摘要：巖溶是大自然的產物，是人類工程活動面臨的復雜問題。通過調查分析建設區(qū)域內地質構造、水文地質條件、巖性、礦物化學成分等有關影響巖溶發(fā)育因素，分析巖溶形成規(guī)律、發(fā)育地段及發(fā)育規(guī)模，從而可以指導工程施工，對提高工程質量有著積極的作用。
　　關鍵詞：巖溶發(fā)育；影響因素；地下水；礦物成分
　　我國巖溶地層分部廣泛，在工業(yè)、民用、軌道交通、機場、港口等基礎設施工程建設中經常受到巖溶的影響與制約。由于巖溶發(fā)育復雜，具有不規(guī)則性、不均一性，較難摸清巖溶發(fā)育的大小規(guī)模，然而其發(fā)育地段、出露規(guī)律、形成條件、影響因素值得研究與探討。本文以蕪湖市軌道交通1號線白馬山段橋基工程勘察實例，分析影響巖溶發(fā)育的地質構造、水文地質條件、地層巖性、礦物成分及地形地貌、氣象等有關因素。
　　1.工程實例概況
　　擬建蕪湖市軌道交通1號線為南北向的骨干線路，全長30.41km，白馬山段位于蕪湖市弋江區(qū)，沿205國道平行走向，全段均為高架區(qū)間。本工段基礎形式擬采用鉆孔灌注樁，樁長約16m～26m，樁徑1.0m～1.25m，基礎均為多樁承臺，其中1#、10#、11#、28#墩臺為四樁承臺，其余為兩樁承臺。
　　本工段巖溶為覆蓋型巖溶，溶蝕作用普遍發(fā)育于三疊系下新統(tǒng)（T2）石灰?guī)r、泥質灰?guī)r、含砂質石灰?guī)r中，巖溶發(fā)育明顯受地質構造、巖石成分、水文地質條件控制，溶洞多發(fā)育于基巖面附近或基巖淺部。灰?guī)r中巖溶發(fā)育程度為強發(fā)育，一般為單層溶洞，局部地段揭露多層串珠狀溶洞，單孔揭露的最多溶洞個數(shù)為5個，其最大揭示高度達9.5m，溶洞大部分全充填，局部半充填，充填物主要為可塑粉質黏土局部軟塑夾原巖風化殘塊，部分揭露溶洞壁。
　　2.影響巖溶發(fā)育因素的分析
　　2.1地質構造對巖溶發(fā)育的影響
　　白馬山工段場區(qū)位于華北斷塊、秦嶺～大別山斷塊和下?lián)P子斷塊三大構造單元的交接區(qū)，印支運動本區(qū)域結束海相沉積史，進入陸相盆地發(fā)育階段；自晚侏羅世開始出現(xiàn)大規(guī)模巖漿噴溢和侵入活動，并發(fā)育斷陷盆地構造，晚白堊～古近紀是斷塊運動高峰期；盆地的發(fā)生、發(fā)展、消亡都明顯地受到斷裂的控制，地震的孕育和發(fā)生亦與斷裂活動有著密切聯(lián)系。
　　新構造運動的主要特點是以地殼差異性升降活動為主導，并可能伴有水平運動。其標志和表現(xiàn)形式是第四系地層厚度的差異、多級性層狀地貌以及地貌和水系的異常變化等。如青弋江蕪湖段主要沿青弋江斷層發(fā)育，平原區(qū)的湖泊、河流大量疊置于“南黃”沉降坳陷之上，均有明顯的承襲性。
　　根據區(qū)域地質資料，近場區(qū)構造格架主要是印支～燕山旋回中造就的。印支運動使得前侏羅系產生軸向北東褶皺，并生成一些同向和橫向斷裂。燕山期大規(guī)模的斷裂運動并伴生強烈的巖漿侵入和火山噴發(fā)，改造先期形成的褶皺，這些因素造成近場區(qū)基巖組成極不均一，構造也顯得較為復雜。褶皺、斷裂構造方向多為北東、北北東向。在斷裂構造中，除北北東、北東向外，還發(fā)育北西向等方向的斷層。這些構造的存在嚴格控制巖溶發(fā)育程度。如白馬山段的11#墩（DK9+138）埋深在18.20m～27.76m發(fā)育溶洞，洞高9.56m；17#墩（DK15+114）、18#墩（DK15+146）埋深在25.4m～42.7m段發(fā)育溶洞；與火龍崗隱伏深斷裂帶相關聯(lián)的26#墩（DK16+ 678）、27#墩（DK16+710）埋深分別在13.7m～18.6m和10.7m～ 16.4m段發(fā)育溶洞。從鉆孔揭露看，其構造附近巖溶所表現(xiàn)特點是巖溶發(fā)育強烈，且深度較深。
