岩溶分类

浅谈隧道岩溶处理原则及措施蒋波【摘要】岩溶根据其发育强度,可分为强烈发育、中等发育、弱发育、微弱发育四种. 强烈发育岩溶(如:暗河、廊道及较大规模的溶洞)较容易勘测和预报. 而对于后三类岩溶,由于岩溶表现形式的多样性及规律性不强的特点,在目前的勘探手段及建设资金有限的情况下,给施工及建设管理带来较多的困难. 文章结合某高速公路工程实例,就A隧道出现的岩溶情况进行分析,总结出了中等发育、弱发育、微弱发育三种岩溶的一些处理原则和措施.【期刊名称】《四川建筑》【年(卷),期】2015(035)006【总页数】2页(P129-130)【关键词】隧道;岩溶;溶洞;处理措施【作者】蒋波【作者单位】四川省雅西高速公路有限责任公司,四川成都610047【正文语种】中文【中图分类】U455.49岩溶地貌在我国西南、中南地区较为普遍。

岩溶地貌，是具有溶蚀力的水对可溶性岩石(大多为石灰岩)进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称，又称喀斯特地貌。

除溶蚀作用以外，还包括流水的冲蚀、潜蚀以及坍陷等机械侵蚀过程。

可溶性岩石有3类：①碳酸盐类岩石(石灰岩、白云岩、泥灰岩等)；②硫酸盐类岩石(石膏、硬石膏和芒硝)；③卤盐类岩石(钾、钠、镁盐岩石等)。

根据其发育强度，可分为强烈发育、中等发育、弱发育、微弱发育四种。

在岩溶强烈发育区，主要表现为暗河、廊道及较大规模的溶洞。

这类岩溶地质在地质勘探时容易发现，并会引起施工及建设管理单位的高度重视，通常采取绕避、架桥等方式处理。

另外三种发育强度的岩溶地貌更为普遍，多表现为溶蚀、中小型串球状洞穴、单个小型洞穴等形态。

对于岩溶区域，由于岩溶表现形式的多样性及规律性不强的特点，在目前勘探手段及建设资金有限的情况下，给施工和建设管理带来较多的困难。

本文结合工程实例，就A隧道出现的岩溶地质进行分析，总结出了中等发育、弱发育、微弱发育三种岩溶的一些处理原则和措施。

该隧道位于四川雅安境内，主要工程地质危害为岩溶，长度约1.1 km，约占整个隧道长度的55%。

4.6 岩溶地貌岩溶又称喀斯特（karst），是由于地表水和地下水活动所引起的可溶性岩石溶蚀作用，以及由于这种作用所形成的各种地表和地下溶蚀现象的总称。

在可溶性岩石地区，地下水和地表水对可溶岩进行化学溶蚀作用、机械侵蚀作用以及与之伴生的迁移、堆积作用，总称为岩溶作用。

在岩溶作用下所产生的地貌形态，称为岩溶地貌。

4.6.1 岩溶地貌的形态与类型1. 岩溶地貌的形态岩石分布地区，溶蚀作用在地表和地下形成了一系列溶蚀现象，称为岩溶的形态。

岩溶形态可分为地表岩溶形态和地下岩溶形态。

地表岩溶形态有溶沟（槽）、石芽、漏斗、溶蚀洼地、坡立谷、溶蚀平原等。

地下岩溶形态有落水洞（井）、溶洞、暗河、钟乳石等（图4-11 ）。

①溶沟（槽）、石芽和石林溶沟、溶槽是微小的地形形态，它是地表水沿地表岩石低洼处或沿节理溶蚀和冲刷，在可溶性岩石表面形成的沟槽称溶沟。

溶沟溶槽将地表刻切成参差状，起伏不平，其宽深可由数十厘米至数米不等。

当沟槽继续发展，以致各沟槽互相沟通，在地表上残留下一些石笋状的岩柱。

这种岩柱称为石芽。

石芽一般高1～2m，多沿节理有规则排列。

如果溶沟继续向下溶蚀，石芽逐渐高大，沟坡近于直立，且发育成群，远观像石芽林，称为石林。

如云南石林。

②溶蚀洼地和坡立谷由溶蚀作用为主形成的一种封闭、半封闭洼地称为溶蚀洼地。

