根据岩溶发育形态和规模不同,可将岩溶类突水突泥划分为溶蚀裂隙型突水突泥、溶洞溶腔型突水突泥、管道及地下河型突水突泥。
岩溶类突水突泥
隧道及地下工程施工过程中,因岩溶类致灾构造而发生的突水突泥灾害。
- 英文名称
- water and mud inrush of karst category
- 所属学科
- 土木工程
溶蚀裂隙型。在质纯的石灰岩、白云岩、大理岩等易被溶蚀的可溶岩层中,可形成近似溶洞的溶蚀裂隙,裂隙通道较宽畅;在硅质灰岩等溶解度低的非纯灰岩中,地下水对裂隙的溶蚀作用弱,溶蚀通道变化不大,溶蚀裂隙特征与成岩裂隙相似。
溶洞溶腔型。质纯且厚度较大的灰岩利于溶洞溶腔发育,白云质灰岩和白云岩内溶洞发育次之,硅质灰岩和泥质灰岩一般发育较弱。碳酸盐溶解度越大,岩层越厚,岩溶越发育。断层破碎带,尤其是张性断层破碎带,在断层交叉部位常常发育大型溶洞溶腔;褶皱构造的轴部,张裂隙在地下水溶蚀作用下扩展,易发育成溶洞;在饱水带中,溶洞多沿顺层走向发育;可溶岩与非可溶岩接触带、地下水活动强烈地带利于大型溶洞溶腔发育。
管道及地下河型。岩溶管道常发育在岩溶洼地、落水洞、岩溶漏斗等岩溶地貌下方,也易发育于较强蓄水性地表沉积层下方的可溶性岩层中;陡倾产状可溶性岩层易发育大规模岩溶管道网;地质构造运动强和高富水性地带有利于岩溶管道发育。在岩溶水动力带中,岩溶管道在垂直循环带以竖向发育为主,在季节交替带发育为管道网络,水平循环带内以水平发育为主,后两者中的岩溶管道多呈富水状态。在区域分布上,地下河多发育于中国南方岩溶地区,在北方地区相对较少。在岩溶水动力垂直分带中,季节变化带和浅饱水带(水平径流带)中容易发育地下河岩溶系统,且地下河主通道主要位于水平径流带内。地下河一般沿着质纯、层厚的石灰岩岩层,节理密集发育带、断层破碎带,可溶岩与非可溶岩的接触带,或是向斜背斜的轴部发育。地下河在地表出露有不同的岩溶形态,如条形洼地、串珠状洼地、溶井、落水洞等。常见的地下河形式有单线状、分叉状、侧羽状、树枝状和网格状。
①频繁出现铁染锈或夹黏土裂隙或溶蚀裂隙;②岩层湿化、软化现象明显,有水滴附着或出现滴水、淋水现象;③小溶洞频频出现,含有水流或痕迹以及河沙;④钻孔涌水量剧烈增加,呈喷射状,且夹有泥沙或磨圆度好的砾石等充填物;⑤钻孔中有冷风冒出,或听到明显的水流声;⑥岩层渗水或涌水时清时浊,或出现冒泥;⑦空气温度明显降低,阴冷潮湿,出现雾气。
溶蚀裂隙型。在高压岩溶水作用下,溶蚀裂隙发育、扩展,进而形成广泛而连通的溶蚀裂隙网络,同时与主管道、储水溶腔等水源连通。在隧道开挖后,溶蚀裂隙连通岩体内水源(如地下河水、溶腔水等岩溶水),充当导水通道,为隧道突涌水提供源源不断的地下水源,因此溶蚀裂隙突涌水以持续疏干型涌水为主要特征,其致灾程度相对较低,但持续时间久,通常为地下水疏干时间。另外,溶蚀裂隙的存在降低了围岩的完整性和强度,对围岩的稳定性产生不利影响。
溶洞溶腔型。与溶蚀裂隙相比,溶洞溶腔型以瞬间疏干型突水突泥为主要特征,其突发性强,致灾程度较高,但致灾时间较短,通常为溶洞溶腔水疏干时间。
管道及地下河型。以气候性瞬间排泄型突水突泥为主要特征,突发性强,致灾程度高,致灾时间长,致灾频次高,每一个降雨过程都可能引发不同程度的突水。