隧道岩溶处治关键技术

溶洞和溶孔则与可溶岩中的节理和小型破碎带有关。

② 溶洞的进口在地貌上的常常表现为四周封闭的洼地。
③ 大中型溶洞多为浅部地下岩溶，主要发育于以垂直岩溶为主的 饱气带和垂直岩溶＋水平岩溶的季节变动带。

④ 溶洞多以半空腔、多半空腔和空腔的岩溶洞穴形式出现，只有 进口，没有明显出口（仔细观察，在其洞底仍可发现地下水缓慢向


（2）暗河的成因特征

① 大型暗河多沿强溶岩中的背斜、向斜核部破碎带和主期活动 为压冲逆断层的大型复合式断层破碎带成生，中型暗河多沿强溶 岩中的、主期活动为压冲逆断层的中型复合式断层破碎带成生， 也可沿着强溶岩与非溶岩、弱溶岩的界面成生，小型暗河或暗河 通道多沿强溶岩中的、主期活动为张滑正断层的小型复合式断层 破碎带成生。 ② 暗河进口在地貌上的也常常表现为四周封闭的洼地。
渝黔铁路新凉风垭隧道遭遇溶洞情况
新凉风垭隧道洞穴型溶洞
新凉风垭隧道充填型溶洞
宜万铁路鲁竹坝2号隧道遭遇溶洞情况
宜万铁路遭遇溶洞情况
高坪1＃隧道580洞穴型岩溶
高坪1＃隧道裂隙型岩溶
龙麟宫隧道大型岩溶
白云山隧道806无充填型溶腔
宜万铁路遭遇溶洞情况
龙麟宫隧道794半充填型溶腔
大支坪隧道151洞穴充填型溶腔
洞穴型岩溶
半充填大型溶洞
充填块石土型岩溶
充填粉细砂型岩溶
充填泥浆水岩溶
充填清水岩溶
无 充 填 大 型 溶 洞
无 充 填 大 型 溶 洞
隧 道 与 暗 河 相 交
1.5 地下岩溶的成因特征
（1）溶洞的成因特征
① 大中型溶洞多沿强溶岩中的断层破碎带成生；也可沿强溶岩与 非溶岩或弱溶岩的界面成生，并且主要分布在强溶岩中。大量的小
1.4 地下岩溶类型

地下岩溶的地质类型总体分为洞穴式和充填式两大类型。 （1）洞穴式地下岩溶 ① 溶洞
溶洞属于其中一种只有进口，没有明显出口的一种洞穴式地下岩溶。 绝大多数溶洞，或多或少都应有部分地下水充填。真正无水的 “溶 洞”，绝大部分应属于以“干洞”形式出现的暗河通道。

② 暗河
暗河，属于其中另一种既有进口，又有出口的一种洞穴式地下岩溶。 暗河是在地下、通过岩溶洞穴流经的河流。有终年流水的暗河，也有 季节性有水的暗河；还有经常以“干洞”形式出现，偶尔有水流动的 暗河，或称暗河通道。即，暗河通道可以在旱季里是“干洞”，在雨 季里则以有水流动的暗河的形式出现；甚至可以是晴天为“干洞”， 雨天是有水流动的暗河。
（2）充填式地下岩溶

① 岩溶淤泥带
岩溶淤泥带的溶腔或岩溶裂隙内的充填物主要是地表陷落的
岩石碎块和土壤、两壁陷落的破碎岩块，当然还有泥沙和水。 依据岩溶淤泥带的稠稀，又可进一步划分为上部干性（稠性） 岩溶淤泥带和下部稀性、水性岩溶淤泥带两种。

② 岩溶陷落柱 岩溶陷落柱的溶腔内的充填物主要是溶腔上复的泥岩、页岩、 粉砂岩等煤系地层中的软岩。岩溶陷落柱又可以进一步分为干 性陷落柱和湿性陷落柱。
低处渗流的裂隙）。溶洞常常是暗河的前身，所以，相邻较近的溶 洞常常连接在一起，形成串珠状溶洞。

