1、岩溶地区铁路工程地质勘察浅探讨摘要: 路基中的岩溶是造成路基不稳定性的主要因素之一。它具有极强的隐蔽性，即使经过详细地勘察，很难准确的把握岩溶地质的发育形态和规模，给铁路工程建设增加了难度。本文结合工程实例，对岩溶地区铁路工程地质勘察进行简单探讨。 关键词:岩溶地区；铁路工程；地质勘察；铁路勘察 中图分类号：F530.3 文献标识码： A 一、前言 我国西南地区多为喀斯特地貌，山区地下岩溶发育，溶洞数量以及形式多种多样。岩溶地质是地层中包含有可溶性岩层,如碳酸类岩层、硫酸类岩层和卤素类岩层等,这些岩层受水的化学溶蚀和物理侵蚀作用而形成洞穴、沟槽、空隙以及被切割成各种形态的岩。岩溶地质极不稳定，
2、给铁路工程建设带来了较大困难。 二、工程概况 某特大桥为新建某铁路上的重点控制工程，大桥全长 588.86m，桥高约 37.46m，大桥在 DK21+267 处以正交跨越湘江河。桥位河段为级航道。该桥初步设计时，采用 1232mPC 简支梁+（36m256m36m）连续梁。勘察要求是：通过开展桥位处工程地质测绘，采用钻探和测试等综合勘探方法，查明桥址的工程地质、水文地质条件，定性定量评价峡谷岸坡稳定性及各墩台基底稳定性，为设计提供完整、准确的基础地质资料。 桥渡区属丘间河谷阶地地貌，地形起伏较小，海拔高程 90140m，相对高差 540m，洛阳岸(左岸)为堆积阶地，发育有、级阶地，阶地平缓开阔
3、，级阶地多为荒地，级阶地植被较发育，种植有大面积的经济作物油茶树；湛江岸（右岸）为冲刷岸，沿河一侧岸坡陡峻，岸坡沿构造节理面（N80E/90）发育，基岩出露好，由于河水掏蚀岸坡，在水位线一带形成倒悬崖并伴有坍岸现象。丘坡自然坡度为 1535，坡面植被发育。桥渡区上覆第四系全新统冲积层（Q4al）粉质黏土、卵石土、粉土、砾砂，桥洛阳端级阶地分布中更新统（Q2al）地层，坡残积层（Q4dl+el） ，溶洞充填物（Qca） ，下伏基岩为石炭系下统岩关阶上段（C1y2）灰岩夹页岩、泥质灰岩及煤层、下段（C1y1）灰岩夹白云质灰岩。 其中灰岩夹白云质灰岩（C1y1）：灰、灰白、深灰色，隐晶质结构，中厚层
4、厚层状，灰岩质坚性脆，岩体较完整，钻探岩心多呈柱状，少许碎块状。据钻探揭示，隐伏岩溶较发育，溶洞大小不等，一般为0.56m，最大为 15.90m，均被软塑流塑状黏性土、卵石土充填（少量为砂充填或为空洞） ，弱风化（W2）属 V 级次坚石。主要分布于 DK21+329以前桥渡区。桥址位无大的断裂、褶曲构造形迹，岩层单斜构造，层理面较平整，倾角平缓，为单斜构造，在右岸丘坡一带量得 C1y1 岩层产状为 N1025E/1218SE。 根据 1/400 万中国地震动参数区划图（GB18306-2001） ，桥址区内地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35s 三、综合地质勘察方法的
5、应用 1.综合地质勘察。 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。 （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 2.6 km、面积为 13 km 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 1 km 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。 （2）.物探及钻探 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
6、次调查采用了高密度电法，得到典型物理场异常区。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 200500 m 范围为岩溶发育区，溶洞为粉质黏土全填充；5001000 m 为轻微溶蚀灰岩区，大于 1000 m 为完整灰岩区。 2.岩溶地基的类型 岩溶在发育的过程中，可溶岩的表面常常会出现石芽、溶沟，并且表现的参差不齐，在底下的溶洞又常破坏岩体的完整性，岩溶的覆盖土层又受到溶水动力的变化而产生开裂、沉陷的现象。岩溶地基分为以下三种： （1）.埋藏型的地基 在碳酸盐岩之上覆盖着的厚度大小不
