留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2019年  第38卷  第4期

显示方式:
2019岩溶勘察与基础工程专辑
岩溶地区地下水位变动带隧道涌水问题的思考
郑克勋, 裴熊伟, 朱代强, 吴述彧, 郭维祥
2019, 38(4): 473-479.
摘要:
通过鸡冠山隧道涌水实例及广泛收集岩溶地区隧道涌水案例,总结出岩溶地区隧道季节变动带涌水具有反应时间快、水量大、泥沙重的特点,并综合分析地下水季节变动带隧道的水文地质特征,将其划分为一般山岭隧道及向斜构造地下水位变动带两种类型,且对两种类型涌水机理进行了阐述。岩溶地区隧道前期勘察应重点划分隧道岩溶地下水系统及地下水动力分带,查明岩溶发育特征与规律;施工期和运行期应结合岩溶揭露情况和涌水情况开展针对性的补充勘察,做好降雨、涌水过程和涌水压力监测,判断和预测最大外水压力和涌水量。针对涌水问题,提出封堵和排泄两种处理思路:施工开挖揭露的岩溶现象不可盲目封堵,需尽可能维持原通道的通畅,针对可能涌水的隧道衬砌设计不可仅考虑围岩结构,应充分考虑外水压力,做好围岩固结灌浆;常规隧道“环形排水系统+中心沟”排水系统可靠性差,针对大流量涌水,多采用泄水洞排水。
广邻路华蓥山特长隧道岩溶地质问题与对策
唐科行, 万川, 谭钢, 陈子龙
2019, 38(4): 480-487.
摘要:
公路、铁路等线路穿越岩溶地区时,合适的选线方法可降低工程造价、减少工程病害及环境影响,从而科学解决穿越与避让问题。拟建广安至邻水公路为双向四车道一级公路标准,初步设计阶段在工程可行性研究基础上采用低线A线和高线K线方案进行研究。华蓥山特长隧道穿越岩溶地区,为本项目的控制性工程。以华蓥山特长隧道为研究对象,在充分收集既有G42沪蓉高速华蓥山隧道相关资料的基础上,通过分析岩溶区岩溶发育规律、水文地质特点和岩溶地区公路选线的相关要点,采用多种辅助技术,总结出选线原则,最终推荐K线方案为总体最优方案。通过此工程实例,提出在复杂地质岩溶区公路选线的过程中要遵守“多比选,慎选择”的原则、践行地质环保选线原则和“以避为主,避重就轻,动态设计”的设计要点。
深埋特长隧道岩溶高压涌水灌浆封堵技术研究与实践
何桥, 朱代强, 郑克勋, 朱建耘, 黄勇
2019, 38(4): 488-495.
摘要:
以贵州省德江至务川高速公路德江特长分离式隧道岩溶高压涌水为例,探讨了隧道高压涌水封堵的钻孔设备、灌浆材料选择和封堵施工工艺。对双洞连通型、单洞独立揭露型、单洞独立未揭露型高压涌水采取引排泄压反堵法,止浆墙结合轴向、径向封堵法,超前预灌浆法等方法进行处理,成功处治了德江隧道多个断面高压岩溶涌水问题,使隧道掘进工作得以恢复,保障了工程安全,缩短了建设工期,取得了良好的经济和社会效益。
重庆东温泉山既有隧道疏排对岩溶水的影响
贺苏和巴特尔, 蒋良文, 张贵铜
2019, 38(4): 496-501.
摘要:
岩溶水径流路径非常复杂,而隧道疏排对岩溶水的影响更是一个长期复杂的过程。在长期观测数据以及实地调查研究的基础上,分析重庆东温泉山既有隧道疏排对岩溶水的影响,总结出水平流动带内隧道疏排岩溶水形成的降落漏斗一般可达到隧道标高附近,岩溶裂隙水带内隧道疏排岩溶水形成的降落漏斗仍保持在隧道上方一定高度,渗透性是隧道疏排对岩溶水影响的关键因素。
莲花台水电站岩溶发育特征及工程意义
吕耀成, 李钰强, 张富荣, 巨广宏
2019, 38(4): 502-507.
