第五讲岩溶渗漏与塌陷
岩溶塌陷形成机理及处理
岩溶塌陷形成机理及处理分析了潜蚀作用产生岩溶塌陷机理、溶蚀作用产生岩溶塌陷机理以及振动作用产生岩溶塌陷机理等常见岩溶坍塌形成机理，同时从注重地下水控制、加强塌坑回填控制、落实注浆控制以及科学使用强夯法等方面提出了岩溶塌陷处理有效途径，以期为我国岩溶塌陷预防和治理提供一些参考，降低岩溶塌陷灾害带来的损失。
标签：岩溶塌陷形成机理处理措施岩溶塌陷即是覆盖在溶蚀洞穴之上的松散土体在外动力或人为因素作用下产生的突发性地面变形破坏而产生塌陷。
岩溶塌陷是岩溶地区一项常见的地质灾害。
近年来，我国由于人为因素造成的岩溶塌陷地质灾害不断增多，这些岩溶塌陷灾害通常发生在人类聚居的城镇周围，不同程度地破坏当地的植被状况、房屋建筑、交通设施及地下水，直接影响人们的正常生活。
对此，应当注重岩溶塌陷的防治，有效降低岩溶塌陷地质灾害带来的财产损失和人员伤亡。
1常见岩溶坍塌形成机理1.1潜蚀作用产生岩溶塌陷机理潜蚀即是岩土体中细小颗粒一定水力坡度下的地下水流产生较大的动水压力冲动带走或溶滤掉易溶部分，其中，潜蚀又包括化学潜蚀和机械潜蚀两种。
潜蚀坍塌是岩溶坍塌形成的主要塌陷模式，尤其是在地下水主径流带附近或地表水、潜水与岩溶水水力交换频繁地带，潜蚀作用更加明显。
1.2溶蚀作用产生岩溶塌陷机理可溶性盐含量相对较高的地区或是蒸发岩地区，通常会由于地下水的溶滤作用、溶解作用以及散解作用而破坏洞顶盖层土体，从而发生岩溶塌陷现象，即溶蚀塌陷。
如我国青海察尔汉盐湖区石盐层塌陷便是溶蚀作用产生的。
1.3振动作用产生岩溶塌陷机理振动作用产生的动荷载通常会导致岩土体产生破裂位移效应、土体液化效应等效应，降低岩土体强度，从而产生岩溶塌陷现象，即振动坍塌。
地震、爆破以及机械振动是导致振动荷载的主要来源。
一些铁路沿线附近发生的岩溶塌陷现象的原因便是过量抽取地下水，同时长期火车通过产生的振动，降低岩土体的强度，从而使得岩土体产生岩溶塌陷。
2岩溶塌陷处理有效途径2.1注重地下水控制地下水控制措施是岩溶塌陷处理中的重要措施，广泛应用于岩溶塌陷的防治中，通过采取地下水人工回灌、恢复地下水平衡状态或停用取水水源来实现地下水位的恢复。
第五讲 与人类工程活动有关的工程地质问题：岩溶渗漏与塌陷
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二、岩溶工程地质研究的意义
1、水利水电工程 渗漏、溃坝、诱发地震 据广西39个岩溶山地县统计，在已建的260座大 水库中，有明显渗漏的（设计效益与实际效益相 比低于80％者）有92座。
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4、地下工程
涌水、突水、岩溶冒落
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第五章 岩溶工程地质研究
第一节 概述 第二节 碳酸盐岩的溶蚀机理 第三节 影响岩溶发育的因素 第四节 岩溶区水库渗漏问题 第五节 岩溶地基稳定性问题
•岩溶作用：以化学溶蚀为主，同时还包括机械破碎、沉积、 坍塌、搬运等作用，是一个化学－物理相结合的综合作用。
•岩溶现象：岩溶地貌及水文、工程地质条件。如石芽、石 钟乳、溶洞、地下暗河等。
•可溶性岩石包括碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物等。
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三、其他离子的作用
1.酸效应
CaCO3 2H Ca2 2HCO3
2.同离子效应 CaCO3 Ca2 CO32
水文地质学 岩溶塌陷
>>大规模集中开采地下水以及矿山排水等，造成地面塌 陷频繁发生，呈现向城镇和矿山集中的趋势，规模越来越 大，损失不断增加。据不完全统计，全国23个省(自治区、 直辖市)发生岩溶塌陷1400多例，塌坑总数超过4万个，给 国民经济建设和人民生命财产带来严重威胁。例如，2003 年8月4日，广东阳春市岩溶塌陷造成6栋民房倒塌、2人伤 亡、80多户400多人受灾；2000年4月6日武汉洪山区岩溶塌 陷造成4幢民房倒塌，150多户900多人受灾；20世纪80年代， 山东泰安岩溶塌陷造成京沪铁路一度中断、长期减速慢行； 贵昆铁路因岩溶塌陷发生列车颠覆事件。
什么是岩溶塌陷
什么是岩溶塌陷
岩溶塌陷是指在岩溶地区，下部可溶岩层中的溶洞或上覆土层中的土洞，因自身洞体扩大或在自然与人为因素影响下，顶板失稳产生塌落或沉陷的统称。
岩溶地面塌陷是地面变形破坏的主要类型，多发生于碳酸盐岩、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布地区。
激发塌陷活动的直接诱因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外，往往与抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素密切相关，而后者往往规模大、突发性强、危害也就大。
岩溶地面塌陷发现于碳酸盐岩分布区，其形成受到环境和人类活动的双重影响。
由于可溶岩(以碳酸岩为主，其次有石膏、岩盐等)中存在的岩溶洞隙而产生的。
