京廣鐵路路基巖溶塌陷成因分析

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1、京廣鐵路K1241路基巖溶塌陷成因分析6丁新紅郭建湖（鐵道第四勘察設(shè)計院武漢430063）摘要武漢市江夏區(qū)烏龍泉附近京滬鐵路K1240+800～K1241+500段，碳酸鹽巖受淮陽“山”字型構(gòu)造的影響，巖層破碎，發(fā)育垂直狀寬張節(jié)理，巖溶發(fā)育。由于受鐵路附近八口水井的強抽水的影響，產(chǎn)生了地表塌陷。本文針對地表巖溶塌陷，從地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件以及巖溶發(fā)育特征等綜合分析，對產(chǎn)生地表塌陷的原因進行了分析評價，提出了整治工程措施。關(guān)鍵詞鐵路路基巖溶塌陷成因處理措施一、概述6武漢市江夏區(qū)烏龍泉京滬鐵路K1241+070路基附近于2001年5月30日凌晨地

2、面發(fā)生巖溶塌陷，武漢市政府對此高度重視，市政府及武漢鐵路分局分別成立現(xiàn)場指揮部，對塌陷區(qū)實行24小時監(jiān)測。根據(jù)調(diào)查及有關(guān)資料記載該區(qū)曾發(fā)生多次塌陷：2001年5月30日凌晨4點發(fā)生的1#塌陷位于京滬鐵路K1241+077左20m(以左線中心為基準，下同)；5月31日下午3時發(fā)生的2#塌陷位于K1241+040右19.9m。塌陷坑形態(tài)：1#塌陷坑先為圓形后發(fā)展成橢圓形，長軸5.5m，短軸5m，深3m；2#陷坑直徑1.6m，深1.1m，兩個塌陷坑均位于土溝中。二、工程地質(zhì)條件(一)地形地貌塌陷點位于烏龍泉礦區(qū)東側(cè)的京滬鐵路兩側(cè)，屬低山丘陵谷地，巖溶剝蝕地貌，相對高差約

3、80m。地勢西高東低，北陡南緩，西北部由于多年開采白云巖礦而呈不同標高的平臺，基巖裸露，其他地段山坡植被較好。東部低洼地帶有常年性沼澤積水。發(fā)生塌陷地帶，地勢地洼，較平緩，地面標高在40m左右。京廣鐵路K1240+800～K1241+280段路基填高約1.5m，K1241+280往南由半填半挖逐漸進入路塹。(二)場地巖土結(jié)構(gòu)特征塌陷區(qū)北西側(cè)山頭及東北側(cè)山坡,均出露有二迭系下統(tǒng)（P1）和石炭系中統(tǒng)（C2）碳酸鹽巖。場地地層自上而下依次為：1、第四系沖積及殘坡積層上部為人工填土，下部為第四系更新統(tǒng)沖積及殘坡層?？偤?~10m。⑴人工填土及淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土人工填土成份以黏

4、土夾碎石為主，褐黃色、灰褐色、褐紅色等雜色，結(jié)構(gòu)松散，強度不均，厚4～5.6m，鐵路附近地表棄有道碴，厚0.4～2.4m，本層分布于塌陷區(qū)K1240+800～K1241+350段;淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，灰黑色、流～軟塑，厚7.66～9.7m，本層分布于塌陷區(qū)K1240+850～K1241+000段。⑵第四系更新統(tǒng)沖積及殘坡積層上部為黏土，褐黃色、棕紅色，硬塑，低洼地帶褐灰色、灰黑色，可塑。含鐵錳結(jié)核，點狀分布，厚1.9～12.7m。下部為黏土夾碎礫石，棕黃色、褐黃色，可塑，碎礫石粒徑大多為2～20mm，含量一般為10%。局部碎礫石于土層底部富集，呈松散狀，含量達50%，

5、厚1～10.9m，松散狀，飽和。本層總厚1.9～12.7m，局部達12.7m。分布于整個塌陷區(qū)。2、二迭系下統(tǒng)棲霞組（P1q）主要為深灰色石灰?guī)r，局部夾薄層炭質(zhì)頁巖，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，方解石脈局部呈網(wǎng)紋狀密集出現(xiàn)。巖面標高多在32～35m之間，溶溝、溶槽地段巖面標高小于30m，該層在塌陷區(qū)厚25.6～71.72m。在勘探孔深范圍內(nèi)，巖芯均較破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙寬一般0.5～5cm，局部達7cm。巖溶及溶蝕現(xiàn)象較發(fā)育，呈串珠狀溶窩、溶蝕裂隙及溶蝕凹面且多有黏土充填痕跡，溶洞大小0.4～1.6m（鉆孔垂直高度），洞內(nèi)有少量黏土充填物，個別為空洞。

6、鉆孔鉆進時漏水嚴重。3、石炭系中上統(tǒng)（C2+3）主要分為上下兩層，上層為淺灰色灰?guī)r，微細粒結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，層理清晰，垂直節(jié)理，裂隙發(fā)育，縫寬1～5cm，多有鐵質(zhì)及泥質(zhì)物充填，具溶蝕凹面、蜂窩狀溶蝕小孔及串珠狀小溶洞；下層為灰?guī)r與白云巖互層，灰色，淺黃色，層狀構(gòu)造，巖芯較完整，底部為白云巖、角礫狀白云巖，淺黃色、青灰色，細粒結(jié)構(gòu)，厚層狀，常見網(wǎng)紋狀節(jié)理，溶蝕現(xiàn)象隨深度加大而逐漸加劇，深部發(fā)育大型溶洞及溶洞群，底部受志留系或泥盆系地層阻隔。本工點K1240+800～K1241+500路基基底工程地質(zhì)情況詳見圖一：66(三)地質(zhì)構(gòu)造塌陷區(qū)位于淮陽“山”字型構(gòu)造前弧的兩側(cè)

7、，屬地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育較強烈地區(qū)，主要構(gòu)造為壓性斷層呈NW向，伴生有NNE向張扭性斷裂，塌陷區(qū)褶皺近東西向，為背斜構(gòu)造。塌陷區(qū)K1240+200～K1242+200段位于由志留系、泥盆系、石炭系、二迭系地層組成的背斜構(gòu)造南翼，巖層呈走向近東西，傾向南，產(chǎn)狀N75～80°W/SW60°，節(jié)理密度10條/米，陡傾角，裂隙寬一般為2～25mm，最大達7cm。區(qū)內(nèi)發(fā)育二條北西向壓性斷裂，伴隨NNE向的張性斷層或張裂隙。受斷裂影響，塌陷區(qū)內(nèi)巖層切割破碎，發(fā)育垂直狀寬張節(jié)理。（四）巖溶發(fā)育特征山坡出露的P-C灰?guī)r垂直向?qū)拸埞?jié)理裂隙發(fā)育，均見不同程度的巖溶發(fā)育，大部分發(fā)育蜂窩狀溶蝕小

8、孔及小溝槽