巖溶工程地質(zhì)研究

　　1.溶蝕相關(guān)概念

　　巖溶：是巖溶作用及其所產(chǎn)生的地貌現(xiàn)象和水文地質(zhì)現(xiàn)象的總稱。亦稱喀斯特。

　　巖溶作用：以化學(xué)溶蝕為主，同時(shí)還包括機(jī)械破碎、沉積、坍塌、搬運(yùn)等作用，是一個(gè)化學(xué)-物理相結(jié)合的綜合作用。

　　混合溶蝕效應(yīng)：不同成分或不同溫度的水混合后，其溶蝕性有所增強(qiáng)，這種增強(qiáng)的溶蝕效應(yīng)叫做混合溶蝕效應(yīng)。(兩種分別已經(jīng)飽和的溶液，不再具有溶蝕能力;但這兩種溶液混合以后，可以重新具有溶蝕能力。)

　　其他離子的作用

　　(1)酸效應(yīng)：氫離子能與碳酸根離子結(jié)合，從而增加碳酸鈣的溶解。

　　(2)同離子效應(yīng)：抑制巖溶作用。

　　(3)離子強(qiáng)度效應(yīng)：溶液中有與碳酸鈣不相關(guān)的強(qiáng)電解質(zhì)離子時(shí)，將使碳酸鈣的溶解度增大，從而促進(jìn)碳酸鈣的溶解。

　　2.巖溶發(fā)育的基本條件及影響因素

　　條件：

　　(1)具可溶性巖石;

　　(2)具溶蝕能力的水;

　　(3)具良好的水的循環(huán)交替條件，即具有良好的地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件。

　　影響因素：

　　一、碳酸鹽巖巖性的影響：

　　方解石含量越高， KV(比溶蝕度)越大;反之白云石含量越高，Kv 越小。酸不溶物含量越高，Kv 越小。

　　二、氣候的影響：

　　降水：① 水直接參與巖溶作用，充足的降水是保證巖溶作用強(qiáng)烈進(jìn)行的必要條件。

　�、� 水是溶蝕作用的介質(zhì)和載體，充足的降水保證了水體的良好的循環(huán)交替條件，促進(jìn)巖溶作用的強(qiáng)烈進(jìn)行。

　　氣溫：① 氣溫升高，生物新陳代謝加快，土壤中有更多的CO2 富集，但水中的CO2 的溶解度減小，不利于巖溶作用。

　�、� 氣溫升高，溶蝕速率增大，有利于巖溶作用�？傮w上：氣溫升高有利于巖溶作用的進(jìn)行。溫?zé)岢睗竦臒釒�、亞熱帶地區(qū)：巖溶作用較強(qiáng)烈;高寒干燥的極地、寒帶地區(qū)：巖溶現(xiàn)象不發(fā)育。

　　三、地形地貌的影響：

　�、� 平坦地區(qū)：地表徑流弱，入滲強(qiáng)烈，有利于巖溶發(fā)育。

　�、� 陡峭地區(qū)：地表徑流強(qiáng)烈，入滲弱，不利于地下巖溶發(fā)育。

　�、� 突起地區(qū)：地下水位深，包氣帶厚度大，垂直巖溶發(fā)育。

　�、� 低洼地區(qū)：地下水位淺，匯水地帶，巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，以水平巖溶為主。

　　四、地質(zhì)構(gòu)造的影響：

　　斷裂的影響：

　　① 沿?cái)嗔衙鎺r溶發(fā)育強(qiáng)烈

　�、� 各組破裂面相互交織、延伸進(jìn)而控制了巖溶發(fā)育的形態(tài)、規(guī)模、速度和空間分布。

　�、� 各種破裂面相互交織，使地下水混合溶蝕效應(yīng)明顯，促進(jìn)巖溶發(fā)育。

　　褶皺的影響：

　�、� 褶皺的不同部位，裂隙發(fā)育不均勻，巖溶強(qiáng)度不同。核部比翼部發(fā)育。

　�、� 大型褶皺控制了可溶巖的空間分布和地下水匯水范圍及徑流條件，影響著巖溶的發(fā)育。

　　巖層組合的影響：

　�、� 厚而純的碳酸鹽巖：Ⅰ. 包氣帶：多發(fā)育垂直巖溶形態(tài)。Ⅱ. 地下水季節(jié)變動(dòng)帶：兩方向巖溶均發(fā)育。Ⅲ. 飽水帶：規(guī)模大、連續(xù)性好的水平巖溶。Ⅳ.深循環(huán)帶：巖溶不很發(fā)育。