在可溶岩上有松散土层覆盖的覆盖岩溶区，塌陷主要产生在土层中，称为“土层塌陷”，其发育数量最多、分布最广;当组成洞隙顶板的各类岩石较破碎时，也可发生顶板陷落的“基岩塌陷”。
我国岩溶塌陷分布广泛，除天津、上海、甘肃、宁夏、以外的26个省(区)中都有发生，其中以广西、湖南、贵州、湖北、江西、广东、云南、四川、河北、辽宁等省(区)最为发育。
据统计，全国岩溶塌陷总数达2841处，塌陷坑33192个，塌陷面积约332平方公里，
造成年经济损失达1.2亿元以上。
今天。
岩溶塌陷防治措施
岩溶塌陷防治措施引言岩溶塌陷是一种常见的地质灾害，通常发生在岩溶地貌区域。
由于岩溶地貌的特殊结构和性质，岩溶地区的土壤和岩石容易溶解和崩塌，导致地表塌陷，给人们的生命和财产安全带来威胁。
为了有效预防和控制岩溶塌陷，需要采取一系列的防治措施。
本文将介绍一些常用的岩溶塌陷防治措施，并对其进行分析和评价。
1. 巩固填塞措施巩固填塞措施是一种常见且有效的岩溶塌陷防治方法。
该方法通常采用填充物填充岩溶洞穴和裂缝，加固地质体，防止岩溶洞穴的继续扩展和坍塌。
填充物可以选择砂石、水泥浆等材料，根据地质条件和需求来确定合适的填充物。
对于较大的洞穴或裂缝，常采用灌浆注浆的方法进行填塞。
首先，需要进行洞穴和裂缝的调查和评估，确定洞穴和裂缝的形态和尺寸。
然后，选择适当的注浆材料和注浆工艺，将注浆材料注入洞穴和裂缝中，使其充满并固化。
这样可以有效防止洞穴和裂缝的进一步发展。
对于较小的岩溶洞穴，可以采用填土的方式进行填塞。
需要选择合适的填土材料，将填土填入岩溶洞穴中，并进行压实和固定，以增加地质体的稳定性。
2. 密闭抑制措施密闭抑制措施是一种有效的岩溶塌陷防治方法，可以有效防止地下水的流动和溶解，从而减少岩石溶解和崩塌的风险。
该方法通常采用封堵地下溶洞和裂隙的方法来实施。
首先，需要进行地下溶洞和裂隙的调查和评估，确定其位置和长度。
然后，选择适当的封堵材料，如注浆材料、聚合物材料等，对地下溶洞和裂隙进行封堵。
封堵材料需要具有一定的强度和可塑性，以适应地质体的变化。
对于较大的地下溶洞，可以采用钢筋混凝土梁或墙的方式进行封堵。
首先，进行地下溶洞的测量和设计，确定合适的尺寸和形态。
然后，在溶洞上方进行钢筋混凝土梁或墙的浇筑，将地下溶洞封堵。
对于较小的地下溶洞和裂隙，可以采用注浆的方式进行封堵。
首先，需要选择合适的注浆材料，将注浆材料注入地下溶洞和裂隙中，充分填充并固化。
3. 地下水治理措施地下水是岩溶塌陷的主要原因之一，因此合理有效地治理地下水可以预防和控制岩溶塌陷。
岩溶地区深基坑渗漏原因分析及处理措施
岩溶地区深基坑渗漏原因分析及处理措施蒋仕清(建材桂林地质工程勘察院，广西桂林541002)摘要:岩溶地区地下水丰富，岩土体中有许多裂隙、管道和溶洞，在进行基坑施工时，由于止水帷幕缺陷，地下水通过富 水裂隙作为通道，则可能会导致基坑渗漏，甚至会导致基坑排水困难，从而造成基坑支护失稳。
基坑支护采用排桩，个别 部位的支护桩桩间发生渗漏，对基坑自身以及周围存在的建筑物会造成严重的损失。
针对止水帷幕和桩间渗漏时常发 生的情况，分析造成深基坑渗漏的原因，探求切实有效的解决措施。
技术与市场____________________________________________________________________________________________________________技术研发2017年第24卷第7期关键词：岩溶地区；深基坑；渗漏原因；处理措施doi ： 10. 3969/j . issn . 1006 - 8554. 2017.07.101〇引言深基坑渗漏情况在南方岩溶地区时常发生，主要是由于岩 溶地区地下水资源比较丰富，同时由于特殊的地质地貌，存在 着溶洞、土洞、软土、岩溶塌陷及基岩面起伏等不良地质现象， 致使在建筑施工中不得不关注基坑渗漏这一现象。
深基坑渗 漏的危害很大，一旦发生将对建筑物以及周边环境造成不利影 响，严重的情况下还可能出现坍塌等情况，造成较大的人身财 产损失。
尤其广西桂林地处较为特殊的岩溶地区，地下水较为 丰富的同时还有众多的溶洞裂隙等，由于越来越多的地下空间 被开发利用，所以应对深基坑支护施工格外关注。
从地质条 件、地层情况、施工操作方法、止水帷幕缺陷等方面分析渗漏产 生的原因，采取正确的处理措施，才能保证基坑和周边环境安 全，工程建设才能顺利进行。
1建筑工程概况本工程规划用地面积28 087 m 2,总建筑面积193 595 m 2,规划酒店、写字楼及公寓楼7栋，11 ~ 14层，高42 ~ 52 m ,有地 下室3层（整体地下室），基坑深度14.7 m ,局部15.7 m (电梯 井），为桂林市少有的超深基坑，框支剪力墙结构，基础形式为 筏板基础。
岩溶塌陷的条件和影响因素分析
岩溶塌陷的条件和影响因素分析摘要：本文章概述了的岩溶塌陷三大形成条件：一定发育程度的岩溶、上覆盖层、岩溶地下水系统以及活动的内外因素分析；浅述了岩溶塌陷中常见的土洞的形成的地下水动力条件之定量化研究，阐述了广东省的岩溶塌陷现状，针对塌陷的形成条件和塌陷现象,归纳了有针对性的防治措施。
关键词：岩溶塌陷；形成条件；土洞；防治1 引言岩溶，也称喀斯特，它是由于地表水或地下水对可溶性岩石溶蚀的结果而产生的一系列地质现象。
如溶沟溶槽、溶洞、暗河等。
土洞则是由于地表水和地下水对土层的溶蚀和冲刷而产生空洞，空洞的扩展，导致地表陷落的地质现象。
