鐵路隧道中巖溶突水災害的影響因素及識別

許維

[摘要]鐵路隧道中的巖溶突水災害大多是由于在隧道開挖過程中，暴露了地下河或者巖溶突水災害的主通道所引起的。本文將對鐵路隧道中巖溶突水災害的影響因素、風險識別的方法進行研究，為鐵路隧道中熔巖突水災害的風險識別提供借鑒。

[關鍵詞]鐵路隧道；巖溶突水；影響因素 文章編號：2095-4085（2018）04-0110-02

鐵路隧道中巖溶的地質條件是很繁雜且具有多變性，因此，在鐵路隧道中巖溶突水災害出現的時候，災害發生的主要部位會出現很大不均勻以及多變的特征，這也就跟巖溶發生的不均衡性相同。在鐵路隧道中巖溶突水災害風險識別管理工作，對于鐵路隧道工程的施工過程中減少巖溶突水災害以及安全防護有著很重要的現實意義。

1 鐵路隧道中巖溶突水災害的影響因素

1.1 巖溶發育的地質構造因素

巖溶發育與巖溶地質構造的類型之間的關系極為密切，經相關研究表明，巖溶地質結構不僅管控著巖溶發生的方向，還對巖溶發展的大小以及發展規模有著很大影響。巖溶的地質結構對巖溶發展起到很大的管控作用，地質的斷層或者巖溶體的裂縫都是地下暗河的水流經過通道，巖溶體的破裂與巖體發生變形的力學是不一致的，它的水文以及地質的特征也是不一樣的。另外，在巖溶發生的不同位置，其縫隙的發育差異性也是很大的。

1.2 巖溶發育的區域侵蝕基準面因素

在鐵路隧道施工的一定區域當中，可熔巖的最低限度巖體層面的深度對當地巖溶發展的最大深度有著很大的影響與管控，在可熔巖通過巖層很厚的方式出現的時候，這個區域對巖溶發展深度影響與管控的主要原因和條件，就是這個地區巖溶內部中的水所集中排放點的最低巖層面。通過相關研究表明，不一樣的地質條件，所研究巖溶內部的水所集中排放點主要存在這個區域侵蝕基準面所在的最高層附近區域，并且在巖溶水排放地區的附近，巖溶的變化很明顯，其發展的趨勢很強烈，但較為深的巖溶發展趨勢以及程度都受到了該地區的地質結構以及巖層相關特征的影響以及控制。

1.3 巖溶發育的地形地貌因素

在巖溶發育的地區中，地下水以及地表水通過不斷的侵蝕、搬運、沉積以及溶解等化學以及物理作用，形成了不同的地形地貌。如落水的洞、巖溶的洼地、地下暗河、巖溶的漏斗以及溶燭的裂隙等。巖溶水在這些運動過程中，最后會形成較為繁雜的水循環體系，在這種體系中，巖溶的地形地貌會對巖溶水的運功條件以及流經的途徑有著很大的影響與控制，最后會進一步加深巖溶地形地貌的多樣性以及巖溶化的程度，形成了完整的補給途徑以及排放的循環系統。

1.4 巖溶發育地質層巖性因素

在地下暗河的作用之下，巖層的結構與成分對巖層溶解性有著很大控制與影響作用。一般而言，可溶性的巖層所含成分越多，巖層巖溶的發展趨勢也越來越大。碳酸鹽巖石相關的可溶性是巖溶發展趨勢與作用的最基本物質基礎。巖溶層的地質構造也會對巖層的溶解性以及抵抗侵蝕的能力有著巨大的影響。而且，非可熔巖層與可熔巖層所組成的特征以及可溶性巖層的溶解度之間的不同之處，碳酸巖層的不同組成特點形成了巖層含水度不同地質特點的差異。

2 鐵路隧道中巖榕突水災害的識別方法

2.1 地震三維波遠距離識別方法

地震波三維遙感識別方法是利用地震反射波原理，地震層析成像和全息層巖土的成像技術，全方位的對隧道圍巖形成三維地圖，這間接地反映在對危險的隧道前方的地質條件。當地震波在危險信道中進行測試時，當由人為所激發的地震波在巖石當中進行傳播時遇到了地質的界面，會出現一部分反射地震波的現象，而其他的部分則繼續進行傳播。運用敏感地震傳感器接收地震波所做的現場布置，將地質界面發射，結合布置現場的空間坐標，了解掌握前方不良地質危險隧道的位置、地質的特征與地質的規模。這些地質的界面都是地質的地層或不連續面的地面，如地質的斷層破碎帶、地質的巖體軟弱帶、地質的斷層、地質的儲水構造等。地震波在這些地質界面上的聲阻抗變化明顯。

2.2 探地雷達的近距離識別方法

探地雷達是短距離隧道超前地質預報領域的最高分辨率無損檢測手段，在工程質量檢驗、現場調查和鐵路隧道地質檢測當中受到了廣泛應用，對于巖溶層表面的地質層發生的改變以及斷裂等現象，尤其是破碎帶以及含水帶的變化，探地雷達都可以很精準的識別其發生的變化，當探地雷達運用高頻電磁波穿透地面，在傳播介質時遇到與介質正常數量不同的介質時，就容易發生反射的現象，這也是探地雷達的基本工作原理。其中，通過發射天線的方式對電磁波進行脈沖式發射方法，那么在傳播介質的過程當中遇到電磁波時，介質會出現一些不同的地方，如地層的界面、地質接頭、地質的裂隙、地質的斷層破碎帶、巖層的空隙等地質體，便發生反射現象并由接收電纜進行接收。

3 結語

在鐵路隧道施工過程中，影響巖溶突水災害的因素有很多，如何有效的識別鐵路隧道巖溶突水災害的發生是目前很多研究學者所關注的問題，實現隧道巖溶突水災害風險識別、監測、巖層動態的變化以及數據無線的傳輸或信息的發布，需要建立良好的隧道巖溶突水風險災害的識別體系，完善影響巖溶突水災害主要誘發因素的預警技術，為鐵路隧道的施工風險得到技術性保障，仍然是鐵路隧道巖溶突水災害風險識別領域今后所要研究的重點。

參考文獻：

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