溶蚀洼地多由地面漏斗群不断扩大汇合而成，平面上呈圆形或椭圆形，面积由数十平方米至数万平方米。

溶蚀洼地周围常有溶蚀残丘、峰丛、峰林，底部有漏斗和落水洞。

坡立谷是一种大型封闭洼地，也称溶蚀盆地。

面积由数平方千米至数百平方千米，进一步发展则成溶蚀平原。

坡立谷谷底平坦，常有较厚的第四纪沉积物，谷周为陡峻斜坡，谷内有岩溶泉水形成的地表流水至落水洞又降至地下，故谷内常有沼泽、湿地或小型湖泊。

底部经常有残积洪积层或河流冲积层覆盖。

③漏斗及落水洞漏斗是由地表水顺着可溶性岩石的竖直裂隙下渗，最先产生溶隙，待顶部岩石溶蚀破碎及竖直溶隙扩大，岩层顶部塌落形成近乎圆形坑。

岩溶地貌的分类地表岩溶地貌在地表岩溶作用过程中，可形成一系列独特的地貌，主要地貌形态有：1、石芽与溶沟地表水沿可溶蚀岩石的节理裂隙进行溶蚀与侵蚀，形成纵横交错的凹槽称为溶沟，凹槽之间残存的突起岩石称为石芽。

溶沟与石芽的相对高差一般不超过3m，是地表岩溶化初期阶段的产物，也见于其他岩溶形态表面。

地表大片石芽溶沟丛生称溶蚀原野。

2、石林与岩溶漏斗石林是由密集林立的锥柱状、锥状、塔状岩体组成的地貌景观。

期间多为溶蚀裂隙，隙窄而直，坡壁上部有平行的溶沟，以云南的路南石林最为典型。

一般认为它是土壤水沿质纯厚层缓褶皱石灰岩表面及节理裂隙溶蚀产生的，是由石芽进一步发展而成的。

岩溶漏斗是呈碟状或倒锥状的封闭洼地。

直径一般在几米到百米，深几米到十几米，常成群出现，是岩溶区的特征性形态之一。

石林与漏斗大致形成于同一个岩溶发展阶段。

3、峰林、峰丛与溶蚀洼地峰林是成群分布的山体基部分离的石灰岩山蜂群，峰体相对高差100—200米，坡度很陡，一般在45度以上。

峰林的分布常与地质构造有关。

我国广西的桂林、阳朔，贵州的安顺、独山、邱北等地均发育有典型的峰林地貌。

峰丛是一种山峰基部相连的峰林，峰与峰之间常形成“U”形的马鞍地形。

与峰林的主要区别是峰丛山峰间基部相连的高度比例大于上部分开部分，而峰林则相反。

峰丛之间常发育溶蚀洼地、漏斗及落水洞。

峰丛主要分布在广西西部及西北部与云贵高原的边缘部分。

溶蚀洼地是与峰丛、峰林同时期形成的一种负地貌类型。

平面形态为圆形或椭圆形，长轴多沿构造线而发育。

溶蚀洼地与漏斗的主要区别在于，前者规模较大，底部较平坦，其内可发育溶蚀漏斗，并覆盖有溶蚀残余物，可以耕种；后者多为不规则的圆形，底部平坦面积小。

溶蚀洼地常与峰丛共生，构成峰丛-洼地组合形态，在我国的广西西北部和云贵高原的斜坡地带常可见到。

4、孤峰与溶蚀平原孤峰（也称残丘）是兀立在溶蚀平原或盆地上的孤立灰岩山峰。

孤峰进一步遭受溶蚀、侵蚀，当其相对高度更小，仅有十数米时，被称为石丘。

岩溶的定义和分类及对工程的不良影响
根据碳酸盐岩地层覆盖埋藏的情况，岩溶地基可分为裸露型岩溶、浅覆盖型岩溶、深覆盖型岩溶和埋藏型岩溶等四种类型：
a）裸露型岩溶：指碳酸盐岩直接出露地表，没有或很少被第四系沉积物覆盖；
b）浅覆盖型岩溶：指碳酸盐岩部分被第四系沉积物覆盖，覆盖率一般在30-70%左右，覆盖厚度一般小于30m；
c）深覆盖型岩溶：指碳酸盐岩大部分被第四系沉积物覆盖，覆盖率一般在70%以上，覆盖厚度层厚度一般大于30m,小于100m；d）埋藏型岩溶地基：碳酸盐岩层被非碳酸盐岩岩层（如砂岩、页岩）覆盖，没有岩溶景观显露地表，埋深大于100m，最深可以达1000多米。

