶塌陷处理及工程应用；岩溶区的地质勘探方法及特点；岩溶区实际工程研究；如何规划与控制岩溶。到了九十年代，比较著名的书《工程岩溶学》出版了。进入21世纪，有

7、近二十个国家或地区的学养代表参加了在北京召开的第一届国际岩溶地区可持续性发展国际会议。这次会议讨论的重点为：岩溶区生态环境保护、岩溶区的资源以及环境的持续发展状况、-治+溶塌陷与滑坡等地质灾害的危害性及评价。随着环境岩土工程、地质灾害研究以及地下岩溶勘探技术的迅速发展，岩溶问题研究一定会得到长足的发展。第二章路基岩溶特征和分布规律研究湖南省娄底至新化高速公路（简称娄新高速公路）项目是湖南省高速公路网规划中五纵七横骨架中第三横的一段，与纵向的二广高速相连接，形成十字形高速公路网骨架，并与207、320国道，209、217、312、225、210省道共同构成区域公路网

8、。起于上海