摘要:
根据地质调查和勘探资料,阐明莲花台水电站坝址区岩溶发育形态、规模及空间展布特征,归纳岩溶发育规律。结果表明:坝址区岩溶发育主要受岩性和地质构造控制,岩溶现象分布范围广,岩溶发育较为密集,具有垂向分带性及空间分布不均匀性的特征;岩溶发育对工程的影响主要表现在岩溶渗漏和岩溶塌陷稳定问题两个方面,岩溶渗漏可能造成电站无法达到设计正常蓄水水位,岩溶空间的存在可能引起坝基抗滑稳定问题。因此,建议设置防渗帷幕,并对坝基开挖揭露的溶洞进行换填加固及固结灌浆等工程处理措施,通过处理,可有效避免岩溶发育对工程的影响。
西南地区某岩溶水库渗漏分析
薛伟, 袁宗峰, 周密
2019, 38(4): 508-514.
摘要:
西南地区某水库位于云贵高原中北部,库区可溶盐岩分布较广且岩溶较发育,中部有一条近南北走向的区域性断裂(F1)穿过两岸,为论证此水库成库的可能性,通过地表调查及物探,结果表明:此水库向低邻谷渗漏的可能性小,沿F1断裂带向南部或向下游渗漏的可能性问题不大,存在沿灰岩溶蚀通道向下游和向库外渗漏的可能性,沿左岸大理岩与灰绿岩接触带或大理岩向坝下游绕坝渗漏的可能性不大;水库正常蓄水位在Kc1底板高程以下有成库的可能。
贵州冗赖水库岩溶成库条件分析
刘浩, 田茂中
2019, 38(4): 515-523.
摘要:
冗赖水库位于珠江流域的北盘江与南盘江两大水系之间的高原岩溶台地,左右岸外侧均存在低邻槽谷,坝址下游存在底部发育落水洞的大型岩溶海子,水库成库难度大,当地人饮水问题突出。通过岩溶水文地质调查、钻探、物探、连通试验等手段,从地形条件、地层岩性、地质构造、水文地质条件、岩溶发育特征等方面,对冗赖水库成库条件进行了分析论证。认为水库库盆底部依托隔水性岩体,不存在库水渗漏问题,但水库两岸受分水岭地下水位低、断层破碎带及岩溶发育等影响,存在库水渗漏问题,同时库首两岸可能存在顺平缓岩层面、溶蚀裂隙等产生渗漏问题。因此建议采用垂直防渗方式,防渗标准(透水率)小于3 Lu或防渗帷幕下限接稳定地下水位以下10 m,遇到溶洞等地质缺陷时应查明其分布特征,并根据实际情况降低防渗底线。
示踪试验在岩溶大泉修复中的应用——以丽江黑龙潭为例
韩啸, 陈鑫, 郑克勋, 刘胜
2019, 38(4): 524-531.
摘要:
为查明云南丽江黑龙潭泉域九子海洼地补给区地下水与周边泉水的连通关系,提供泉水修复的科学依据,采用人工化学示踪方法,选取碘化钾作为示踪剂,开展了一次大型地下水示踪试验。根据试验数据计算地下水渗流速度,并分析黑龙潭泉域地下水系统结构特征。结果表明:九子海洼地补给区地下水与黑龙潭泉群和古城泉群具有显著的连通关系,与清溪泉群和白浪花泉群不存在连通关系,九子海至黑龙潭和古城的地下水渗流速度分别为405.86~1 077.84 m·d-1、349.96~629.09 m·d-1。九子海洼地为黑龙潭泉域地下水系统的主要补给区,同时也可作为黑龙潭泉水修复的有效注水点,接受补给后,主要通过深层岩溶管道向南运移至黑龙潭—古城方向,其中黑龙潭泉群为系统的排泄天窗。
云南鹤庆西山岩溶地下水均衡模拟
刘芮彤, 王锦国, 周云, 黄华, 陈长生
2019, 38(4): 532-538.