在大多数情况下，与岩土工程关系密切的岩溶地基主要是前二类，即裸露型岩溶、浅覆盖型岩溶。

岩溶对工程的不良影响主要体现在一下几个方面：
a）岩溶岩面起伏导致上覆土质地基压缩变形不均；
b）岩体洞穴顶板变形造成地基失稳；
c）岩溶水的动态变化给施工和建筑物造成不良影响；
d）洞塌落形成地表塌陷。

2024年高考地理知识点：喀斯特地貌(岩溶地貌)溶蚀洼地峰林，密斯跃。

石钟乳喀斯特地貌示意图1.定义：喀斯特地貌是可溶性岩石(以石灰岩为主)受地表水、地下水的溶蚀作用和伴随的机械作用所形成的各种地貌。

视野拓展：喀斯特地貌形成的原理：喀斯特地貌主要是含有二氧化碳的水对可溶性石灰岩的溶蚀和沉积过程。

其化学反应方程式如下：(1)溶蚀作用：CO₂+HO₂+CaCO₃=Ca(HCO₃)₂(2)沉积作用：Ca(HCO₃)₂=CaCO₃↓+HO₂+CO₂↑2.分类：(1)喀斯特溶蚀地貌：① 溶沟：指地表水沿岩石表面和裂隙流动的过程中，对岩石不断进行溶蚀、侵蚀而形成的石质沟槽。

②石芽：凸出于溶沟之间的石脊。

云南石林就是发育良好的石芽群。

③ 峰林：指高耸林立的石灰岩山峰，山坡陡峭，相对高度可超过100 米，远望如林。

④ 孤峰：岩溶地区孤立的石灰岩山峰，多分布在岩溶平原或岩溶盆地中。

广西桂林的峰林和孤峰地貌发育良好。

⑤ 溶斗(喀斯特漏斗):喀斯特地区一种口大底小的圆锥形洼地，平面轮廓为圆形或椭圆形。

也有的地方把塌陷的喀斯特漏斗称为天坑。

⑥ 地下溶洞：富含CO₂的水在地下沿裂隙流动时，将石灰岩溶解后随水带走，形成溶洞。

(2)喀斯特沉积地貌：① 钙华：在合适的条件下，富含Ca(HCO₃)₂的地下热水接近或出露于地表时，因CO₂大量逸出，导致CaCO₂沉积，形成钙华。

常见的有钙华坝、钙华湖等。

② 石钟乳、石笋、石柱：在溶洞内，富含Ca(HCO₃)₂的水从洞顶往下滴时，因水分蒸发和CO₂逸出，从水中析出的CaCO₃在洞、洞壁和洞底发生沉积，形成石钟乳、石笋和石柱等。