岩溶塌陷指的是在岩溶地区，由于下部洞穴扩大面导致顶板岩体塌陷，或上覆土层中的土洞顶板因自然或人为因素失去平衡产生下沉或塌陷的通称。
也即指基岩洞穴顶板的坍塌和土洞顶板的塌落。
岩溶塌陷的产生，使岩溶区的工程设施，如工业与民用建筑、交通干线，矿山及水利水电设施等遭到破坏，还造成岩溶区严重的水土流失并恶化环境。
广东省近年来与岩溶塌陷有关的地质灾害有明显回升的势头，据不完全统计，自2000年至2004年上半年，全省约有11处发生不同程度的岩溶地面沉降或塌陷灾害。
仅广州市04年上半年来就有3处碳酸盐岩溶引起的地面沉降或塌陷，分别为（1）广州从化良口镇石岭大理石矿2003年12月27日晚由于坑道排水造成附近村庄地裂、墙裂；（2）广州花都区花山镇东湖村裕丰庄东北侧2004年3月24日下午出现直径约6m、深约3m的塌坑；（3） G107国道广州—清远路段2004年5月21日下午在修补路面时出现直径约5m、深约4m溶坑。
2 岩溶塌陷的形成条件岩溶塌陷的形成，通常必须具备三个条件：下部有岩溶地层，有溶蚀空间（溶洞或土洞），为地下水和塌陷物质提供存储场所或通道；上部有一定厚度盖层，盖层可以是基岩，也可以是松散土层；其三是产生岩溶塌陷的主导因素：致塌作用力。
2.1 岩溶塌陷的空间条件广东岩溶地区岩溶洞隙在以往漫长的地质时期中早已形成，主要分布于构造断裂带、褶皱轴部、相对易溶的地层岩性地段，或者与非可溶岩接触地带，且多形成谷地、洼地、岩溶平原等负地形，如广州地区的广花平原等。
第五讲-岩溶渗漏与塌陷_图文
（2）真空吸蚀论
真空吸蚀论是我国徐卫国等于1979年提出的，国内也普 遍接受这一论点。
在形成岩溶网络的封闭空腔（溶洞或土洞）中，当地下 水位大幅度下降到空腔盖层底面下时，空腔上部便形成 真空，产生抽吸力。
真空吸蚀产生下列三种作用： 吸盘吸蚀作用 空腔吸蚀作用 漩吸漏斗吸蚀作用
1、定义： •不同成分或不同温度的水混合后，其溶蚀能力有所 增强的效应。 2、类型 •饱和溶液的混合溶蚀效应 •不同温度溶液的混合溶蚀相效应
饱和溶液的混合溶蚀效应
指两种或两种以上已失去溶蚀 能力的饱和水溶液，在碳酸盐 岩体内相遇，混合后的溶液由 原来的饱和状态变成不饱和状 态，从而产生新的溶蚀作用， 继续溶解碳酸盐岩。
（3）压强差效应
压强差是指岩溶空腔与松散介质（或土洞）接触面 上下侧水、气流体，因岩溶管道水位变化而产生相应的 压强差值。
（4）垂直渗压效应
当地表雨水入渗时，水在孔隙中运动，对土颗粒施 加一种垂向渗透压力，从而改变了土体的力学性质。当 渗透压力达到一定值时，使土体结构破坏，土颗粒随水 流产生运移，即流土或管涌，进而形成土洞，直至发生 地面变形或塌陷。
岩溶作用＋现象
一、碳酸盐岩岩性的影响
甲：纯碳酸盐岩
1.灰岩 2.白云质灰岩（云灰岩）
酸不溶物
3.灰质白云岩（灰云岩）4.白云岩
非
乙：（不纯）质碳酸盐岩
5.XX质灰岩 6.XX质云灰岩
碳酸盐岩
7.XX质灰云岩 8.XX质白云岩
丙 10 9
丙：不纯碳酸盐岩
乙87 6
9.XX灰岩 10.XX白云岩
甲
白云石
•岩溶现象：岩溶地貌及水文、工程地质条件。如石芽、石 钟乳、溶洞、地下暗河等。
岩溶塌陷的形成条件
岩溶塌陷的形成条件岩溶塌陷发育的基本条件是：岩溶洞隙的存在，一定厚度的松散盖层和水动力条件易于改变的岩溶地下水。
（一）岩溶洞隙是岩溶塌陷产生的基础。
岩溶（国际通用术语Karst,译名喀斯特）是指水对可溶性岩石（在我国以碳酸盐岩为主，局部尚有硫酸盐岩、卤化物岩等，这里主要对前者进行论述）进行以化学溶蚀作用与特征（并包括水的机械侵蚀和崩塌使用以及物质的携出、转移和再沉积）的综合地质作用,以及由此而产生的现象统称。
岩溶作用的结果在可溶岩表面及其内部形成各种岩溶现象, 在地表的如洼地、槽谷、漏斗、落水洞、溶沟溶槽、石芽、石柱、溶峰等；在地下的则为各种形态的溶洞、溶隙、管道等。
由于岩溶作用受着地下水水流系统的控制, 因而各种岩溶现象也往往组成一定的系统,称为岩溶系统,受各种因素的影响,岩溶的发育有强弱之分,一般可溶岩岩性较纯,连续厚度较大,出露分布较广,断层较发育、岩层较破碎的,岩溶较易发育；可溶岩岩性不纯,含泥质及其它不溶杂质成分较多, 连续厚度不大或多类有非可溶性夹层, 出露分布较局限,断层不发育、岩层较完整的、岩溶发育较弱。
其分级标志参见下表。
岩溶发育愈强烈, 岩溶洞隙数量愈多,其规模也愈大,愈有利于岩溶塌陷的形成。
岩溶洞隙的发育一般受岩溶地下水排浊基准面的控制,多发育于浅部,向深部逐渐减弱。
浅部岩溶洞隙由于地下水活动频繁，交替强烈，一般连通性较好，成为塌陷物质的储集空间和运移通道。
岩溶洞隙的开口程度是影响岩溶塌陷形成的重要因素，岩溶地下水的活动，塌陷物质的运移都是通过洞隙开口处进行的，因此，塌陷坑与开口洞隙存在着密切的垂向对应关系。
实践表明，洞隙规模愈大，塌陷也愈大；洞隙开口愈大，塌陷速度愈快。
洞隙的平面展布形态对塌陷平面形态有着决定性影响，裂隙状洞隙往往形成长条状塌陷坑，沿地下河管道往往产生链状或串珠状分布的塌陷坑群。
（二）一定厚度的松散盖层目前已知塌陷中土层塌陷占96.7%，可见土层是塌陷的主要组成部分。
岩溶地面塌陷
（3）强夯法
在土体厚度较小、地形平坦的情况下，采用 强夯砸实覆盖层的方法消除土洞，提高土层的强 度。
（4）钻孔充气法
随着地下水位的升降，溶洞空腔中的水气压 力产生变化，经常出现气爆或
