京广铁路路基岩溶塌陷成因分析

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1、京广铁路K1241路基岩溶塌陷成因分析6丁新红郭建湖（铁道第四勘察设计院武汉430063）摘要武汉市江夏区乌龙泉附近京沪铁路K1240+800～K1241+500段，碳酸盐岩受淮阳“山”字型构造的影响，岩层破碎，发育垂直状宽张节理，岩溶发育。由于受铁路附近八口水井的强抽水的影响，产生了地表塌陷。本文针对地表岩溶塌陷，从地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件以及岩溶发育特征等综合分析，对产生地表塌陷的原因进行了分析评价，提出了整治工程措施。关键词铁路路基岩溶塌陷成因处理措施一、概述6武汉市江夏区乌龙泉京沪铁路K1241+070路基附近于2001

2、年5月30日凌晨地面发生岩溶塌陷，武汉市政府对此高度重视，市政府及武汉铁路分局分别成立现场指挥部，对塌陷区实行24小时监测。根据调查及有关资料记载该区曾发生多次塌陷：2001年5月30日凌晨4点发生的1#塌陷位于京沪铁路K1241+077左20m(以左线中心为基准，下同)；5月31日下午3时发生的2#塌陷位于K1241+040右19.9m。塌陷坑形态：1#塌陷坑先为圆形后发展成椭圆形，长轴5.5m，短轴5m，深3m；2#陷坑直径1.6m，深1.1m，两个塌陷坑均位于土沟中。二、工程地质条件(一)地形地貌塌陷点位于乌龙泉矿区东侧的京沪铁路两侧，属低

3、山丘陵谷地，岩溶剥蚀地貌，相对高差约80m。地势西高东低，北陡南缓，西北部由于多年开采白云岩矿而呈不同标高的平台，基岩裸露，其他地段山坡植被较好。东部低洼地带有常年性沼泽积水。发生塌陷地带，地势地洼，较平缓，地面标高在40m左右。京广铁路K1240+800～K1241+280段路基填高约1.5m，K1241+280往南由半填半挖逐渐进入路堑。(二)场地岩土结构特征塌陷区北西侧山头及东北侧山坡,均出露有二迭系下统（P1）和石炭系中统（C2）碳酸盐岩。场地地层自上而下依次为：1、第四系冲积及残坡积层上部为人工填土，下部为第四系更新统冲积及残坡层。总厚

4、7~10m。⑴人工填土及淤泥质粉质黏土人工填土成份以黏土夹碎石为主，褐黄色、灰褐色、褐红色等杂色，结构松散，强度不均，厚4～5.6m，铁路附近地表弃有道碴，厚0.4～2.4m，本层分布于塌陷区K1240+800～K1241+350段;淤泥质粉质黏土，灰黑色、流～软塑，厚7.66～9.7m，本层分布于塌陷区K1240+850～K1241+000段。⑵第四系更新统冲积及残坡积层上部为黏土，褐黄色、棕红色，硬塑，低洼地带褐灰色、灰黑色，可塑。含铁锰结核，点状分布，厚1.9～12.7m。下部为黏土夹碎砾石，棕黄色、褐黄色，可塑，碎砾石粒径大多为2～20m

5、m，含量一般为10%。局部碎砾石于土层底部富集，呈松散状，含量达50%，厚1～10.9m，松散状，饱和。本层总厚1.9～12.7m，局部达12.7m。分布于整个塌陷区。2、二迭系下统栖霞组（P1q）主要为深灰色石灰岩，局部夹薄层炭质页岩，隐晶质结构，中厚层状，节理裂隙发育，方解石脉局部呈网纹状密集出现。岩面标高多在32～35m之间，溶沟、溶槽地段岩面标高小于30m，该层在塌陷区厚25.6～71.72m。在勘探孔深范围内，岩芯均较破碎，节理裂隙发育，裂隙宽一般0.5～5cm，局部达7cm。岩溶及溶蚀现象较发育，呈串珠状溶窝、溶蚀裂隙及溶蚀凹面且多有

6、黏土充填痕迹，溶洞大小0.4～1.6m（钻孔垂直高度），洞内有少量黏土充填物，个别为空洞。钻孔钻进时漏水严重。3、石炭系中上统（C2+3）主要分为上下两层，上层为浅灰色灰岩，微细粒结构，层状构造，层理清晰，垂直节理，裂隙发育，缝宽1～5cm，多有铁质及泥质物充填，具溶蚀凹面、蜂窝状溶蚀小孔及串珠状小溶洞；下层为灰岩与白云岩互层，灰色，浅黄色，层状构造，岩芯较完整，底部为白云岩、角砾状白云岩，浅黄色、青灰色，细粒结构，厚层状，常见网纹状节理，溶蚀现象随深度加大而逐渐加剧，深部发育大型溶洞及溶洞群，底部受志留系或泥盆系地层阻隔。本工点K1240+80

7、0～K1241+500路基基底工程地质情况详见图一：66(三)地质构造塌陷区位于淮阳“山”字型构造前弧的两侧，属地质构造发育较强烈地区，主要构造为压性断层呈NW向，伴生有NNE向张扭性断裂，塌陷区褶皱近东西向，为背斜构造。塌陷区K1240+200～K1242+200段位于由志留系、泥盆系、石炭系、二迭系地层组成的背斜构造南翼，岩层呈走向近东西，倾向南，产状N75～80°W/SW60°，节理密度10条/米，陡倾角，裂隙宽一般为2～25mm，最大达7cm。区内发育二条北西向压性断裂，伴随NNE向的张性断层或张裂隙。受断裂影响，塌陷区内岩层切割破碎，发

8、育垂直状宽张节理。（四）岩溶发育特征山坡出露的P-C灰岩垂直向宽张节理裂隙发育，均见不同程度的岩溶发育，大部分发育蜂窝状溶蚀小孔及小沟槽