7、一的非可溶性岩，当其厚度和强度能够支撑起建筑物并保证建筑物的稳定性时，对于下部所发生的岩溶情况可不加以考虑。 （2）.裸露型的地基 裸露型主要指的是由于地表只有较少的植被和土层覆盖，碳酸盐岩大部分裸露在地表的情况。按照具体的情况细分，它又可以分为石芽地基和溶洞地基。 石芽地基：它所形成的的原因是由于大气降水和地表水沿，碳酸盐岩裸露，在节理、裂隙溶蚀的扩展作用下形成的。这种石芽主要分布在山岭的斜坡上、岩溶洼地的边坡上和河流谷坡，石芽的表面表现的非常陡，而且溶沟和溶槽的深度有超过 10 米的，且与下部的溶洞裂隙相互连在一起。这就大大的导致了地基的不稳定，加重了施工的困难。 溶洞地基：它主要是由溶洞
8、顶板的稳定性来决定的，而溶洞顶板的稳定性又主要是由岩石的性质、顶板厚度洞内充填情况以及溶洞形态和大小等决定的。 （3）.覆盖型的地基 根据碳酸盐岩所覆盖的泥土，如风成黄土、残坡积红粘土等的厚度大小，可分为深、浅两种覆盖型。这种类型的存在对地基造成的影响主要是塌陷、不均匀沉降等，要稳定地基需从建筑荷载和土洞的共同作用两个方面来进行考虑。 3. 岩溶区地质勘察技术 （1） 工程地质调查与测绘：包括岩溶地形地貌调查、地层岩性、水文地质调查、测量及试验等内容的野外调查，能够从宏观上把握岩溶 发育的分布和特点，并据此进一步进行工程地质勘探工作，该方法简单，方便实用，能获得直观的野外工程地质基础资料。 （
9、2）地球物理勘探：适用于对岩体中复杂的岩溶洞穴进行探测，除了电阻率（电剖面和电测深）法、高密度电法、无线电波透射法、地面地震反射波法、声波透射法、微重力法、射气测量等以外，探地雷达GPR（地质雷达） 、层析成像（CT）技术等在岩溶工程地质勘察中也得到了广泛的应用，尤其是在确定岩溶溶洞、土洞及塌陷等的分布、形态和充填情况时，发挥了很大的作用。在查明大范围的区域岩溶发育和深部岩溶的分布规律方面，地球物理勘探是最理想的方法之一，但探测的准确程度受场地的干扰、技术人员的解释水平等因素影响。 （3）工程地质原位测试技术：主要采用原位标准贯入试验、动力触探试验等测定溶洞和土洞中充填物、岩溶塌陷堆积物的工程
10、地质性质和地基土承载力，该技术在各岩溶地区有较成熟的应用经验，施工简单，成本较低，应用广泛。 （4）示踪试验：用示踪剂（荧光染料等）进行岩溶地下水联通试验 以及长期观测的研究，以查明岩溶的发育程度和溶洞相互连通、分布情况，该方法简单，较方便可靠，但不适用于无地下水的溶洞。 （5）模型试验：采用一定尺寸规模的试验装置，模拟砂、土层在各 种条件下（如不同水动力条件）的岩溶地基的稳定性或岩溶塌陷过程，一般用于岩溶塌陷的研究。 （6）管波探测法：管波探测法是在钻孔中利用“管波”作为探测物理场，探测孔旁一定范围内的溶洞、溶蚀裂隙、软弱夹层等不良地质 体的最新孔中物探方法，即利用桩位中心的一个勘察钻孔，通
11、过发射管波，采集记录并分析管波反射信号，就可探明整个桩位范围内的岩溶、软弱夹层及裂隙带的发育和分布情况，并评价嵌岩桩基桩持力层的完整性。 四、结束语 岩溶是可溶性岩石受水体以化学溶蚀为主、机械侵蚀和崩塌为辅的地质营力综合作用，以及由此产生的地质现象的统称。在我国南方岩溶是一种普遍的不良地质作用，岩溶造成的岩溶塌陷危害很大，再加上铁路桥梁结构的特性，进行勘察非常重要。 参考文献: 1刘湛省.岩溶地区铁路工程地质勘察浅探J.西部探矿工程,2010,22(7):104-106. 2石志祥.华南岩溶地区铁路勘察浅议J.城市建设理论研究（电子版）,2011,(22). 3王东,王延涛,曾宪明等.山西中南部铁路通道岩溶路基塌陷性评价J.铁道标准设计,2013,(6):32-35. 4何彦伟.铁路越岭隧道工程地质勘察中的问题研究J.山西建筑,2010,36(35):330-331.
