龍游石窟3號洞窟頂板裂縫發育機理及加固支護研究*

高丙麗 張海祥 楊志法

(①西安科技大學，西安 710054，中國) (②中國科學院地質與地球物理研究所，北京 100029，中國)

0 引 言

龍游石窟位于浙江省龍游縣城北3ikm處的鳳凰山南麓，在方圓 0.38ikm2范圍內規律地分布著24個古洞室，洞室面積從1000～3000im2不等。多數洞室從矩形洞口開始垂直向下延伸，整個洞室取斜頂加巖柱結構，似“倒斗型”。其精心的規劃布局，精湛的開鑿工藝，精妙的石室結構，精致的洞窟鑿痕，吸引了國內外眾多史學家、考古學家、建筑學家及地質學家(楊志法等，2000；Yue et al.，2010；李麗慧等，2018)前來勘查研究。其開鑿年代、開鑿人及用途至今未有定論，已成千古之謎；其在歷史、文化、科學等方面的價值可與世界Bet-Guvrin等著名古地下工程相媲美(Tsesarsky，2013；李麗慧等，2018)。龍游石窟圍巖為白堊系紅色粉砂巖，屬于一種易風化的巖體(特別是其中的泥巖夾層更是如此)。1～5號洞洞窟內的水被抽干后，易風化的巖體直接暴露在空氣中。此外，洞口圍巖還受到陽光照射、雨水沖刷和植物根系的破壞作用，這將使巖體的自然風化(包括生物風化)的程度加快。洞室群具有跨度大、上覆巖層過薄、地下水位較高、相鄰洞室間距較小等特點，導致洞窟出現了洞口巖層風化嚴重、圍巖及洞壁滲水、巖柱頂板和壁墻開裂等嚴重問題，例如3號洞窟頂板巖體開裂、6號洞窟洞口坍塌、12 號洞窟及18號洞窟出現頂板脫落、24號洞窟洞頂平板式塌方等。

對于龍游石窟古洞室群來說，頂板的穩定直接決定著洞室本體的存在。除了邊墻及巖柱的直接支撐作用之外，頂板的穩定性還將受到洞室本體條件和賦存環境等因素的影響。……