冲爆塌陷，设置各种岩溶管道的通气调压装 置，破坏真空腔的岩溶封闭条件，平衡其水、气 压力，减少发生冲爆塌陷的机会。
（5）灌注填充法 在溶洞埋藏较深时，通过钻孔灌注水泥砂 浆，填充岩溶孔洞或缝隙、隔断地下水流通道， 达到加固建筑物地基的目的。灌注材料主要是 水泥、碎料（砂、矿渣等） 和速凝剂（水玻 璃、、氧化钙） 等。
（6）深基础法 对于一些深度较大，跨越结构无能为力的土 洞、塌陷，通常采用桩基工程，将荷载传递到基 岩上。
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小 明 出 品
• 造成的岩溶塌陷大体形成过程
（1） 抽水、排水，地下水位下降，上覆土层浮力减小， 水流速加快，侵蚀作用加强，松散层底部下落，形 成隐伏土洞 （2）土体崩落、迁移，洞体丌断向上扩展，引起地面 沉降 ( 3 )地下水的侵蚀使隐伏土洞继续扩展，上覆土体的 自重压力逐渐接近洞体的抗压枀限时，地面出现开 裂 ( 4 )上覆土体自重压力超过洞体的抗压枀限地面产生 塌陷
岩溶地面塌陷都造成了哪些危害
• 对矿山的危害
地面塌陷可成为矿坑充水的诱发型通道，严重威 胁矿山开采。
• 对道路的危害
岩溶地面塌陷使得道路路基遭到破坏，致使道路 停止使用造成交通阻碍。
• 对城市建筑物
在城市地区，地面塌陷常造成建筑物损坏、市政 设施损毁，交通线路中断。
• 对坝体的危害
塌陷使坝体突然垮塌造成漏水，同时泄露的水体 常对下游的居民区造成重大的经济损失和人员伤 亡。
岩溶地面塌陷
岩溶地面塌陷
岩溶塌陷的定义
岩溶塌陷的定义
《说说岩溶塌陷那点事儿》
嘿，朋友们！今天咱来聊聊那个有点神秘又让人有点头疼的岩溶塌陷。
岩溶塌陷呢，简单来说就是地面突然凹下去一块，就好像大地被人偷偷挖走了一块儿宝贝似的。
想象一下，你本来好好地走在路上，哼着小曲，突然“咕咚”一声，地面就出现了一个大坑，哎呀妈呀，这可不得吓你一跳嘛！这就是岩溶塌陷搞的鬼。
你说这岩溶塌陷咋就这么调皮呢？就好像是大地妈妈肚子里藏着的
小精灵在捣蛋。
岩溶地区地下有着各种溶洞、管道啥的，就跟大地妈妈肚子里的弯弯肠子一样。
这些溶洞、管道里的水啊，就像是小精灵们的饮料，它们要是喝多了乱动乱跑，那就可能把上面的地面给弄塌喽。
这岩溶塌陷有时候还挺会挑时候呢！说不定你刚建好一栋漂亮的房子，它就来捣乱了，“哗啦”一下，房子就歪了，那可损失大啦！还有啊，要是在大马路上突然来这么一下，那交通可不得瘫痪啊，车啊人啊都得掉进大坑里。
有时候我就想啊，这大地妈妈也该管管这些调皮的小精灵嘛！不过呢，
咱人类也不能光等着大地妈妈出手呀。
咱得自己想办法预防这岩溶塌陷。
比如修路的时候先好好检查检查地下的情况，盖房子也得看看是不是容易塌陷的地儿。
而且啊，咱也得加强监测。
就像看着调皮孩子的家长一样，时刻盯着地下的情况，一旦发现有不对劲的地方，赶紧采取措施。
如果真有塌陷发生了，那咱可不能慌了神，得赶紧拉警戒线、设置警示牌，别让人不小心掉进去啦。
总之呢，这岩溶塌陷虽然有点让人头疼，但是只要咱重视起来，加强预防和监测，还是能和它好好相处的嘛。
可别让这调皮的家伙老是捣乱，打扰咱平静的生活哟！希望大家都能对岩溶塌陷有更清楚的认识，都能保护好自己别被它给坑啦！哈哈！。
工程地质知识：岩溶塌陷的散布规律.doc
工程地质知识：岩溶塌陷的散布规律
在自然条件下，由于诱塌因素的作用强度除地震外一般较弱，塌陷往往是零星单个产生。
对于人为塌陷由于诱塌因素作用一般较强，塌陷往往成群出现。
这些塌陷群在空间是有一定的散布规律，其散布特征主要受控于可溶岩的分布、岩溶发育的均一程度和塌陷的发育程度。
其散布特征可分为三类：
（一）岛状散布：在塌陷群中数量最多，其原因一般与可溶岩呈岛状分布有关，如水口山矿区，塌陷主要集中出现于曾家桥、茶子园、侨头、香花坪等地段。
也多与岩溶发育的不均一性有关，如煤炭坝煤矿，塌陷主要集中发育于岩溶较强烈的上泽泉、大成桥泉等地段而呈岛状分布。
此外，还与诱发源的分布有关，如水城水钢供水源地，塌陷主要集中在14个抽水井周围，形成岛状塌陷。
（二）带状散布：其原因主要与可溶岩或岩溶强烈发育带呈条带状分布有关，其中以断裂破碎带、地下河通道带的控制作用最为明显。
（三）面状散布：主要见于岩溶发育较均一、岩溶地下水呈分散网络状分布的地段，常见于岩溶谷地的河、湖近岸地带、岩溶地下水的排泄地带。
岩溶地区的主要工程地质问题及处理措施
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④ 桩基法
溶洞、塌陷漏斗较深较大或溶洞多层发育,可采用桩基础。在基岩 起伏处,其上覆土层性质较软弱、厚度又大、不易清除时,宜采用钻孔 或冲孔灌注桩、爆扩桩,视工程需要作支承桩或摩擦桩,桩头锚入基岩 内;采用打入桩时,桩尖应锚入基岩,采用人工挖孔桩时,多数情况开挖时 宜设护壁。湖南某厂锅炉房采用钻孔灌注桩有效处理了深达12.3 m、 宽4.8 m的溶洞。广西某市中心广场24层贸易大厦采用冲孔和挖孔要结 合,解决复杂、多层、含水岩溶地基强度和稳定性问题。
堵：是处理集中渗漏通道的主要办法。可利用不同的材料堵塞空洞， 堵塞材料可因地制宜采用块石、砂、混凝土或粘土等。
截：系指在地下管道的集中渗水出筑隔水墙截断渗漏通路。
围：库区有个别大溶洞或反复泉 ，采用简单的堵法不能见效，可以修 筑高烟筒圆形围墙，将其与水库隔离以达到防渗的目的。