a .石钟乳：由洞顶向下发育。

b .石笋：由洞底向上发育。

c.石柱：石钟乳与石笋连接起来。

温馨提示： 地下溶洞是流水侵蚀作用形成的，溶洞内的石钟乳、石笋、石柱等则是流水沉积作用形成的。

" 地表水沿岩石表面对可溶性岩石不断进行溶蚀、侵蚀，形成石芽和溶沟。

非煤矿山岩溶发育程度划分标准如下：
岩溶发育强烈区：主要特征是岩溶现象极为发育，形成各种类型的溶洞、溶槽、溶井等。

溶洞的洞径大，洞深浅不一，有大量石钟乳、石笋等次生沉积物。

在地下水作用下，形成地下暗河，洞内有时有地下水出露。

该区分布范围小，仅占总面积的2.3%。

岩溶中等发育区：主要特征是岩溶现象发育，形成较大的溶洞、溶槽、溶井等。

溶洞的洞径较大，洞深较浅，有少量石钟乳、石笋等次生沉积物。

该区分布范围较大，占总面积的10.5%。

岩溶弱发育区：主要特征是岩溶现象发育较差，仅在局部地段形成一些小的溶洞、溶槽、溶井等。

该区分布范围较大，占总面积的23.5%。

岩溶非发育区：主要特征是岩溶现象不发育，未发现明显的岩溶形态。

该区分布范围最大，占总面积的64.7%。

请注意，具体的划分标准可能因地区和行业而有所不同。

在进行非煤矿山设计和开采时，应充分考虑当地的地质条件和相关规定，确保安全。

岩溶的特征与分类作为地质体的地下岩溶，在岩石当中，以溶腔（一般宽度10厘米～几十米，甚至百米)或岩溶裂隙(一般宽度小于10厘米)的形式出现。

若溶腔或裂隙为“空腔”，腔内或裂隙内基本无充填物，或者仅部分有水体存在、大部为空腔，称为洞穴式岩溶；若溶腔或裂隙为“实腔”，腔内或裂隙内充满石块、泥浆或水体，称为充填式岩溶。

所以，地下岩溶的地质类型总体分为洞穴式地下岩溶和充填式地下岩溶两大类型。

1、洞穴式岩溶洞穴式岩溶进一步分为溶洞和暗河（暗河通道）两种。

（1）溶洞溶洞属于其中一种只有进口，没有明显出口的一种洞穴式地下岩溶。

绝大多数溶洞或多或少都有部分水体存在。

而真正完全无水的“溶洞”，本质上不属于溶洞，而属于以“干洞”形式出现的暗河通道。

（2）暗河（暗河通道）暗河（暗河通道），属于既有进口，又有出口的一种洞穴式地下岩溶。

暗河本质上是在地下、通过岩溶洞穴流经的河流。

在暗河的横剖面上，常常河流水体只占一小部分，大部为没有水体的空腔，后者又称暗河通道。

有些暗河，经常以“干洞”形式出现，偶尔有水流动，也称暗河通道。

这种暗河通道可以在旱季里是“干洞”，在雨季里则以有水流动的暗河的形式出现；甚至可以是晴天为“干洞”，雨天是有水流动的暗河。

2、充填式地下岩溶充填式岩溶又称塌陷式岩溶，它进一步分为岩溶淤泥带和岩溶陷落柱两种。

（1）岩溶淤泥带岩溶淤泥带的溶腔或岩溶裂隙内的充填物主要是伴随地表岩溶作用的进行，岩溶裂隙的扩大，地表的岩石碎块和土壤、以及裂隙两壁陷落的破碎岩块，当然还有泥沙和水。

