综合地质勘察方法在岩溶区隧道工程中应用

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1、综合地质勘察方法在岩溶区隧道工程中应用　　摘要：本文以黔江-张家界-常德铁路某隧道工程的勘察工作为例，针对岩溶区工程地质特点，采用了包括地面地质调查、物探、钻探等手段的综合地质勘察方法，查明了隧道工区岩溶发育及分布规律，为工程设计提供了较为祥实可靠的勘察资料。关键词：综合地质勘察岩溶岩溶分布规律中图分类号：U212文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）07（b）-0068-02岩溶是由于地表水及地下水活动所引起可溶岩石的溶蚀作用，以及由这种作用所形成的各种地表和地下溶蚀现象的总称。我

2、国岩溶分布广泛，当铁路以隧道形式通过岩溶区时，可能遇到各种危害：如溶洞填充物坍塌，突然涌水、涌泥，下伏溶洞使隧道衬砌发生不均匀沉降，造成衬砌开裂或失稳等。因此，查明岩溶洞穴和岩溶水的分布规律和岩溶发育程度，为铁路选线、设计提供可靠的地质依据。1工程概况6黔江-张家界-常德铁路卧云界隧道位于湖南省桑植县山区。该隧道为双线隧道，贯通线里程为DK147+280～DK152+340，隧道总长5060m，隧道为“人”字坡，坡度为3.5～17.8‰，进口高程408.93m，出口高程351.61m，最大埋深449

3、.5m。2工程地质及水文地质概况2.1地层岩性及水文地质特征本工程主要涉及地层有第四系冲积、坡积粉质黏土，三叠系中统灰岩夹白云岩，下统灰岩，二叠系上统灰岩夹炭质页岩，下统灰岩、灰岩夹炭质页岩，泥盆系上统砂岩夹页岩，中统砂岩和志留系上统页岩夹粉砂岩。灰岩：浅灰-青灰色为主，局部为灰白色，弱风化为主，隐晶质构造，中厚层-厚层状构造，成份以方解石为主，节理裂隙发育，其裂隙面局部可见锈黄色水渍锈斑。弱风化层，溶蚀现象发育，局部可见小中型溶洞，洞中无水无充填物。白云岩：灰白色或肉红色为主，局部为褐黄色，矿物成

4、份以方解石为主，微晶结构，厚层-巨厚层状构造，节理裂隙较发育，隙面偶见少量轻微溶蚀现象，局部有0.7～0.8m厚强风层，裂隙面不新鲜，溶蚀现象较严重，岩芯较破碎，岩质略硬；弱风化，溶蚀现象发育，局部可见小中型溶洞，其呈水平状或为串珠状，岩芯较完整，岩质较硬。6地下水发育，地下水类型为岩溶水，含水岩组为二叠系灰岩、灰岩夹炭质页岩和三叠系灰岩、灰岩夹白云岩，主要受大气降水补给。岩溶地貌类型为溶丘槽谷、斜坡沟谷和溶丘洼地。2.2地质构造工程场地主要地质构造为二户溪背斜褶皱构造。二户溪背斜核部在线路里程DK

5、147+400附近，背斜轴向N60°E，轴面直立，西北翼地层产状N10°～20°W40°～45°S，东南翼地层产状N5°～15°W/30°～45°N。隧道工程场地位于二户溪背斜的核部及东南翼。场址区域岩层总体沿N-S走向，地层为整合接触，岩层产状变化不大，局部有揉皱，扭曲现象。3综合地质勘察方法的应用主要采用地面地质调查、物探和钻探等方法进行岩溶区的工程地质勘察工作。3.1地面地质调查为了查明本工区岩溶发育情况，以便为线路合理选线提供可靠的地质依据，本次调查期间对拟定线路通过区宽2.6km、面积为1

6、3km的地区进行了详细的地质调查，查明了线路通过区地层岩性、地层产状、地表岩溶分布等情况。通过地面地质调查发现了一个面积约1km的岩溶洼地，地表岩溶发育，且发育一条暗河。若线路以隧道形式通过此处极为不利，因此线路选择绕避该岩溶洼地。如图1所示。3.2物探及钻探6为了探测隧道通过区域的岩溶发育情况，在充分分析地面地质调查成果的基础上，布置了若干物探断面。本次调查采用了高密度电法，得到典型物理场异常区，如图2所示。利用钻探手段，揭示物探异常区的地质情况，从而对物探成果进行合理的地质解译，确定工区岩溶发育

7、情况及分布规律。通过钻孔对物探异常区的揭示，确定了本地区视电阻率在200～500Ω·m范围为岩溶发育区，溶洞为粉质黏土全填充；500～1000Ω·m为轻微溶蚀灰岩区，大于1000Ω·m为完整灰岩区。通过对物探成果的地质解译，得到隧道洞身岩溶发育分布图（图3）。4结论通过综合地质勘察方法可以得出该工区的岩溶发育程度和分布规律如下。（1）地形地貌、岩层产状控制岩溶发育程度及分布。被河流切割形成沟谷的可溶岩地区岩体破碎，水循环强烈，岩溶发育。岩溶发育的形态一般受岩层产状控制，角度与岩层倾角一致。6（2）可

8、溶岩与非可溶岩接触带岩溶发育，岩溶发育的位置受接触带产状控制。非可溶岩相当于隔水底板，当可溶岩与非可溶岩接触带倾向与山坡倾向相反时，地下水沿山坡向山脚径流时受阻，从而在接触带上形成富水区，因此岩溶发育；反之当接触带倾向与山坡倾向一致时，水流顺畅，岩溶发育较少。（3）岩性造成的岩溶发育，如灰岩、白云岩区岩溶集中发育。综上所述采用综合地质勘察方法对可溶岩地区进行工程地质调查，可以由地面地质调查指导物探的布置，由钻探对物探成果进行解译和验证，使各种手段都能经济合理的发挥作用