铺：是处理地表呈面状或带状的分散渗漏带的常用办法。库岸斜坡常 用混凝土盖板或粘土斜墙。库底则常用粘土铺盖。
a.对洞顶完整的溶洞，顶板安全厚度采用厚跨比法确定。认为当溶洞顶 板厚度h与建筑物跨过溶洞的长度L之比h/L>0.5时，溶洞顶板安全。
b.对顶板不完整、洞顶坍塌的溶洞，顶板安全厚度洞顶板坍塌堵塞计算 法。所需塌落高度(H)按下式计算：
H=H0/(K-1)
式中 H0——洞体最大高度（精选m版）课件；ppt
当岩溶体地基的强度和稳定性不能满足工程要求，常据岩溶具体 情况、工程要求、施工条件，按照安全性与经济性原则选择适当的地 基处理方法。
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（3）、处理方式
① 填垫法：
该法可分为充填法、换填法、挖填法、垫褥法等几类。
充填法—适用于裸露岩溶土洞,其上部附加荷载不大的情况。最 底部须用块石、片石作填料,中部用碎石,上层用土或混凝土填塞,以保 持地下水的原始流通状况,使其形成自然的反滤层。
岩溶地面塌陷机理及防治
对水力、电力设施的危害
对林木及耕地的危害
一、岩溶塌陷
一）岩溶及其形态特征
岩溶指可溶性岩石受地表水和地下水以化 学溶蚀为主，机械侵蚀和崩塌为辅的地质 营力的综合作用和由此产生的各种现象的 统称，又称喀斯特(karst)。 形态特征：溶沟、石芽、石芽、漏斗、落 水洞、溶蚀洼地、溶蚀盆地、峰丛、孤峰 等等
二）岩溶塌陷发育的时空动态规律
1．单个岩溶塌陷的发育过程及其动态特征 具有由岩溶洞隙～土洞～塌陷的发育过程 2．岩溶塌陷群发育的时空动态： 塌陷的持续性 塌陷的阶段性 塌陷的周期性
塌陷的重复性
三）岩溶塌陷的伴生与共生现象
地面下沉或地面沉降 地面开裂 塌陷地震
四）地面塌陷的前兆
岩溶地面塌陷的成因、机制关系
六、岩溶塌陷的发育规律
一）分布规律 岩溶强烈发育的可溶岩分布地带或沿其与 非可溶岩的接触地带。 沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎 带，岩层剧烈转折、破碎的地带； 松散盖层较薄且以砂土为主，其底部粘性 土层缺失或甚薄的“天窗”地段； 地下水的主通流带或岩溶管道上及排泄区 地下水位在基岩面上下频繁波动的地带， 或受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧 地段； 地下水位埋藏较浅的低洼地带。
7、碎石填料 8、锚固桩 9、挖(钻)孔桩 10、桩栅栏 11、压浆井 12、锚 杆
三）结构物跨越
对已发生的岩溶塌陷及查清的隐伏洞 穴，尚可作结构物跨越。 如、桥钢轨 梁 (板 )等
岩溶塌陷综合治理图
一）发育的基本条件是： 岩溶洞隙的存在 一定厚度的松散盖层 易于改变的岩溶地下水动力条件 二）岩溶塌陷形成的成因分类 自然塌陷:暴雨引起的塌陷 洪水引起的塌陷 重力引起的塌陷 地震引起的塌陷
岩溶塌陷的形成条件与动力因素
岩溶塌陷的形成条件与动力因素一、岩溶塌陷的形成条件岩溶塌陷发育的基本条件是：岩溶洞隙的存在，一定厚度的松散盖层和水动力条件易于改变的岩溶地下水。
(一)岩溶洞隙是岩溶塌陷产生的基础。
岩溶(国际通用术语Karst，译名喀斯特)是指水对可溶性岩石(在我国以碳酸盐岩为主，局部尚有硫酸盐岩、卤化物岩等，这里主要对前者进行论述)进行以化学溶蚀作用与特征(并包括水的机械侵蚀和崩塌使用以及物质的携出、转移和再沉积)的综合地质作用，以及由此而产生的现象统称。
岩溶作用的结果在可溶岩表面及其内部形成各种岩溶现象，在地表的如洼地、槽谷、漏斗、落水洞、溶沟溶槽、石芽、石柱、溶峰等；在地下的则为各种形态的溶洞、溶隙、管道等。
由于岩溶作用受着地下水水流系统的控制，因而各种岩溶现象也往往组成一定的系统，称为岩溶系统，受各种因素的影响，岩溶的发育有强弱之分，一般可溶岩岩性较纯，连续厚度较大，出露分布较广，断层较发育、岩层较破碎的，岩溶较易发育；可溶岩岩性不纯，含泥质及其它不溶杂质成分较多，连续厚度不大或多类有非可溶性夹层，出露分布较局限，断层不发育、岩层较完整的、岩溶发育较弱。
其分级标志参见下表。
岩溶发育愈强烈，岩溶洞隙数量愈多，其规模也愈大，愈有利于岩溶塌陷的形成。
岩溶洞隙的发育一般受岩溶地下水排浊基准面的控制，多发育于浅部，向深部逐渐减弱。
浅部岩溶洞隙由于地下水活动频繁，交替强烈，一般连通性较好，成为塌陷物质的储集空间和运移通道。
岩溶洞隙的开口程度是影响岩溶塌陷形成的重要因素，岩溶地下水的活动，塌陷物质的运移都是通过洞隙开口处进行的，因此，塌陷坑与开口洞隙存在着密切的垂向对应关系。
实践表明，洞隙规模愈大，塌陷也愈大；洞隙开口愈大，塌陷速度愈快。
洞隙的平面展布形态对塌陷平面形态有着决定性影响，裂隙状洞隙往往形成长条状塌陷坑，沿地下河管道往往产生链状或串珠状分布的塌陷坑群。
(二)一定厚度的松散盖层目前已知塌陷中土层塌陷占96．7％，可见土层是塌陷的主要组成部分。
浅谈岩溶塌陷成因及防治措施
浅谈岩溶塌陷成因及防治措施------------------以桂西南某铝厂岩溶塌陷勘察为例摘要：岩溶在我国广泛发育，岩溶塌陷为岩溶地区常见的一种地质灾害现象，对正常的生产和生活有着极大的不良影响。
本文结合实际案例，对岩溶塌陷的形成因素及机理进行探讨分析并提出相关治理措施建议。
