武汉地区碳酸盐岩“六带五型”划分与岩溶地质灾害防治

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1、水利学报2014年2月SHUILIXUEBAO第45卷第2期文章编号：0559-9350（2014）02-0171-09武汉地区碳酸盐岩“六带五型”划分与岩溶地质灾害防治罗小杰（长江勘测规划设计研究有限公司，湖北武汉430030）摘要：为研究武汉地区岩溶地质灾害成因及其防治措施，结合碳酸盐岩的平面与剖面分布规律，提出了武汉地区碳酸盐岩“六带五型”的概念。在平面上，武汉地区存在6个走向NWW-SEE的碳酸盐岩条带；在剖面上，根据碳酸盐岩上覆盖层的工程地质性能差异，划分出5种不同的地质结构类型。以碳酸盐岩“六带五型”为基础，碳酸盐岩展布区可划分为高、

2、中、低3个危险性区。各危险区内，岩溶地质灾害防治原则不同。高危险区是岩溶地质灾害防治的重点，防治的基本原则是阻止上覆粉细砂的流失；中等危险区的防治原则是保护中部老黏土层或红层的完整性；低危险区应注意远城区老黏土中土/岩界面处土洞存在的可能性。各危险区应以地质结构为基础，在防治原则的指导下，制定相应的防治措施。关键词：岩溶；碳酸盐岩条带；地质结构；岩溶地质灾害；危险性区划中图分类号：P642.25文献标识码：Adoi：10.13243/j.cnki.slxb.2014.02.0061研究背景武汉市位于江汉平原东部，有着3500余年的建城史，是中国建

3、城史最为悠久的特大城市之一。2武汉地区碳酸盐岩分布面积1100余km，约占该市面积的13%。在城市建设过程中，岩溶问题是一个经常遇到且不可回避的问题。20世纪以来，武昌阮家巷（丁公庙）、陆家街中学、司法学校、洪山区毛担港小学、烽火村（乔木湾）、光霞村、汉阳轧钢厂以及江夏区马鞍山井田等，曾经发生至少15［1-6］次岩溶地面塌陷灾害，这还未包括在钻探和工程施工等活动中因及时处理而未产生较大次生灾害［7］的地面塌陷。岩溶地质灾害不仅给工程建设带来重大的影响，而且会造成巨大的经济损失。武汉地区岩溶地质灾害防治早已引起人们的关注，20世纪80年代以来，许多

4、专家、学者及工程技术人员对武汉地区［3-4，8-11］的岩溶发育规律、成因机制以及灾害防治等进行了研究与探讨。纵观武汉地区目前岩溶研究的成果，目前尚缺乏对碳酸盐岩平面与剖面分布规律的全面认识与总结。在碳酸盐岩条带的划分方面，一般划分出了北、中、南部3个条带。其实，武汉地区在这3个条带以南还存在3个条带（详见下文），并且，最南部的汉南条带（L6）于2008年2月曾发生过大规模的岩溶［6-7］地面塌陷，影响到了长江干堤的安全，导致投资上亿元人民币的房建工程不得不另选他址。关于岩溶类型的划分，只是从石灰岩上覆地层的时代来划分埋藏型和覆盖型岩溶，而没有从

5、岩溶地质灾害发生的角度研究其地质结构；在岩溶地层方面，几乎都集中在石炭系黄龙组（Ch）、二叠系栖霞组（Pq）21和三叠系大冶组（Td），而忽略了岩溶非常发育的三叠系观音山组（Tg）。11为了研究岩溶地质灾害成因及防治措施，笔者根据岩石的可溶性和隔水性能，对武汉地区前侏罗纪地层进行岩组划分；结合碳酸盐岩的平面与剖面分布规律，总结提出碳酸盐岩“六带五型”的概收稿日期：2013-05-02；网络出版日期：2014-02-13网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1882.TV.20140213.1550.0

6、16.html基金项目：武汉地铁集团地铁工程岩溶专题研究项目作者简介：罗小杰（1965-），男，湖北武汉人，硕士，教授级高级工程师，主要从事工程地质与岩土工程地质勘察技术研究。E-mail：lxj420106@sina.com—171—念。以此为基础，对武汉地区的岩溶地质灾害危险性进行分区，并分别提出各危险区岩溶地质灾害的防治原则与措施。2岩组划分以NW-SE走向、通过新洲阳逻附近的襄樊-广济断裂（F）为界（图1），武汉市跨北侧的秦岭褶皱［12］系和南侧的扬子准地台是两个一级大地构造单元。秦岭褶皱区主要发育有太古宙（Ar）和元古宙（Pt）古老变质

7、岩系，缺失碳酸盐岩地层。扬子准地台区则在中志留世（S）至中三叠世（T）时期处于滨22海、浅海及开阔海台地沉积环境，经过晚古生代和中生代早期的两次海进-海退旋回，形成了中石炭统黄龙组-下二叠统栖霞组（Ch+Pq）和下三叠统大冶组与观音山组（Td+g）两套碳酸盐岩地层，为武211汉地区岩溶的发育提供了物质基础。1.白垩系-古近系东湖群陆相红色碎屑岩；2.侏罗系与白垩系陆相碎屑岩；3.中三叠统陆水河组与蒲圻组碎屑岩；4.下三叠统大冶组及观音山组灰岩；5.下二叠统孤峰组及上二叠统炭山湾组与保安组硅质岩夹砂页岩及煤系；6.石炭系黄龙组灰岩；7.中志留统坟头

8、组、中泥盆统及下石炭统碎屑岩；8.元古界变质岩系；9.太古界变质岩系；10.东湖群分布区；11.侏罗系与白垩系分布区；12.三叠系碳酸盐