⑤ 溶洞的横断面形态多呈陡立的、上部窄小、下部宽大的反漏斗 形态；既可以与地表直接相通，也可以不与地表直接相通。
⑥ 溶洞腔内大多存在部分水体或大部分水体，并处于“静止”
状态（非绝对静止，仍有缓慢渗流），底部常常有少量含棱角状细沙 的淤泥层。
马鹿箐隧道978富水溶腔突水
野三关隧道602富水溶腔突水
1.2 岩溶形成的基本条件
岩溶的形成必须具备以下基本条件，即：

岩石的可溶性与岩石裂隙。

水的流通条件。可溶岩与岩石裂隙能提供水渗透和运
移的空间。

水的侵蚀作用，即具有溶蚀能力的水流。
此外，隧道所处地形、当地的降水量的大小及覆盖隧 道表面土体的性质也是造成岩溶发育的重要因素。
1.3 岩溶发育演化的三个阶段



岩溶的发育演化一般可划分为如下三个阶段： ●形成阶段：只要满足前述洞穴发育的四个基本 条件，即可开始形成洞穴。在这个洞穴形成的初期 阶段，洞穴空间规模一般较小，多呈孔隙状，主要 表现为溶蚀现象。 ●发展阶段：随着参与洞穴发育的水流流量流速 的增加，洞穴空间逐渐扩大，发 展成为人能进入具 有一定规模的通道系统，主要表现为溶洞和地下暗 河。 ●衰亡阶段：由于地壳抬升，洞穴逐渐脱离地下 水位进入包气带[注：地面以下潜水面以上的地带 ]， 失去了进一步发展的动力条件，主要表现为崩塌现 象显著，钟乳石类次生化学沉积大量发育，洞穴空 间逐步壅塞减小。
1.1 岩溶的概念

岩溶(国际通用术语Karst，译名喀斯特)是在以碳酸盐类为主的 可溶性岩石分布区，由于水特别是地下水，对岩石以溶蚀为主 的作用所形成的沟槽、裂缝、洞穴，以及由于溶洞顶板塌落使 地表产生陷穴、洼地等现象。

可溶性岩层的成分可分为碳酸岩类岩层(石灰岩、白云岩、泥灰 岩)、硫酸岩类岩层(石膏、芒硝)、卤盐类岩层(岩盐)等三类。
岩溶隧道处治关键技术
王 强
中铁十八局集团有限公司 2014年7月
目
1. 对地下岩溶的认识 2. 岩溶对隧道工程的危害 3. 岩溶隧道超前地质预报
录
4. 岩溶处治施工技术
5. 岩溶地段隧道施工阶段的管理
1. 对地下岩溶的认识
Βιβλιοθήκη Baidu1.1 岩溶的概念 1.2 岩溶形成的基本条件 1.3 岩溶发育演化的三个阶段 1.4 地下岩溶类型 1.5 地下岩溶的成因特征 1.6 岩溶、暗河的初步判断方法

⑦ 溶洞中的水体压力不大，没有承压性。由于水面之上的空气与地 表是连通的，所以，腔内的水体压力一般与地表水体相似，即有多深 水，才有多大压力。 ⑧ 溶洞中的水体水量可以很大，也可以很小，甚至成为“干洞”； 水量大小与地表降水密切相关，与季节密切相关。 ⑨ 当隧道通过较大溶洞上部时，将出现无水的空腔。 ⑩ 当隧道掌子面与溶洞内的水体上中部接近时，钻孔中喷射的地下 水以“清水”为主；若隧道掌子面与溶洞内的水体底部接近时，钻孔 中涌出的地下水出现“先浑后清”的变化，并常常在开始夹带棱角状 的小碎石和泥沙。当隧道开挖突然遭遇到较大溶洞的水体时，可造成 水压不大、但水量却很大的大涌水甚至突水；但过一段时间，水量就 会急剧减少乃至中断。