摘要:
鹤庆西山岩溶地下水是当地人们生产生活的重要水源,开展岩溶地下水均衡调查及计算模拟,掌握研究区岩溶地下水动态,对鹤庆西山地下水资源开发利用及管理有重要的意义。本文在收集研究区地质资料的基础上,对研究区的自然地理条件、地层岩性、地质构造和水文地质条件等地质背景进行分析并划分岩溶地下水系统。采用数值模拟法对云南省鹤庆西山岩溶地下水均衡进行了模拟计算,并与水量均衡法进行了对比。结果表明:岩溶系统划分合理,各岩溶子系统补给与排泄基本均衡;各岩溶子系统的排泄以集中排泄为主,集中排泄占总排泄量的67%~92%;考虑岩溶管道的集中排泄模型更符合研究区岩溶地下水运动特点。
织金大龙井岩溶大泉形成机理研究
毛吉成, 刘宏, 左双英, 胡宣
2019, 38(4): 539-545.
摘要:
为了弄清大龙井岩溶大泉形成机理以及地下水补径排关系。通过调查大龙井地形地貌、补径排关系以及对水化学分析等研究大龙井岩溶大泉的形成机理,通过调查得知:大龙井岩溶大泉是形成于低山-丘陵地区的石灰岩地区。是山盆期和乌江期的强烈岩溶作用以及河谷的不断下切,加上上寨台地地表峰丛之间发育洼地、漏斗,中间区域的落水洞,大气降雨沿着落水洞进入地下,在重力作用下从南向北径流,在这过程中水流逐渐集中,岩溶空间形态也逐步扩大,最终水汇集于龙洞沟呈泉集中排泄出地面,形成大龙井岩溶大泉以及大龙井水系统。
贵阳花溪养牛村暗河枯水期岩溶水动态特征分析
代天豪, 王中美, 陈尧, 张雅娣, 江建旭, 邹磊
2019, 38(4): 546-551.
摘要:
贵阳市花溪区养牛村一带岩溶发育,地下水资源丰富。为了解该区域在枯水季地下河流量、水位变化情况以及地下水受污染状况,特开展了本研究。研究区域为构造变形复杂的岩溶槽谷地貌,通过野外调查、实测、室内实验等途径获取数据,利用CAD绘图和Excel数据统计,分析了暗河流量、水位、水质、水温、pH值动态特征。结果表明,养牛村地下河岩溶水枯水季流量季调节系数为6.83,平均流量0.102 m3·s-1,处于较稳定状态;水位变化幅度值为2.7,处于稳定状态,水温与pH均呈缓慢上升趋势。根据《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017),该区地下水水质处于III-V类水,不宜作为饮用水资源开采。本次研究结果可为该区地下水资源的开发利用和水环境评价与保护提供参考。
花梨隧道岩溶水文地质条件及危险性评估
田祖涛, 张俊
2019, 38(4): 552-558.
摘要:
花梨隧道是瓮开高速的控制性工程,其地质构造及岩溶水文地质条件较为复杂。采取现场地质调查、钻探、测量、室内岩土物理力学指标试验、电法物探等综合勘察手段,分析花梨隧道含水层岩性组合特征、可溶岩体系分布特征及岩溶水系统性,查清了其岩溶水文地质条件,并对涌突水危险性进行了分级评价。结果表明:(1)花梨隧道地表出露的可溶岩与非可溶岩,分为泥质粉砂岩组成的非可溶岩与灰岩组成的可溶岩两个体系;(2)花梨隧道预测正常涌水量为32 126.4 m3·d-1,隧道最大涌水量应按预测涌水量的2~6倍考虑;(3)花梨隧道可溶岩段内岩溶涌突水危险性总体为中等危险,其中极高危险段占总长度的16%。
贵州省六盘水至威宁高速公路弃土场稳定性评估
沈明祥, 罗红明, 刘志鹏, 穆日盛, 彭坤杰
2019, 38(4): 559-564.
