某高速公路巖溶地質災害影響因素的量化

楊小偉，李 浩

（中國地質大學，湖北 武漢 430074）

公路路線所經地區發育的地層由老至新為：泥盆系，巖性主要為泥質灰巖、灰巖；石炭系，巖性主要為深灰、灰黑色灰巖、白云質灰巖夾泥灰巖；二疊系下統棲霞組，巖性主要為灰、黑色灰巖、含炭質灰巖夾炭質頁巖；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，溫暖多雨，水系發育，地下水的補給充沛。丘陵地區基巖裂隙發育，風化層厚度較大；河谷和平原區地形平坦，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 巖溶地質災害影響因素分析

影響巖溶地質災害施工安全的因素較多，結合此高速公路特點，比照國內外類似工程的經驗，其主要影響因素有巖溶發育程度、上覆蓋層、地下水、構造影響、建筑物重要程度等。

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

（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基礎。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，其物理力學性質、結構組成及厚度等都對巖溶塌陷的形成產生重要影響。

（3）地下水。地下水環境變化是產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作用保持著平衡狀態，地下水環境的變化，使得這種平衡被打破，土體內部的應力應變也隨之發生變化，并引起土體的連續發應，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）構造影響。斷裂構造使巖層產生大量裂隙，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。路段通過范圍發育6條斷層，地層巖石較破碎，裂隙較發育，對巖溶發育具有重要影響。

（5）建筑物重要程度。由于線路范圍內存在高鐵、高速公路、橋梁、房屋、路基等設施基礎結構有所不同，其抗塌能力也有很大區別，同時建筑物的重要性也有所差異，因此，應對建筑物的重要程度加以區分。

2 巖溶地質災害影響因素的構建及量化

巖溶塌陷環境是非常復雜的系統環境，其影響因素多且相互制約，巖溶塌陷預測則是一項復雜的系統工程。在進行巖溶塌陷預測時，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、巖溶發育程度、建筑物重要程度和構造影響等6個一級指標。構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 結語

本文結合某高速公路工程實例，系統的分析了其巖溶地質災害影響因素，并構建及量化了其影響因素指標，得到如下結論：

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

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

此外，像高速公路工程這樣的大型復雜項目，在施工階段，可根據評估結果制定相應的風險處理方案或措施，達到防災減災、預警、安全施工的目的。

[1]唐輝明.工程地質學基礎[M].北京:化學工業出版社，2008.

[2]劉佑榮，唐輝明.巖體力學[M].北京:化學工業出版社,2009.

[3]李智毅，楊裕云.工程地質學概率[M].武漢:中國地質大學出版社，2003.