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某高速公路岩溶地质灾害影响因素的量化

2011-06-06杨小伟

时代农机 2011年9期
关键词:溶岩覆盖层岩溶

杨小伟,李 浩

(中国地质大学,湖北 武汉 430074)

公路路线所经地区发育的地层由老至新为:泥盆系,岩性主要为泥质灰岩、灰岩;石炭系,岩性主要为深灰、灰黑色灰岩、白云质灰岩夹泥灰岩;二叠系下统栖霞组,岩性主要为灰、黑色灰岩、含炭质灰岩夹炭质页岩;第四系,主要为冲洪积和残坡积物。

拟建路线地处亚热带湿润季风气候区,温暖多雨,水系发育,地下水的补给充沛。丘陵地区基岩裂隙发育,风化层厚度较大;河谷和平原区地形平坦,有利于大气降水的渗入补给和汇集,形成丰富的地表水以及地下裂隙水、孔隙水和溶洞水。

1 岩溶地质灾害影响因素分析

影响岩溶地质灾害施工安全的因素较多,结合此高速公路特点,比照国内外类似工程的经验,其主要影响因素有岩溶发育程度、上覆盖层、地下水、构造影响、建筑物重要程度等。

(1)岩溶发育程度。岩溶地面塌陷主要沿岩溶强烈发育的地段分布,岩溶发育是指覆盖层下的可溶岩中地下溶洞、溶隙、溶沟、溶槽等岩溶现象,是岩溶区地面塌陷的前提条件,对塌陷起着支配作用。因此,地下岩溶的发育程度决定了岩溶塌陷的发生。

(2)上覆盖层。开口岩溶上覆松散盖层岩土体是岩溶地面塌陷的物质基础。岩溶地面塌陷是覆盖层土体的破坏塌落。盖层土体既是塌陷的破坏体,也是影响塌陷的重要因素,其物理力学性质、结构组成及厚度等都对岩溶塌陷的形成产生重要影响。

(3)地下水。地下水环境变化是产生岩溶塌陷的诱因和动因。在天然条件下,覆盖层土体各种力学作用保持着平衡状态,地下水环境的变化,使得这种平衡被打破,土体内部的应力应变也随之发生变化,并引起土体的连续发应,而致塌力和抗塌力的微小变化又加速了地下水动力条件的变化。

(4)构造影响。断裂构造使岩层产生大量裂隙,为岩溶水活动和溶岩作用提供了极为有利的条件。可溶岩岩溶容易发育在断裂破碎带、断裂交汇处、褶皱轴部及可溶岩与非可溶岩接触带等部位。路段通过范围发育6条断层,地层岩石较破碎,裂隙较发育,对岩溶发育具有重要影响。

(5)建筑物重要程度。由于线路范围内存在高铁、高速公路、桥梁、房屋、路基等设施基础结构有所不同,其抗塌能力也有很大区别,同时建筑物的重要性也有所差异,因此,应对建筑物的重要程度加以区分。

2 岩溶地质灾害影响因素的构建及量化

岩溶塌陷环境是非常复杂的系统环境,其影响因素多且相互制约,岩溶塌陷预测则是一项复杂的系统工程。在进行岩溶塌陷预测时,必须遵循综合性、客观性、重要性、类比性和实用性原则。

结合此高速公路线路实际条件以及地形地貌,选取可溶岩分布、覆盖层厚度、地下水位、岩溶发育程度、建筑物重要程度和构造影响等6个一级指标。构建及量化的影响因素指标见表1。

表1 指标体系及量化标准

3 结语

本文结合某高速公路工程实例,系统的分析了其岩溶地质灾害影响因素,并构建及量化了其影响因素指标,得到如下结论:

(1)根据此高速公路工程在施工路线,地质条件等方面的特点,分析了其岩溶地质灾害影响因素,分别是:岩溶发育程度、上覆盖层、地下水、构造影响和建筑物重要程度。

(2)结合此高速公路工程线路实际条件以及地形地貌,构建了6个一级指标,分别是:可溶岩分布、覆盖层厚度、地下水位、岩溶发育程度、建筑物重要程度和构造影响,并量化了其二级指标。

此外,像高速公路工程这样的大型复杂项目,在施工阶段,可根据评估结果制定相应的风险处理方案或措施,达到防灾减灾、预警、安全施工的目的。

[1]唐辉明.工程地质学基础[M].北京:化学工业出版社,2008.

[2]刘佑荣,唐辉明.岩体力学[M].北京:化学工业出版社,2009.

[3]李智毅,杨裕云.工程地质学概率[M].武汉:中国地质大学出版社,2003.

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