摘要:
以贵州省六盘水至威宁高速公路K89+250右侧140 m弃土场为研究对象,通过现场调查和计算分析对弃土场的排水能力、拦渣墙和边坡的稳定性进行了复核和验算,综合评估了弃土场的稳定性。结果表明:弃土场的洪峰流量为0.874 m3· s-1,小于截排水沟的最大泄水能力1.95 m3· s-1;弃土边坡在正常运用条件下的局部稳定性系数为1.404,整体稳定性系数为1.360,在非常运用工况条件下局部稳定性系数为1.303,整体稳定性系数为1.172;拦渣墙的抗滑稳定性大于1.3、抗倾覆稳定性大于1.5,基底应力小于地基承载力250 kPa。因此,弃土场的截排水沟尺寸能够满足弃土场排水要求,不同工况条件下弃土场边坡是稳定的,拦渣墙的抗滑移、抗倾覆及地基承载力均能满足稳定安全要求,建议对覆土边坡进行植草绿化,完善弃土场截排水,以减小坡面水土流失。
贵州武陵山区中二叠统崩塌地质灾害形成机理研究
程鹏翔, 李宗发
2019, 38(4): 565-572.
摘要:
为掌握贵州武陵山区中二叠统地层崩塌地质灾害发生机理,通过实地调查,结合原有地质资料,发现中二叠统主要分布在乌江及其支流两岸,典型的河谷地形为地层崩塌提供条件。分析认为,卸荷作用导致河谷岩体形成垂向的卸荷裂隙,卸荷裂隙在自重、水的侵蚀及溶蚀等外力的共同作用下,不断扩展,形成危岩体的边界,同时卸荷裂隙与层面、节理等结构面将岩体切割成独立的危岩体,从而导致崩塌灾害发生。指出该区域内二叠系中统三种崩塌破坏模式:卸荷—拉裂—倾倒式、卸荷—拉裂—滑移式、卸荷—拉裂—坠落式,而研究区内主要破坏方式为卸荷—拉裂—倾倒式。
陆地声纳法在探测岩溶区高铁隧道基底隐患中的应用
王泽峰, 钟世航
2019, 38(4): 573-577.
摘要:
沪昆高铁的麻拉寨隧道和贵广高铁的高天隧道在联调联试阶段均发生不均匀沉降和底鼓现象,为了摸清隧道基底致灾原因并对注浆质量进行检测研究,采用陆地声纳法在隧道岩溶段进行了检测,在基底下方探测出较多中、小溶洞,多组中、小断层延伸到基底下方使溶洞之间互相连通,由于雨季隧道周边水压力强烈的变化,造成了隧道不均匀沉降与底鼓,根据数据图像的特殊反应确定了破碎区域和浆注入区,依据探测结果确定治理方案并在治理施工中得到验证。
可溶岩地层的地球物理特征及其地质解译
汤克轩, 赵楠
2019, 38(4): 578-583.
摘要:
为查明某水利枢纽工程区域岩溶发育特征,对云南省某水利工程测区开展了以瞬变电磁法和微动探测为主的物探测试工作。测试结果表明:岩溶作用会造成可溶岩地层物性分布的不均匀性;工程区域岩溶发育受岩体结构面和岩性分布影响显著,且在垂向上表现出成层性;强风化带和构造破碎带附近往往会伴随岩溶的发育,出现大范围或者离散状的低电阻率和低波速异常,裂隙性溶蚀可能极大程度改变岩体电性参数特征,但对岩体弹性参数特征影响相对较小;岩体电性和弹性参数的离散系数可用来表征岩体的抗溶蚀风化能力及岩溶的发育程度,结合其物性参数大小和分布特征,可有效分析岩溶发育情况及其充填物性质。
贵州岩溶地区输水渡槽的基础选型分析
谢红建, 吴擎文, 杨文
2019, 38(4): 584-590.
