隧道岩溶处理面面谈

岩溶对隧道工程的影响主要是洞害，水害，洞穴充填物及坍塌，洞顶地表塌陷4个方面，介绍了内昆铁路，南昆铁路部分典型隧道溶洞的处理方法和措施。     

岩溶洞穴调查的技术规范体系初探

岩溶洞穴调查技术规范目前在我国尚属空白,本文以我国岩溶洞穴调查现状为基础,论述构建规范体系的必要性和意义,强调了制订的原则和思路,借鉴其它地学领域技术标准体系的建设经验,以规范体系层次分类为基础,尝试性提出了岩溶洞穴调查技术规范体系的基本框架结构,分析了规范体系建设中的关键节点,阐述了岩溶洞穴基础测量规范和数据库建设规范是近期体系建设的核心和重点,指出技术规范体系是制订针对岩溶洞穴调查各项工作内容具体性规范的基础,这对岩溶洞穴学科科研水平的提高和实现更高的社会经济价值有着重要的意义。      

岩溶中低山区岩石路堑填土路基塌陷危险性判识研究

铁路在通过岩溶中低山区时大量采用了岩石路堑和人工填土路基，在路堑施工过程中，可能会有一部分原来未在原坡面开口的溶洞被部分揭露或顶板被削薄，同时爆破施工可能恶化浅埋溶洞顶板的结构及物理力学性质，从而使回填部分土石方形成的路基坐落于开口岩溶形态或溶洞的薄顶板上，具有发生岩溶塌陷的危险性。本文总结了岩溶中低山区岩石路堑填土路基岩溶塌陷发育的基本特点，分析了可溶岩边坡岩溶系统的发育规律，并结合南昆铁路部分区段开口岩溶的野外判别，提出使用逐步判归方法对岩石路堑填土路基的塌陷危险性进行评价。     

塔河油田奥陶系古岩溶洞穴识别及预测

在塔河油田奥陶系中蕴藏着丰富的石油资源，碳酸盐岩储层的主要储集空间为裂缝和溶蚀孔、洞，其中岩溶洞穴是最主要的储集空间，研究岩溶洞穴的展布具重要意义．应用钻井、测井、地震等资料分析了岩溶洞穴的识别标志，并利用地震反射结构和振幅变化率技术预测了岩溶洞穴在塔河油田某区的展布．     

对岩溶洞穴成层性观念的再思考

本文对岩溶地区洞穴成层性的传统观念提出了质疑，并进行了一定的再思考和讨论。笔者认为，岩溶地区垂向上发育的岩溶洞穴，不存在着以前传统的洞穴成层性观念。不同高程的岩溶洞穴，是不同时代发育形成的、相互交叉、相互叠置的混杂体。不能牵强地将垂向发育的洞穴和河流冲积阶地进行联系对比，也不能笼统地以洞穴化学堆积物、古脊椎动物、古人类化石的年代来代表洞穴发育的年代。用洞穴内机械堆积物的年代资料也要特别慎重。尽管鉴别、区分这些洞穴发育形成的年代比较困难，但仍是可以认识和区分的。     

吉林省通化地区岩溶洞穴特征及其形成与遗存的环境

在阐述通化地区岩溶洞穴特征的基础上，探讨了该区岩溶洞穴的形成与遗存环境，为北方岩溶水资源评价方法的选择提供了依据。     

贵州荔波岩溶洞穴发育特征

荔波位于云贵高原岩溶向广西岩溶丘陵和孤峰岩溶平原过渡的岩溶斜坡地带。区内岩溶洞穴极其发育,岩溶洞穴(在时空分布上受区域碳酸盐岩地层分布的控制,表现出对地层岩性的选择性和洞穴发育的成层性特点,岩溶洞穴的发育规模、方向明显受断裂、裂隙构造的控制,表现出极强的方向性。本文主要依据洞穴的形成条件、洞穴空间展布的控制特征以及洞穴沉积物的特征等,论述了区内岩溶洞穴的发育特征。      