　　2.2水文地質條件對巖溶發(fā)育的影響
　　本工段場地地下水類型包括填土、粉質黏土中的上層滯水，第四系孔隙水及基巖裂隙水。根據現(xiàn)場鉆探揭露情況，上層滯水分布不均，局部富水；孔隙水少量賦存于淤泥質粉質黏土、粉質黏土中，富水性弱；基巖裂隙巖溶水，富水性中等。
　　第四系孔隙潛水主要賦存于覆蓋層中的淤泥質粉質黏土、粉質黏土中，含水層厚度16.5m～25.0m，地下水位埋深2.1m～4.0m，年變化幅度1m～2m，礦化度<0.3g/L，pH值7.41～ 7.67，水化學類型為HCO3-Ca或HCO3-Ca-Na型，當含有侵蝕性CO2時，具弱酸性。
　　基巖裂隙巖溶水主要賦存于基巖風化裂隙、構造裂隙及灰?guī)r溶洞溶隙中，含水層因構造和巖性的差異，具有條帶性和分布不均勻的特點，一般在斷裂、破碎帶內地下水富集，其他區(qū)域則相對貧乏，主要接受上部第四系孔隙水下滲補給，富水程度取決于裂隙發(fā)育程度及張開度。在灰?guī)r發(fā)育區(qū)段存在巖溶水，巖體巖溶裂隙發(fā)育，徑流條件較好，巖溶水受大氣降水補給，季節(jié)性變化明顯。
　　地下水是形成巖溶的必要條件。地下水常年在動態(tài)變化下，隨著補給、徑流、排泄，將碳酸鹽巖中易溶、可溶性物質分解、運移，而形成溶洞。白馬山段地處兩江之間，水位季節(jié)性變化較大，地表、地下水常年補給青弋江、漳河，枯水期水力坡度較大，為區(qū)域巖溶的形成提供了必要的水力條件。
　　碳酸鹽巖在地下水強力的動態(tài)變化下，由于地下水補給充足，徑流、排泄不斷往復，強烈交替，且在弱酸性的化學環(huán)境中作用，可溶巖溶解加劇，易形成溶洞，若易溶區(qū)較大，則易形成較大規(guī)模的溶洞或地下暗河。由此可見，地下水動力條件和地下水化學環(huán)境是形成巖溶的必要條件。
　　2.3地層巖性、礦物成分對巖溶發(fā)育的影響
　　碳酸鹽巖是構成巖溶地貌的物質基礎，碳酸鹽巖的層位、礦物和化學成分及出露條件都將影響和控制著巖溶發(fā)育的程度，巖性對巖溶發(fā)育的影響，一般來說，質地純正且厚度較大的碳酸鹽分布區(qū)有利于形成以溶蝕作用為主的巖溶地貌；而地層較薄及不溶物含量較高的碳酸鹽分布區(qū)或者可溶鹽與非可溶鹽相間分布的地區(qū)則易于形成溶洞。
　　根據白馬山段勘探揭露來看，巖溶發(fā)育強的（石灰?guī)r）、巖溶發(fā)育一般的（泥質灰?guī)r）和巖溶發(fā)育弱的（含砂質石灰?guī)r）巖石的化學分析結果分別是CaO48.6，MgO0.59，不溶殘余2.4；CaO50.1，MgO0.76，不溶殘余14.7、CaO39.8，MgO9.2，不溶殘余4.1。從巖石礦物化學成分看，碳酸鹽巖中除CO2具強烈溶解能力外，溶解性還與CaO、MgO和不溶殘余物含量關，CaO含量越高溶解性越強，MgO和不溶殘余含量越高溶解性越弱。同時盧耀如將我國南方主要典型地區(qū)有代表性的巖層劃分為七類：I.石灰?guī)r類；II.石灰?guī)r-白云巖類；III.白云巖類；IV.泥質石灰?guī)r或硅質灰?guī)r類；V.泥質白云巖或硅質白云巖類；VI.泥質灰?guī)r或硅質灰?guī)r類；VII.碳酸鹽質頁巖或碳酸質砂巖類。巖層的巖溶化程度和抗溶性溶解度在常溫常壓下從I到VII依次降低。

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