1 岩溶背景岩溶，主要指水流对碳酸盐岩等可溶性岩石以化学作用为主，机械作用为辅的地质作用过程及其所产生的现象。
广西华银铝厂位于广西省百色市德保县，地处桂西北，为岩溶强烈发育区。
我国的岩溶发育广泛，碳酸盐岩的分布，有346.3万km2，碳酸盐岩出露面积有90.7万km2，从北方小兴安岭到南海诸岛，从青藏高原到宝岛台湾，都有岩溶发育。
其中以山西高原及邻近省区，到华南云、桂、贵，包括川、鄂、湘的部分地区最为发育。
山西岩溶高原蕴藏丰富的煤炭资源，其两侧的华北油田潜山型储集层和鄂尔多斯油田深部碳酸盐岩储集层，构成我国重要的能源基地，西南岩溶区及华南岩溶区蕴藏着我国最主要的有色金属和磷矿资源，不仅在岩溶区有丰富的固体矿产资源，我国四分之一的地下水资源也是分布于岩溶区。
此外，岩溶地区造成的地貌成就了一批著名的风景名胜，桂林山水、云南石林、四川黄龙九寨沟等风景区。
因此岩溶在我们的生产生活有着重要意义。
2 岩溶塌陷岩溶地面塌陷简称岩溶塌陷或塌陷，是岩溶地区常见的一种动力地质现象，亦是岩溶地区一种特殊的水土流失现象。
它是岩溶发育过程中，自然界岩土、水、气多相平衡状态遭受破坏后，地表岩土体向下部岩溶空间流失，由不平衡状态向平衡状态发展的一个阶段。
这种现象，在天然状态下可以产生，但发展缓慢。
而在人类经济工程活动中，加速了自然界平衡的破坏，塌陷的产生往往十分迅速，有时规模巨大，危害严重。
该厂自从投产以来，由于厂区周边建设的加速及自然环境的变化，区域内的水文地质条件发生了改变，厂区内发生了大小规模不一的地面塌陷，这些塌陷部分已对厂内设备、建（构）筑物基础造成了安全隐患。
岩溶地面塌陷设计
岩溶地面塌陷设计岩溶地面塌陷是指由于地下溶蚀作用导致地表下方的岩石层发生塌陷现象。
这种地质灾害常见于岩溶地区，对人类的生命财产安全造成严重威胁。
本文将从岩溶地面塌陷的成因、特征、预测与防治等方面进行探讨。
一、成因岩溶地面塌陷的主要成因是地下水溶蚀作用。
在岩溶地区，地下水与岩石中的溶质发生反应，溶解出岩石中的可溶性矿物，导致岩石体积减小，从而引发地面塌陷。
此外，地下水位下降、地下水过度开采、地下水污染等因素也可能加剧岩溶地面塌陷的发生。
二、特征岩溶地面塌陷具有以下特征：1. 突发性：岩溶地面塌陷往往突然发生，给人们带来较大的不可预测性。
2. 局部性：岩溶地面塌陷通常发生在局部区域，但其影响范围可能较大。
3. 多样性：岩溶地面塌陷的形态多样，包括坑洞、塌陷槽等。
4. 频发性：岩溶地面塌陷在岩溶地区较为常见，频繁发生。
三、预测与防治为了预测和防治岩溶地面塌陷，需要采取以下措施：1. 地质勘察：通过地质勘察，了解地下岩层的结构和性质，评估地下水位变化对地面稳定性的影响。
2. 监测系统：建立岩溶地面塌陷的监测系统，包括地下水位监测、地表变形监测等，及时掌握地下水位和地表变形的变化情况。
3. 预警机制：基于监测数据，建立岩溶地面塌陷的预警机制，及时发布预警信息，提醒相关部门和居民采取防范措施。
4. 治理措施：对于已经发生岩溶地面塌陷的区域，需要采取治理措施，包括填充、加固等，恢复地面的稳定性。
5. 合理规划：在岩溶地区进行城市规划和土地利用时，应充分考虑岩溶地面塌陷的风险，合理规划建设，避免在高风险区域进行重要建筑物和基础设施的建设。
岩溶地面塌陷是一种常见的地质灾害，对人类的生命财产安全造成严重威胁。
通过加强预测与防治工作，可以有效减少岩溶地面塌陷带来的损失。
在未来的工作中，我们需要进一步加强研究，提高预测和防治的准确性和效果，为岩溶地区的安全发展提供保障。
工程地质知识：岩溶塌陷发生的前兆特征.doc
工程地质知识：岩溶塌陷发生的前兆特征岩溶塌陷很长一段变形过程发展于地面以下，一旦地面以上出现前兆，离塌陷时间已近而短促，往往因未及时引起警惕而造成重大损失。
然而作为塌陷的序幕，只要认真仔细观察是可以发现并作出预警预报的，对减轻灾害损失具有重要意义。
主要的前兆有：
1、井、泉的异常变化：如井、泉水位的骤然升、降，水色突然浑浊和翻砂、冒气。
这些现象反映岩溶地下水动力条件突然发生急剧改变，从而为塌陷作用的发展提供了动力。
这些变化的产生或与附近地表水体河、湖、坑矿）突然间发生集中渗漏有关，或者与地下水通道因土洞扩展坍塌造成的堵塞或冲决有关。
无论如何它们都将促进土洞的快速扩展，预示着存在塌陷的险情，作为塌陷的前兆有着重要的意义。
2、地面变形：如地面出现环状裂缝并不断扩展，产生局部的地鼓或下沉现象。
它们一般是土洞扩展达到一定规模后其顶板已接近极限平衡状态的现象，这时地面已处于临近塌陷的危险状态。
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b.横谷： 修水库不利，但充分利用隔水层，可能防止坝区渗漏。 c.斜交谷：具体分析
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★断层：既可有利于渗漏，又可不利于渗漏
★岩体侵入：相对隔水层的分布位置
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3.查明河间地块的水文地质条件
（1）补给型： 渗漏与否视蓄水后库水位与地下水位的补给关系而定。 若建库后仍为补给型，不永久渗漏。 若建库后为排泄型，则渗漏。 （2）排泄型：建库后肯定会产生永久渗漏
甲
白云石
4 32 80％ 50％
50％
30％ 5 10％