桂林岩溶洞穴发育的古老性及热带岩溶发育历史的探讨

通过不同高程上岩溶洞穴、溶隙、洼地内充填和残存的不同时代的地层实际资料，结合对本区热带岩溶发育历史的研究认为，桂林热带岩溶发育可上推到中三叠世初期的桂西运动就开始了，岩溶洞穴发育最古老者也可上推到中三叠世。在热带岩溶地貌发育上，贡献最大的时期，一是中、晚三叠世，二是第三纪。前者奠定了本区热带岩溶地貌轮廓雏形；后者基本上形成了现代热带岩溶地貌的总形态。岩溶洞穴的发育，最发育时期是中、晚三叠世、第三纪，其它时期主要是利用、改造前期洞穴，只在有利部位发育一些新生小洞穴，在新生大型洞穴方面无重要贡献。现垂向上的岩溶洞穴，是不同时代发育形成的一个混杂体，不存在传统认识上的成层性。     

轮古西奥陶系潜山洞穴型岩溶储层发育特征与充填规律

洞穴型岩溶储层是塔里木盆地轮古油田缝洞型碳酸盐岩油藏的主要储集空间类型,多数高效井均钻遇大型洞穴型岩溶储层。依据轮古西奥陶系潜山大量单井资料分析,洞穴型岩溶储层可分为充填洞穴、半充填洞穴和未充填洞穴三种类型。结合古地貌精细刻画与岩溶垂向分带成果,认为古地貌位置由岩溶台地向岩溶缓坡和岩溶盆地逐渐降低,而洞穴发育和充填程度在逐渐增高。未充填与半充填洞穴主要发育在岩溶台地和岩溶缓坡的溶峰边坡、溶丘边坡及沟槽谷洼地边坡等地貌单元。表层岩溶带、径流溶蚀带洞穴型岩溶储层发育频率最高,其次为垂直渗滤带和潜流溶蚀带。未充填与半充填洞穴型岩溶储层主要发育在表层岩溶带。     

试论桂林岩溶洞穴发育的古老性及形成时代探讨

中、晚三叠世是桂林热带岩溶、岩溶洞穴强烈发育的一个重要时期。早侏罗世，气候条件仍然有利，热带岩溶继承发育，但因碳酸盐岩被晚三叠世内陆湖盆堆积物覆盖，一定程度上减低了热带岩溶发育的强度。中侏罗世至白垩世，气候干旱炎热，降雨 ，“三水”活动不强烈，岩溶、岩溶洞穴不发育。晚白垩世，广泛发育内陆湖盆，岩溶作用有一定改善，但因仍处于干旱、炎热环境，湖水浅，堆积迅速，不利于大型洞穴的形成。第三纪是本区热带岩溶     

侧部水压充填型岩溶隧道衬砌结构位移性状分析

以宜万铁路某岩溶隧道为例,利用有限差分软件FLAC3D对隧道左侧部存在高压充水溶洞的隧道衬砌结构位移特征进行了数值模拟研究,并与现场监测结果进行了比较分析,同时还分析了溶洞内水压的变化以及充水溶洞与隧道间距的变化对隧道衬砌结构位移的影响。结果表明:靠近充水溶洞侧的衬砌结构水平位移值要比远离充水溶洞侧的衬砌结构水平位移值要大,其中左边墙的水平位移是右边墙的2倍左右;拱顶和左拱肩之间的区域有较大的向下竖向位移,左墙脚和仰拱底之间的区域有较大的向上竖向位移;整个衬砌结构向远离充水溶洞侧变形。随着溶洞内水压逐渐增大以及充水溶洞与隧道间距离的逐渐减小,衬砌结构特征位置处的水平位移和竖向位移均有不同程度的增大;沿着隧道的轴向,断面越靠近充水溶洞其受影响程度就越大。     

Radar spectral analysis and evaluation of the effect of grouting treatment in karst caves and soil caves