摘要:
贵州一输水渡槽跨越岩溶区域,可能会产生岩溶塌陷、向临空面失稳等工程地质问题。本文在地质钻探、物探和现场调查的基础上,通过基于地质力学的地质轮廓法进行裂隙配套,判断节理裂隙性质及其对岩溶的影响,结合深浅埋洞穴的界定初步判断其稳定性,并采用基于规范、标准的半定量稳定性分析及含节理裂隙的二维有限元分析、三维有限差分分析,从位移、应力分布及塑性区发展及破坏模式角度来判断溶洞在上部荷载作用下的稳定性。研究表明:本工程溶洞顶板的受力同深梁的受荷模式,节理裂隙很大程度上影响顶板的稳定性,顶板容易沿节理裂隙和层面产生剪切、拉伸作用。最后结合长期安全稳定运行综合给出基础选型建议。
深覆盖岩溶地区高层建筑桩基优化实践
李想, 尹骥, 卫佳琦, 韦马季
2019, 38(4): 591-599.
摘要:
高度超过150 m的高层建筑,对地基基础的承载力要求较高,一般采用桩筏基础型式。位于深覆盖岩溶地区的桩基础,应充分发挥岩溶上覆地层的承载力,避开岩溶发育的不利地段,达到桩基优化的目的。文章结合深覆盖岩溶地区一高度为177 m的高层建筑项目,详细介绍了桩基优化设计、大面积工程桩施工以及桩端后注浆施工情况。项目采用桩端后注浆工艺并运用长短桩设计理念,将桩长由原设计的40 m优化至核心筒区域28 m及非核心筒区域23 m,试桩检测结果和塔楼沉降观测结果表明,单桩竖向极限抗压承载力和基础刚度均能够满足设计要求,且基础差异沉降较小,说明桩端后注浆技术能有效提高桩基承载力和基础刚度,采用长短桩设计理念可显著控制差异沉降,深覆盖岩溶地区可利用后注浆技术,充分发挥灰岩上覆地层的承载力,来规避穿越岩溶区域的桩基施工风险。
岩溶地区某广场钻孔灌注桩基础补强加固设计与新技术
杜海龙, 贺茉莉, 罗小斌, 宾斌, 赵铁军
2019, 38(4): 600-606.
摘要:
为解决岩溶地基上高层建筑桩基缺陷问题,提出了一种采用低坍落度塑性砼对缺陷桩基础进行加固处理的可控压密注浆技术。此技术通过特制高压泵,将强度不低于20 MPa、坍落度不大于50 mm的低坍落度砼压入强岩溶发育地层,形成有效桩径,以改善桩基缺陷。通过现场试验与全面施工,开发出成套施工工艺,有效解决了灰岩地区桩基础持力层缺陷问题。
中老铁路桥梁桩基岩溶处理施工技术研究
李强, 秦余顺
2019, 38(4): 607-611.
摘要:
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。
微生物矿化作用对红黏土的影响研究
陈筠, 施鹏超, 白文胜, 邬忠虎, 杨恒
2019, 38(4): 612-618.
摘要:
引入微生物矿化技术,利用其中巴氏芽孢杆菌的代谢产物对红黏土进行改性研究。对微生物矿化作用的红黏土试样开展常规物理指标试验,分析试样含水率、密度、比重、孔隙比和颗粒粒径的变化。利用三轴固结不排水剪切试验,测定土体的抗剪强度指标,并结合扫描电镜分析微生物矿化下红黏土的微观结构特征。结果表明:巴氏芽孢杆菌诱导碳酸钙沉淀胶结充填红黏土空隙作用明显,土样经过恒温养护10 d时的作用效果最佳,红黏土的物理性质朝着工程性质好的方向发展、抗剪强度有所增强。从SEM图像分析,红黏土试样中生成碳酸钙晶体填充胶结于土体孔隙,加强了土壤颗粒间的连接。
活性炭固定微生物固化贵阳红黏土力学特性
杨恒, 陈筠, 白文胜, 高彬, 施鹏超
2019, 38(4): 619-626.