1 20％ 方解石
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标准试样：方解石，要求试样尺寸相同，粉碎的粒度大小一 样，溶蚀在高浓度CO2的蒸馏水中。 KV及KCV越大，说明岩石的溶蚀强度和溶蚀速度也越大。 研究表明：★方解石含量越高， KV越大；反之白云石含量越高 ，
岩溶作用＋现象
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一、碳酸盐岩岩性的影响
甲：纯碳酸盐岩
1.灰岩 2.白云质灰岩（云灰岩）
酸不溶物
3.灰质白云岩（灰云岩）4.白云岩
非
乙：（不纯）质碳酸盐岩
5.XX质灰岩 6.XX质云灰岩
碳酸盐岩
7.XX质灰云岩 8.XX质白云岩
丙 10 9
丙：不纯碳酸盐岩
乙87 6
9.XX灰岩 10.XX白云岩
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饱和溶液的混合溶蚀效应
指两种或两种以上已失去溶蚀 能力的饱和水溶液，在碳酸盐 岩体内相遇，混合后的溶液由ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ原来的饱和状态变成不饱和状 态，从而产生新的溶蚀作用， 继续溶解碳酸盐岩。
凡是有利于水混合的地带，岩 溶均较其它地带发育。
CaCO3 A
B C
E
D
CO2
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二、岩溶渗漏的研究内容 1.查明岩溶发育、分布规律 重点查明溶洞、暗河的展布位置、规模等，进行岩溶泉水流量、高 程调查，确定通道的位置及可能影响程度。 2.分析地质条件 （1）岩层组合： 当夹有非可溶岩地层时，可借助该层防止渗透
（2）地质构造： ★褶皱 a.纵谷： 与河流所处褶皱的部位有关
（2）大型褶皱控制了可溶岩的空间分布和地下水汇水范 围及径流条件，影响着岩溶的发育。
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3.岩层组合的影响
（1）厚而纯的碳酸盐岩
Ⅰ
Ⅰ.包气带：多发育垂直岩溶
形态
Ⅱ
Ⅱ.地下水季节变动带：
两方向岩溶均发育
Ⅲ
Ⅲ.饱水带：
规模大、连续性好的水平岩
溶
Ⅳ
Ⅳ.深循环带：岩溶不很发育
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2、道路工程
路基、站场、桥梁地基稳定 性、地基塌陷 我国东部岩溶区，铁路4010 公里，岩溶塌陷376处，近 十年间中断行车1860小时， 颠覆列车3次
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3、工民建
KV越小。 ★酸不溶物含量越高， KV越小。
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二、气候的影响
1、降水 （1）水直接参与岩溶作用，充足的降水是保证 岩溶作用强烈进行的必要条件。 （2）水是溶蚀作用的介质和载体，充足的降水 保证了水体的良好的循环交替条件，促进岩溶作 用的强烈进行。
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一、溶蚀过程
CO2的来源： （1）大气 （2）土壤中生化作用、变质作用 （3）火山活动及岩层中某些化学作用产生的CO2
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二、混合溶蚀效应
1、定义： •不同成分或不同温度的水混合后，其溶蚀能力有所 增强的效应。 2、类型 •饱和溶液的混合溶蚀效应 •不同温度溶液的混合溶蚀相效应
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二、岩溶工程地质研究的意义
1、水利水电工程 渗漏、溃坝、诱发地震 据广西39个岩溶山地县统计，在已建的260座大 水库中，有明显渗漏的（设计效益与实际效益相 比低于80％者）有92座。
第五讲岩溶渗漏与塌陷
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第一节 概述 第二节 碳酸盐岩的溶蚀机理 第三节 影响岩溶发育的因素 第四节 岩溶区水库渗漏问题 第五节 岩溶地基稳定性问题
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一、岩溶的定义
•岩溶(Karst)：水对可溶性岩石进行的以化学溶蚀作用为主 的综合地质作用以及由此产生的各种现象。 •岩溶作用：以化学溶蚀为主，同时还包括机械破碎、沉积 、坍塌、搬运等作用，是一个化学－物理相结合的综合作 用。 •岩溶现象：岩溶地貌及水文、工程地质条件。如石芽、石 钟乳、溶洞、地下暗河等。 •可溶性岩石包括碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物等。
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3、堵洞
选择集中漏水的洞口用适当的建材堵塞，是防止岩溶通道 渗漏的有效方法。