This paper studies karst cave and soil cavity development in the process of karst collapse as a means of disaster prevention and control. Using the karst area of the Shandong section of the Beijing–Shanghai high-speed railway as a test area, a numerical simulation method is presented as well as the model test to study the characteristics of typical radar images of different types of karst caves and soil cavities. By combining theoretical analysis with field test results, the method and characteristic standards for nondestructive testing using ground-penetrating radar to determine the grouting effect on a karst roadbed are given. The radar spectrum characteristics are analyzed for a cave, water-filled cave, clay-filled cave, karst cave with dense grouting and karst cave with grouting that is not dense. Comprehensive analysis of the results of indoor model testing and numerical analysis, combined with the engineering practice of evaluating the effect of grouting treatment in the selected section of the Beijing–Shanghai high-speed railway, clarifies the basic characteristics of map recognition of radar detection of karst grouting. The morphological characteristics of the karst caves in the geological radar images are usually composed of many hyperbolic strong reflection waves. Multiple-reflection wave groups of high amplitude, low frequency, and equal distance indicate the side wall of the cave. The bottom interface of the cave is not obvious, although when the bottom part of the cave is filled with water or clay, silt, sand and gravel material. The bottom of the reflection wave will be enhanced. When the cave is filled with material, the electromagnetic wave energy decays rapidly, the high-frequency part is absorbed, and the reflection is mostly low frequency wave. The characteristics of radar images of the slurry distribution area are obvious in the grouting zone. A horizontal direction results in arc-shaped distribution, and a vertical direction has more regular distribution. The results of the study are helpful in the exploration of karst caves and soil caves, and the evaluation of the effect of grouting treatment in mitigating karst collapse.     

岩溶地区隐伏溶洞顶板稳定性及变形分析

溶洞顶板以及溶洞本身的变形是评价含隐伏溶洞岩溶地基稳定性最为直观的技术指标,在岩土自重和桩基的外附荷载作用下,确定桥基隐伏溶洞顶板安全厚度为8.0 m能够满足稳定性要求,突破了设计规范中对溶洞厚跨比必须大于0.8的要求。利用有限元计算,预测了桥基下溶洞及顶板的变形规律,采用钻孔多点位移计实现了在施工荷载施加过程中对溶洞及顶板岩体的变形的实时监测,有效验证了数值计算结果的合理性。监测结果表明：溶洞顶板不同岩层及溶洞本身的变形在荷载施加初期发展较快,相同施工荷载作用下洞体本身的应变最大,而顶板表层的应变又高于洞体上部岩层应变。     

顶部既有隐伏溶洞对圆形隧道稳定性影响的数值分析

隧道穿越岩溶区施工中,既有隐伏溶洞因其具有的隐蔽洞使得在工程上不能事先采取安全措施,易遭受猝不及防的破坏,给隧道施工和运行造成了很大的安全隐患,危害性较大。针对隧道穿越岩溶区大部分常见中、小尺度既有隐伏溶洞引起的岩溶隧道稳定性问题,采用数值试验方法,系统分析了隧道顶部不同尺度和距隧道不同距离的既有隐伏溶洞对圆形隧道围岩应力、位移和支护结构内力的影响,分析了隧道顶部既有隐伏溶洞引起的隧道围岩塑性区的变化特征。在数值试验基础上,对顶部隐伏溶洞引起的隧道位移变化规律内在机制进行分析。研究表明,一定范围内的大尺度既有顶部隐伏溶洞将引起隧道位移的增加和隧道围岩拉应力的增加。研究结果可为岩溶区隧道建设提供必要的技术支持,对岩溶区隧道设计与施工的科学化、定量化具有直接的推动意义。     

