某高速公路巖溶地質(zhì)災(zāi)害影響因素的量化

楊小偉，李 浩

（中國地質(zhì)大學(xué)，湖北 武漢 430074）

公路路線所經(jīng)地區(qū)發(fā)育的地層由老至新為：泥盆系，巖性主要為泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r；石炭系，巖性主要為深灰、灰黑色灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾泥灰?guī)r；二疊系下統(tǒng)棲霞組，巖性主要為灰、黑色灰?guī)r、含炭質(zhì)灰?guī)r夾炭質(zhì)頁巖；第四系，主要為沖洪積和殘坡積物。

擬建路線地處亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，溫暖多雨，水系發(fā)育，地下水的補給充沛。丘陵地區(qū)基巖裂隙發(fā)育，風化層厚度較大；河谷和平原區(qū)地形平坦，有利于大氣降水的滲入補給和匯集，形成豐富的地表水以及地下裂隙水、孔隙水和溶洞水。

1 巖溶地質(zhì)災(zāi)害影響因素分析

影響巖溶地質(zhì)災(zāi)害施工安全的因素較多，結(jié)合此高速公路特點，比照國內(nèi)外類似工程的經(jīng)驗，其主要影響因素有巖溶發(fā)育程度、上覆蓋層、地下水、構(gòu)造影響、建筑物重要程度等。

（1）巖溶發(fā)育程度。巖溶地面塌陷主要沿巖溶強烈發(fā)育的地段分布，巖溶發(fā)育是指覆蓋層下的可溶巖中地下溶洞、溶隙、溶溝、溶槽等巖溶現(xiàn)象，是巖溶區(qū)地面塌陷的前提條件，對塌陷起著支配作用。因此，地下巖溶的發(fā)育程度決定了巖溶塌陷的發(fā)生。

（2）上覆蓋層。開口巖溶上覆松散蓋層巖土體是巖溶地面塌陷的物質(zhì)基礎(chǔ)。巖溶地面塌陷是覆蓋層土體的破壞塌落。蓋層土體既是塌陷的破壞體，也是影響塌陷的重要因素，其物理力學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)組成及厚度等都對巖溶塌陷的形成產(chǎn)生重要影響。

（3）地下水。地下水環(huán)境變化是產(chǎn)生巖溶塌陷的誘因和動因。在天然條件下，覆蓋層土體各種力學(xué)作用保持著平衡狀態(tài)，地下水環(huán)境的變化，使得這種平衡被打破，土體內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變也隨之發(fā)生變化，并引起土體的連續(xù)發(fā)應(yīng)，而致塌力和抗塌力的微小變化又加速了地下水動力條件的變化。

（4）構(gòu)造影響。斷裂構(gòu)造使巖層產(chǎn)生大量裂隙，為巖溶水活動和溶巖作用提供了極為有利的條件。可溶巖巖溶容易發(fā)育在斷裂破碎帶、斷裂交匯處、褶皺軸部及可溶巖與非可溶巖接觸帶等部位。路段通過范圍發(fā)育6條斷層，地層巖石較破碎，裂隙較發(fā)育，對巖溶發(fā)育具有重要影響。

（5）建筑物重要程度。由于線路范圍內(nèi)存在高鐵、高速公路、橋梁、房屋、路基等設(shè)施基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有所不同，其抗塌能力也有很大區(qū)別，同時建筑物的重要性也有所差異，因此，應(yīng)對建筑物的重要程度加以區(qū)分。

2 巖溶地質(zhì)災(zāi)害影響因素的構(gòu)建及量化

巖溶塌陷環(huán)境是非常復(fù)雜的系統(tǒng)環(huán)境，其影響因素多且相互制約，巖溶塌陷預(yù)測則是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。在進行巖溶塌陷預(yù)測時，必須遵循綜合性、客觀性、重要性、類比性和實用性原則。

結(jié)合此高速公路線路實際條件以及地形地貌，選取可溶巖分布、覆蓋層厚度、地下水位、巖溶發(fā)育程度、建筑物重要程度和構(gòu)造影響等6個一級指標。構(gòu)建及量化的影響因素指標見表1。

表1 指標體系及量化標準

3 結(jié)語

本文結(jié)合某高速公路工程實例，系統(tǒng)的分析了其巖溶地質(zhì)災(zāi)害影響因素，并構(gòu)建及量化了其影響因素指標，得到如下結(jié)論：

（1）根據(jù)此高速公路工程在施工路線，地質(zhì)條件等方面的特點，分析了其巖溶地質(zhì)災(zāi)害影響因素，分別是：巖溶發(fā)育程度、上覆蓋層、地下水、構(gòu)造影響和建筑物重要程度。

（2）結(jié)合此高速公路工程線路實際條件以及地形地貌，構(gòu)建了6個一級指標，分別是：可溶巖分布、覆蓋層厚度、地下水位、巖溶發(fā)育程度、建筑物重要程度和構(gòu)造影響，并量化了其二級指標。

此外，像高速公路工程這樣的大型復(fù)雜項目，在施工階段，可根據(jù)評估結(jié)果制定相應(yīng)的風險處理方案或措施，達到防災(zāi)減災(zāi)、預(yù)警、安全施工的目的。

[1]唐輝明.工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[2]劉佑榮，唐輝明.巖體力學(xué)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.

[3]李智毅，楊裕云.工程地質(zhì)學(xué)概率[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2003.