　�、� 碳酸鹽巖夾非可溶性巖層。

　�、� 非可溶性巖層與碳酸鹽巖互層：在同一時(shí)期，巖溶呈多層發(fā)育。

　�、� 非可溶性巖層夾碳酸鹽巖：巖溶發(fā)育極弱。

　　五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響：

　　地殼運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)、幅度、速度和波及范圍，控制著水循環(huán)交替條件及其變化趨勢，從而控制著巖溶發(fā)育的類型、規(guī)模、速度、空間分布及巖溶作用的變化趨勢。

　�、� 上升期：侵蝕基準(zhǔn)面相對(duì)下降，地下水位逐漸下降，側(cè)向巖溶不發(fā)育，規(guī)模小而少見，分帶現(xiàn)象明顯，以垂直形態(tài)的巖溶為主。

　�、� 平穩(wěn)期：侵蝕基準(zhǔn)面相對(duì)穩(wěn)定，溶蝕作用充分進(jìn)行，分帶現(xiàn)象明顯，側(cè)向巖溶規(guī)模大，巖溶地貌較明顯典型。

　�、� 下降期：常形成覆蓋型巖溶，地下水循環(huán)條件變差，巖溶作用受到抑制或停止。

　　④ 間歇性上升：形成水平溶洞成層分布，高程與階地相對(duì)應(yīng)。

　　⑤ 振蕩升降：巖溶作用由弱到強(qiáng)，由強(qiáng)到弱反復(fù)進(jìn)行，形成以垂直形態(tài)的巖溶為主，水平溶洞規(guī)模不大，而且成層性不明顯。

　�、� 間歇性下降：巖溶多被埋于地下，規(guī)模不大，但具成層性，洞穴中有松散物充填。

　　3.巖溶滲漏的類型、影響因素及水庫滲漏的研究內(nèi)容

　　類型：

　　按滲漏通道分類：裂隙分散滲漏、管道集中滲漏。

　　按庫水漏失的特點(diǎn)分類：暫時(shí)性滲漏、永久性滲漏。

　　影響因素：

　　一、巖溶的影響

　　碳酸鹽巖經(jīng)巖溶作用后，形成各種地下巖溶，如溶隙、溶洞、暗河等，使巖體的透水性加大，常構(gòu)成水庫滲漏的主要通道。巖溶發(fā)育程度是決定滲漏通道大小的根本因素。

　　二、地質(zhì)構(gòu)造的影響

　　滲漏通道的連通性主要決定于地質(zhì)構(gòu)造的特點(diǎn)，同時(shí)褶皺和斷層對(duì)巖溶滲漏通道的影響十分復(fù)雜。

　　三、河谷區(qū)水文地質(zhì)特征的影響

　　(1)補(bǔ)給型 兩岸地下水或兩岸地下水及鄰谷河水均勻補(bǔ)給建庫河流。

　　(2)排泄型 建庫前河水補(bǔ)給地下水，建庫后肯定會(huì)產(chǎn)生庫水永久滲漏。

　　(3)懸托型 因深成巖溶發(fā)育而形成區(qū)域性地下水位不斷下降，在這種河谷中修建水庫時(shí)，將沿整個(gè)庫底產(chǎn)生垂直滲漏，應(yīng)盡量避免在懸托型河谷段修壩建庫。

　　水庫滲漏的研究內(nèi)容

　　(1)查明巖溶發(fā)育、分布規(guī)律、重點(diǎn)查明溶洞、暗河的展布位置、規(guī)模等，進(jìn)行巖溶泉水流量、高程調(diào)查，確定通道的位置及可能影響程度。

　　(2)分析地質(zhì)條件

　　①巖層組合：當(dāng)夾有非可溶巖地層時(shí)，可借助該層防止?jié)B透。

　　②地質(zhì)構(gòu)造：

　　褶皺： 縱谷：與河流所處褶皺的部位有關(guān)。

　　橫谷：修水庫不剎，但充分剎用隔水層，可能防止壩區(qū)滲漏。

　　斜交谷：具體分析。

　　斷層：既可有利于滲漏，又可不利于滲漏 。

　　巖體侵入：相對(duì)隔水層的分布位置。

　　(3)查明河間地塊的水文地質(zhì)條件

　�、傺a(bǔ)給型：滲漏與否視蓄水后庫水位與地下水位的補(bǔ)給關(guān)系而定。若建庫后仍為補(bǔ)給型，不永久滲漏。若建庫后為排泄型，則滲漏。

　　②排泄型：建庫后肯定會(huì)產(chǎn)生永久滲漏。

　�、蹜彝行停阂欢�滲漏。