摘要:
微生物能够固化土体,但是在固化强度上还有待提高。为了增强微生物固化土体的力学特性,文章提出固定化微生物技术与微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)相结合的方法,即将掺量为0、4%、7%、10%、15%的活性炭与重塑红黏土均匀混合后,再通过MICP固化土体后进行常规三轴压缩试验,同时进行相同条件下在菌液瓶中有无胶结液与活性炭的生成碳酸钙的对比试验、有无活性炭重塑红黏土的常规三轴压缩对比试验。通过扫描电镜分析,得到试样的力学特性、活性炭在MICP过程中的作用、微观结构等试验结果。试验结果表明:在微生物固化土体过程中,活性炭作为固定微生物的载体,在MICP过程中对微生物起到“增效”的作用,在微生物诱导碳酸钙沉淀过程中提高了碳酸钙产量;同时,活性炭的有无及含量多少对微生物固化土体有重要影响,结合水膜厚度改变、碳酸钙填充孔隙及胶结作用使得红黏土抗剪强度有效C值大幅增加,有效φ值减小,剪应力峰值增加;加入活性炭使生物矿化环境得到优化,并在碳酸钙结晶时对晶体结构、形态产生了一定的控制作用,生成了以活性炭为“核心”具有一定结构的块体,而使土体的力学特性增强。该研究成果对微生物岩土技术以及工程应用具有重要价值。
贵阳既有地基红黏土蠕变特性试验研究
张瑶丹, 沙运斌, 陈筠, 高彬, 邬忠虎
2019, 38(4): 627-634.
摘要:
为了准确地掌握喀斯特发育地区岩溶作用对红黏土的结构影响,以及红黏土地基的蠕变特性,以贵州铝厂既有地基红黏土为研究对象,采用分别加载法进行了室内单轴蠕变固结试验和三轴蠕变试验,建立单轴蠕变经验方程以及Singh-Mitchell模型。结果表明:贵州铝厂红黏土的单向固结有线性规律,表现在t/ε和t存在高度的线性相关性,其单向固结经验方程中的一个参数b可用于预测试样在单向固结下的最终沉降量。所建立的Singh-Mitchell三参数的蠕变模型较好表达了试验土体在25%~100%偏应力水平范围内的应力-应变-时间三者的关系特性。同时,SEM图片表明随着竖向压力不断地增大,单轴固结试验下该红黏土的孔隙面积和微观颗粒数减小,颗粒面积变大,三维孔隙率增加,说明能用孔隙变化的微观规律来反映宏观现象。
基于SEM图像的既有地基红黏土颗粒微观结构及分形特征研究
陈泰徐, 陈筠, 沙运斌, 白文胜, 邬忠虎, 王婷婷
2019, 38(4): 635-642.
摘要:
采用IPP(Image-Pro Plus)图像分析软件对贵州省贵阳市某工厂三种既有地基红黏土SEM图像的信息进行提取和处理,定性描述和定量分析土体的微观结构,并引入分形理论分析SEM图像,提出在IPP软件中获取颗粒三维分形维数的计算方法。结果表明:(1)抗剪强度参数随微观颗粒数、颗粒形态比的增大而增大,随颗粒平均面积的增大而减小;(2)颗粒分布及形态均具有明显的分形特征,分形维数介于2~3之间,抗剪强度参数均随颗粒分布及形态分维值的增大而增大;(3)与构建三维模型的方法相比,利用IPP软件计算土颗粒三维分形维数的方法具有可行性,简单易操作,结果可靠。