武昌倒口湖地区f地块岩溶特征、地面塌陷机理分析及治理措施

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1、第24卷第4期资源环境与工程2010年8月ResourcesEnvironment＆Engineering武昌倒口湖地区F地块岩溶特征、地面塌陷机理分析及治理措施樊永生，李爱军，汤江红(武汉地质工程勘察院，湖北武汉430051)摘要：通过大量勘探资料，总结出该地区溶洞多分布在灰岩面附近及以下一定深度范围内，其中灰岩面往下5m范围内溶洞最为发育，5m以下溶洞相对较少；一14m标高以上溶洞最多、最发育，为岩溶强发育带，一14m标高以下溶洞相对渐少，为岩溶弱发育带。在水平方向上，多数为独立成洞，贯通的可能性较小，溶洞以单层为主，多层较少。岩溶地面塌陷是因上覆松散砂土颗粒受地下水潜蚀影响，长期不断流

2、失，在砂土层中逐渐形成漏斗状疏松体，随着漏斗状疏松体的不断扩大，最后发生塌陷，属于“潜蚀～漏斗状疏松体型”塌陷。有针对性地采取高压水平帷幕、静压注浆以及渗透注浆的治理措施，可有效防止岩溶地面塌陷的再次发生。关键词：武昌倒口湖F地块；岩溶发育特征；地面塌陷机理；治理措施中图分类号：P642．25；P642．26文献标识码：A文章编号：1671—121l(2010)04—0394—047．80—13．20m；⑤细砂，厚5．80～11．30m；⑥砾砂，厚0引言0．90—4．30m；场地南端下伏基岩为上第三系(N)泥武昌倒口湖地区F地块地处武金堤西、防洪墙东江岩；北端下伏基岩为⑦三叠系大冶组(T。d

3、)可溶性碳泰路一江安路之间，目前正在进行商业住宅开发，规划酸盐岩(灰岩)。岩溶分区见图1。总用地面积约100hm，总建筑面积约150万m，居住人口将达3万一4万，一期工程基本建成，二期工程处于前期勘察阶段，该地块北端灰岩岩溶发育，对工程建设不利。依据勘察及岩溶治理情况，本文对该区岩溶发育特征、岩溶地面塌陷形成机理、防治措施等予以总结分析。1地质环境条件1．1地形地貌武昌倒口湖地区F地块位处长江南岸，地貌单元属长江一级阶地前缘漫滩，西北临长江，距离长江防洪墙约100nl，东南与武金堤毗邻。1．2地质构造该地块位于青菱寺压扭性断裂以西，关山扇形向斜核部附近，地层以三叠系灰岩为主，白垩一第三系泥图

4、1岩溶分区示意图Fig．1Mapofkarstpartition岩为辅。受构造挤压作用，下伏岩体裂隙较发育、破碎，岩溶现象发育。1．3地层岩性1．4水文地质特征本地块地层具典型长江一级阶地二元结构特征，该地区地下水主要为松散岩类孔隙水和碳酸盐岩表层为①人工填土，第四系全新统冲积成因(Q：)堆积岩溶裂隙水。松散岩类孔隙水赋存于上覆第四系全新物，自上而下依次为②粉质粘土，厚3．20～7．40m；统冲积砂类土层中，孔隙发育、透水性好、富水性强，为③粉质粘土夹粉土、粉砂，厚2．20～4．40m；④粉砂，厚强含水层，具承压性，水位标高19．1O～20．20m。收稿日期：2010—01—19；改回日期：

5、2010～03—01作者简介：樊永生(1973一)，男，工程师，工程地质与水文地质专业，从事岩土工程勘察工作。E—mail：fys368@126．COiTI396资源环境与工程2010生2．4岩溶发育基本规律发育，为岩溶强发育带，一I4m标高以下溶洞相对通过对勘察揭露的近千个勘探孔地层资料的统计较少，为岩溶弱发育带。在水平方向上，从溶洞分分析，溶洞在垂向上有一定的分带性，从溶洞与基岩面布标高和充填物特征判断，多数为独立成洞，贯通的相对位置分析，多分布在灰岩面附近及以下一定深的可能性较小；在揭露深度范围内，溶洞以单层为度范围内，其中灰岩面往下5m范围内溶洞表现为最主，多层较少，以溶蚀裂隙及覆盖

6、型溶洞为主，开口发育，5m以下溶洞相对较少，岩体也渐完整；从溶洞型溶洞较少，岩溶发育基本特征及分布规律统计见分布所在标高分析，一14m标高以上溶洞最多、最表1。表1溶洞发育特征及分布规律汇总表TableISummaryofdevelopmentcharacteristicsanddistributionofkarstcave蚀一漏斗状疏松体。3岩溶地面塌陷及治理(3)孔隙水、岩溶水和长江水联系密切，通过地下3．1岩溶地面塌陷形成条件水与地表水的补排过程，使渗流作用变得强烈，为上覆(1)表层土以下为疏松的砂土，直接覆盖于溶蚀疏松砂土渗透变形流失提供了动力，推动了岩溶地面现象发育的灰岩之上，在地

7、下水的潜蚀、渗透作用下，塌陷的产生。无粘结的松散砂土颗粒很容易随水进入溶洞中，导致通过静力触探测试对比，在场区砂土颗粒被潜蚀砂土层被扰动形成扰动土层，是区域内岩溶地面塌陷破坏孔段JP值下降26％一35％，说明该段砂粒在不断产生的基础。流失，强度降低，变得疏松；而在砂层底部分布有粘性(2)下覆碳酸盐岩岩溶发育，尤其是岩溶在基岩土层地段，砂土试验曲线P值比较正常，说明砂土颗面部分较发育，形成一些开口溶洞和溶蚀裂隙