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4、隔离 在库岸基岩上修筑隔水围坝，将范围不大的集中渗漏区
与库水隔离、以减少水量损失
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2.不同温度溶液的混合溶蚀相效应
如果有两种温度不同而饱和度相同的水相混合，或一种水 溶液由高温变为低温，都可以加大CO2的溶解度，从而加 强溶液的溶蚀能力，继续溶蚀作用。
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三、其他离子的作用
1.酸效应 2.同离子效应
3.离子强度效应
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地基稳定性、塌陷问题 自1977年至今，武汉地区先后发生6次岩溶地面塌陷： •1977年，汉阳中南轧钢常堆料场塌陷； •1988年，武昌陆家街塌陷和阮家巷塌陷； •1999年，毛坦村小学塌陷； •2000年2月，武昌司法学校塌陷； •2000年4月，青菱乡烽火村塌陷
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5.截水墙
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6、导排
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第五章 岩溶工程地质研究
第一节 概述 第二节 碳酸盐岩的溶蚀机理 第三节 影响岩溶发育的因素 第四节 岩溶区水库渗漏问题 第五节 岩溶地基稳定性问题
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一、变形破坏的主要形式
1.不均匀沉降 2.地表塌陷 3.地基承载力不足 4.地基滑动
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第五章 岩溶工程地质研究
第一节 概述 第二节 碳酸盐岩的溶蚀机理 第三节 影响岩溶发育的因素 第四节 岩溶区水库渗漏问题 第五节 岩溶地基稳定性问题
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第四节 岩溶区水库渗漏问题
一、渗漏的形式 1.按渗漏通道分类
裂隙分散渗漏 管道集中渗漏 2.按库水漏失的特点分类（渗漏持续时间） 暂时性渗漏：包气带 永久性渗漏 3.按渗漏部位分类 绕坝渗漏：坝区 临谷渗漏：库区
第五章 岩溶工程地质研究
第一节 概述 第二节 碳酸盐岩的溶蚀机理 第三节 影响岩溶发育的因素 第四节 岩溶区水库渗漏问题 第五节 岩溶地基稳定性问题
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岩溶发育的条件
•具有可溶性岩石 •岩石具有透水性 •水具有侵蚀能力 •水在岩石中应是不断地 运动的
可溶性岩石＋不断运动的 侵蚀性的水
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二、地表塌陷的工程地质评价
1.岩溶洞穴对工程的危害
1）建筑物基础悬空
2）对建筑物稳定性的影响
2.地表塌陷的形成 潜蚀论 真空吸蚀论
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（1）潜蚀论 潜蚀论是1898年俄国学者巴浦洛夫提出的，在国内外地
质界长期被接受并加以应用。 地下水位下降时，水力梯度也随之增大，地下水流速加
三、地形地貌的影响
1、平坦地区：地表径流弱，入渗强烈，有利于岩溶发育 2、陡峭地区：地表径流强烈，入渗弱，不利于地下岩溶 发育 3、突起地区：地下水位深，包气带厚度大，垂直岩溶发 育 4、低洼地区：地下水位浅，汇水地带，岩溶发育强烈， 以水平岩溶为主。
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：
四、地质构造的影响
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新构造运动的基本形式有三种：
1.上升期：侵蚀基准面相对下降，地下水位逐渐下降，侧向岩溶 不发育，规模小而少见，分带现象明显，以垂直形态的岩溶为主 。
2.平稳期：侵蚀基准面相对稳定，溶蚀作用充分进行，分带现象 明显，侧向岩溶规模大，岩溶地貌较明显典型。
3.下降期：常形成覆盖型岩溶，地下水循环条件变差，岩溶作用 受到抑制或停止。
（3）悬托型：一定渗漏 在深厚碳酸盐岩地层中，地下水排泄通畅，地壳上升，侵蚀基准面 不断下降，始终保持地下水位低于河水位，形成悬托河。 若河谷沉积物覆盖层较厚，颗粒较细，则渗漏微弱些，否则渗漏严 重。
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三、岩溶渗漏的防治措施
截断渗漏通道 •灌 •铺 •堵 •截 导水导气
2、气温
（1）气温升高，生物新陈代谢加快，土壤中有更多的CO2富 集，但水中的CO2的溶解度减小，不利于岩溶作用。
（2）气温升高，溶蚀速率增大，有利于岩溶作用。 总体上：气温升高有利于岩溶作用的进行。温热潮湿的热带