依据岩溶淤泥带的稠稀，又可进一步划分为上部干性（稠性）岩溶淤泥带和下部稀性、水性岩溶淤泥带两种。

（2）岩溶陷落柱岩溶陷落柱的溶腔内的充填物主要是溶腔上复的泥岩、页岩、粉砂岩等煤系地层中的软岩。

岩溶陷落柱又可以进一步分为干性陷落柱和湿性陷落柱。

岩溶名词解释1. 岩溶的定义岩溶，指的是地球表面上的一种地貌类型，也是一种特殊的地质景观。

岩溶地貌是由溶蚀作用形成的，表现为岩石的溶解、溶蚀、沉积和侵蚀等过程。

岩溶地貌世界广泛分布，我国南方地区尤为常见。

2. 岩溶地貌的形成岩溶地貌的形成与地壳的构造背景、气候和水文等多种因素相关。

以下是岩溶地貌形成的基本过程：(1) 岩溶原岩岩溶地貌的形成始于具有溶解性的岩石，称为岩溶原岩。

常见的岩溶原岩有石灰岩、白云岩、石膏岩等。

它们主要由碳酸盐矿物质组成，容易溶解。

(2) 溶蚀作用当地下水和地表水与岩溶原岩接触时，含有二氧化碳的水会产生碳酸，从而使岩石溶解。

这个过程被称为溶蚀作用。

溶蚀作用会使岩石表面出现溶洞、溶壑等地貌。

(3) 沉积作用溶蚀作用溶解岩石后，溶液会通过地下水或地表水的流动而运移。

当溶液流经岩石较低处或溶蚀速度减慢时，会发生沉积作用，形成千奇百怪的沉积体。

(4) 侵蚀作用溶蚀作用形成的岩溶地貌在长时间的侵蚀作用下，会逐渐被侵蚀、磨蚀和形态改造。

侵蚀作用会形成地下河流、喀斯特塌陷、裂谷等地貌。

3. 岩溶地貌的特征岩溶地貌具有以下特征：(1) 洞穴洞穴是岩溶地貌的典型特征之一，是由溶蚀作用形成的。

洞穴通常呈现多层次、曲折的空间结构，内部常常有形态各异的钟乳石、石笋和石柱等。

(2) 地下河地下河是在岩溶地质体内流动的河流，形成于溶蚀作用和侵蚀作用的共同影响下。

地下河的水流量较大，是一种宝贵的地下水资源。

(3) 喀斯特塌陷喀斯特塌陷是岩溶地貌中一种特殊的地表形态，是由于溶蚀作用导致地下段溶洞崩塌而形成的。

喀斯特塌陷会形成大面积的沉陷，形成特殊的地表坑洞。

(4) 溶洞湖溶洞湖是在溶洞内形成的湖泊，常常由于岩溶地质体的水文条件、地壳运动和气候变化等因素而形成。

溶洞湖水质清澈，生态环境独特。

4. 岩溶地貌的分类岩溶地貌按形成过程和地表形态的不同，可以分为多种类型。

以下是常见的岩溶地貌分类：(1) 喀斯特地貌喀斯特地貌是岩溶地貌的主要类型之一，又称石灰岩地貌。

第五章岩溶分类对岩溶进行合理的分类，根据不同类型岩溶特征，制定针对性的施工方案。

（一）按型态大小分类按照岩溶的型态大小不同，可以将岩溶分为洞穴型、裂隙型、管道型和大型溶洞四个类别。

1、洞穴型洞穴型是指发育规模小于50m3的干溶洞或充填型溶洞。

2、裂隙型裂隙型是指由各种构造裂隙经溶蚀形成的岩溶裂隙。

岩溶裂隙宽度一般在1cm～1m，平面延续性好，地下水运动已不符合达西定律。

3、管道型管道型是指岩溶裂隙经进一步溶蚀扩大呈汇流的的管道特征。

4、大型溶洞大型溶洞指发育规模大于50m3的干溶洞或充填型溶洞。

（二）按充填特征分类根据岩溶的充填特征，可将岩溶分为充填型岩溶、半充填型岩溶和无充填型三个类别。

1、充填型岩溶由充填物充填的岩溶称为充填型岩溶。

2、半充填型岩溶岩溶溶腔内既有部分充填物，又有一部分空腔的岩溶称为半充填型岩溶。

3、无充填型岩溶岩溶溶腔内无充填物，为干溶腔的岩溶称为无充填型岩溶。

（三）按充填物性质分类根据岩溶内充填物的不同，可将岩溶分为充填粘土型、充填淤泥型、充填粉细砂型、充填块石土型、充水型五个类别。

1、充填粘土型充填粘土型是指岩溶内充填物为粘性土的充填型溶洞。

2、充填淤泥型充填淤泥型是指岩溶内充填物为淤泥的充填型溶洞。

3、充填粉细砂型充填粉细砂型是指岩溶内充填物为粉细砂型的充填型溶洞。

4、充填块石土型充填块石土型是指岩溶内充填物为块石土的充填型溶洞。