小三峡岩溶隧道围岩防突层安全厚度有限元分析

针对小三峡隧道岩溶发育的工程地质特征,采用有限元方法建立典型隧道断面数值计算模型,分析充水溶洞位于隧道不同方位、不同距离时隧道围岩位移和塑性区变化规律,并结合围岩的位移变化情况和塑性区分布情况作为评价隧道围岩突水的判据,得出防止隧道围岩突水的岩层最小安全厚度。研究结果表明:在岩溶水压力作用下,当洞径比一定时,随着溶洞逐渐远离隧道,溶洞对隧道的影响在逐渐减弱;当间径比一定时,溶洞直径越大对隧道的影响越明显;同时根据围岩的位移和塑性区计算结果得到了隧道围岩最小防突厚度。研究成果可为小三峡隧道安全施工提供技术支撑。      

岩溶路基注浆质量综合物探检测方法与评价研究

为研究岩溶路基注浆质量综合物探检测方法及相关检测评价标准,在南广铁路全线的岩溶路基中选取具有代表性的试验区段,对电阻率法、瞬态面波法和电磁波CT法等物探检测方法的特性和检测评判标准展开了现场试验研究。根据上述物探检测方法的适用性和经济性,提出了一种在不同工程条件下多种物探检测方法优化组合的综合物探检测方法。并通过统计分析注浆合格的岩溶路基注浆前后电阻率、面波波速及电磁波吸收系数变化规律,初步得出了上述3种检测方法的注浆质量检测评价标准:电阻率法检测合格标准为溶洞注浆前后电阻率变化率大于20%,卵石土层电阻率变化率大于10%; 瞬态面波法检测合格标准为注浆后土体波速大于20.6h+130.3,溶洞波速大于17.1h+236.9; 电磁波CT法检测合格标准为溶洞注浆前后电磁波吸收系数差值大于0.4dB m-1,卵石土层电磁波吸收系数差值大于0.1dB m-1。     

研究岩溶洞穴堆积的旅游地学意义

我国丰富的岩溶洞穴资源的开发,目前多处于供观赏形态的初期阶段,未赋予旅游地学内涵。将岩溶洞穴堆积研究与旅游地学相结合,不仅可恢复洞穴古水文状况,探究洞穴成因,具有科学研究价值;而且可以指导合理开发利用和科学保护这些地质遗迹,具有重大的经济效益、社会效益和环境效益。     

线性工程路基岩溶土洞(塌陷)监测技术与方法综述

土洞(塌陷)的监测预警问题一直是国际上极具挑战性的课题。近年来,随着新技术的发展,特别是光电传感技术的应用,岩溶土洞(塌陷)预警监测已取得可喜的进展。本文通过对地质雷达监测法、剖面沉降监测法、In Sar 监测法、时域反射( TDR)同轴电缆监测法、基于岩溶管道裂隙水(气)压力监测的触发因素监测法、BO TDR及OTDR光纤传感监测法等适合于线性工程岩溶土洞(塌陷)的监测预报方法进行了系统分析比较,结果发现: 单一方法在岩溶土洞(塌陷)的监测预警中都有其局限性; 分布式TDR及BOTDR技术可有效确定岩溶塌陷的空间位置,但在埋设方面需进一步的研究;岩溶土洞(塌陷)的监测预警是一个系统工程,应考虑多种方法的综合运用。      

中老铁路桥梁桩基岩溶处理施工技术研究

依托中老铁路朋松楠松河特大桥岩溶桩基施工,综合工程安全、质量、工期、成本、环境等多方面因素,研究不同发育形态岩溶较适用的处理技术,对比分析抛填黏土片石筑壁法、钢护筒跟进法及两者相结合的处理方法在不同发育形态岩溶处理中的优缺点和适用性,结果表明:对于小型空洞、中型全填充或局部填充溶洞,抛填黏土片石筑壁法可快速、高效、经济地完成溶洞处理;对于中型空洞、大型溶洞、形成较大地下水流通道的溶洞,抛填黏土片石筑壁法与钢护筒跟进法相结合的处理方法有效解决了单个处理措施施工中伴随的工效低、易塌孔、灌注混凝土超方、钢护筒挤压变形等问题,经济、高效地完成了该溶洞处理。根据本研究成果,提出了桥梁桩基岩溶处理较适用的选定原则及控制要点。