5、充水型充水型是指岩溶内充填物为水的充填型溶洞。

（四）按岩溶水量分类按岩溶涌水量大小可将岩溶分为特大涌水型、大量涌水型、中等涌水型、少量涌水型、微量涌水型。

如表5-1。

表5-1 岩溶涌水类型表（五）按涌水动态变化特点划分根据涌水量动态变化特点，可将岩溶分为水文型、稳定型、突发型三个类别。

1、水文型涌水量大小与降雨及地表水补给关系十分密切，涌水量变化明显。

多出现在浅部岩溶含水层中。

2、稳定型当岩溶含水层水量稳定时，涌水量也比较稳定。

多出现在深部岩溶含水层中。

岩溶分类及形态一、岩溶的分类岩溶是指地表或地下水经过长期侵蚀作用，溶蚀地质体而形成的地貌类型。

根据岩溶地貌发育的地质体和溶蚀程度不同，岩溶可以分为以下几类：1. 岩溶台地岩溶台地是由于地表岩层中有溶蚀性差异，导致不同程度的地表溶蚀而形成的。

岩溶台地通常呈现出平坦开阔的地貌，常见的有喀斯特高原、喀斯特丘陵等。

2. 喀斯特洼地喀斯特洼地是指由于地下溶蚀作用使地表岩层塌陷而形成的洼地地貌。

喀斯特洼地往往呈圆形或椭圆形，底部多为平坦，周围被喀斯特峰丘环绕。

3. 喀斯特峰丘喀斯特峰丘是由于地表溶蚀作用使地表岩层上凸而形成的峰丘地貌。

喀斯特峰丘一般呈圆锥状或椭圆锥状，山体陡峭，顶部较为平坦。

4. 岩溶峡谷岩溶峡谷是由于地表溶蚀作用使地表岩层形成的深切峡谷地貌。

岩溶峡谷通常呈狭长形，峭壁陡峭，河流纵横交错。

5. 喀斯特地下河喀斯特地下河是指由于地下溶蚀作用使地下岩层形成的地下河流。

喀斯特地下河通常呈现出河道清晰、河水湍急等特点，有时会形成地下河穴。

二、岩溶的形态岩溶地貌的形态多种多样，主要包括以下几种：1. 溶洞溶洞是岩溶地貌中最为典型的地下空洞形态。

溶洞的形成是由于地表或地下水通过溶蚀作用侵蚀岩石而形成的。

溶洞内部通常呈现出丰富多样的石钟乳石、石笋等溶蚀沉积物。

2. 溶壑溶壑是岩溶地貌中的一种地表沟谷形态，是由于地表溶蚀作用形成的。

溶壑通常呈V字形，两侧陡峭，底部平坦，河流纵横交错。

3. 岩溶塔岩溶塔是指地表岩层在溶蚀作用下形成的孤立石柱状地貌。

岩溶塔的形成是由于地表溶蚀作用使岩石中的溶质逐渐溶解而形成的。

4. 石钟乳石石钟乳石是岩溶地貌中的一种溶蚀沉积物，通常呈钟乳状或石柱状。

石钟乳石的形成是由于地下水中的溶质在洞穴内沉积而形成的。

5. 溶蚀平台溶蚀平台是岩溶地貌中的一种地表平坦地貌，是由于地表溶蚀作用导致的。

溶蚀平台通常位于山地或高原上，地表平坦，常见的有喀斯特高原、喀斯特丘陵等。

总结：岩溶是地表或地下水长期侵蚀作用形成的地貌类型，根据地质体和溶蚀程度的不同，岩溶可以分为岩溶台地、喀斯特洼地、喀斯特峰丘、岩溶峡谷和喀斯特地下河等几类。

主要分类
按其发育演化，岩溶可分出以下6种。

1)地表水沿灰岩内的节理面或裂隙面等发生溶蚀，形成溶沟(或溶槽)，原先成层分布的石灰岩被溶沟分开成石柱或石笋.
2)地表水沿灰岩裂缝向下渗流和溶蚀，超过100m深后形成落水洞。

3)从落水洞下落的地下水到含水层后发生横向流动，形成溶洞。

4)随地下洞穴的形成地表发生塌陷，塌陷的深度大面积小，称坍陷漏斗，深度小面积大则称陷塘。

5)地下水的溶蚀与塌陷作用长期相结合地作用，形成坡立谷和天生桥。

6)地面上升，原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林，地下水的溶蚀作用在旧日的溶洞和地下河之下继续进行。

云南路南的石林是上述第一阶段(溶沟阶段)的产物，这里的自然风光因阿诗玛姑娘的动人传说而变得格外旖旎。

桂林的象鼻山，则是原地下河道出露地表形成的。

在广西境内，经常可看到这种抬升到地表以上的溶洞，俗称"神女镜"或"仙女镜"。