CN112663417B - 一种对岩溶路基段处置范围的筛选方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对岩溶路基段处置范围的筛选方法，解决了现有技术中的问题，具体方案如下：包括以下步骤：对岩溶场区进行探测，并根据探测数据划分岩溶发育程度等级；基于岩溶发育程度等级，对场区岩溶稳定性进行划分；根据场区岩溶稳定性，对岩溶区风险进行评估；基于岩溶区风险，对场区危险等级进行分级，并对岩溶路基段处置范围进行筛选。

Description

一种对岩溶路基段处置范围的筛选方法

技术领域

本发明涉及岩溶路基技术领域，尤其是一种对岩溶路基段处置范围的筛选方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

目前，部分地区岩溶发育较强，岩溶路基段众多，现在一般采取的方式为：对这些岩溶路基段进行一一处理，这种方式的缺点是费用过高，且违背经济、节约的宗旨。因此，需要对岩溶路基进行分级、筛选，从而实现对必要路段进行处理，在确保安全、质量的前提下，合理优化工程造价。但现有勘察规范及手册针对岩溶路基处理的范围筛选并没有给出界定标准。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种对岩溶路基段处置范围的筛选方法，其可将场区岩溶路基的情况进行分级划分，且对风险进行评估，进而筛选出岩溶路基段的处置范围，可以实现对岩溶路基段进行差别处理，精确勘察结果，优化设计，节约造价。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种对岩溶路基段处置范围的筛选方法，包括以下步骤：

对岩溶场区进行探测，并根据探测数据划分岩溶发育程度等级；

基于岩溶发育程度等级，对场区岩溶稳定性进行划分；

根据场区岩溶稳定性，对岩溶区风险进行评估；

基于岩溶区风险，对场区危险等级进行分级，并对岩溶路基段处置范围进行筛选。

作为进一步的技术方案，将岩溶发育程度划分为四级：岩溶极强发育区、岩溶强发育区、岩溶中等发育区、岩溶弱发育区。

作为进一步的技术方案，若钻孔遇洞率大于60％，或地表岩溶发育密度大于10个/km²，或钻孔线岩溶率大于20％，或溶槽、串珠状竖向溶洞发育深度超过50m，或隐伏岩溶岩土界面坡度角>30°，则场区为岩溶极强发育区；若钻孔遇洞率为30％～60％，或地表岩溶发育密度6～10个╱/km²，或钻孔线岩溶率10％～20％，或溶槽、串珠状竖向溶洞发育深度为20～50m，或隐伏岩溶岩土界面坡度角为15°～30°，则场区为岩溶强发育区。

作为进一步的技术方案，若钻孔遇洞率为10％～30％，或地表岩溶发育密度1～5个╱km²，或钻孔线岩溶率3％～10％，或隐伏岩溶岩土界面坡度角为10°～15°，则场区为岩溶中等发育区；若钻孔遇洞率小于10％，或钻孔线岩溶率小于3％，或隐伏岩溶岩土界面坡度角<10°，则场区为岩溶弱发育区。

作为进一步的技术方案，若场区为岩溶极强发育区，或场区内含有岩溶水富集区及***带，则为极不稳定场地；若场区为岩溶强发育区，或场区内含有埋藏的漏斗、槽谷，并覆盖有软弱土体的地段，或场区岩溶水***不畅，或场区具有多层土体结构，则为不稳定场地；若场区为岩溶中等发育区，则为中等稳定场地；若场区为岩溶弱发育区，则为稳定场地。

作为进一步的技术方案，评估岩溶区风险时，以场区岩溶稳定性对场区进行分级为：一级区域：场区为极不稳定场地；二级区域：场区为不稳定场地；三级区域：场区为中等稳定场地或稳定场地。

作为进一步的技术方案，评估岩溶区风险时，确定场区地面塌陷预测程度等级：地面塌陷预测程度的影响因素包括：水位、土的性质与土层结构、土层厚度、地貌、岩溶发育程度，根据各影响因素的权重，依次确定各因素的分值，从而确定地面塌陷预测程度的指标分，根据指标分确定地面塌陷预测程度等级。

作为进一步的技术方案，确定地面塌陷预测程度等级的具体过程为：若指标分≥90，则为极易塌陷区；若指标分处于71～89，则为易塌陷区；若指标分≤70，则为不易塌陷区。

作为进一步的技术方案，根据岩溶区风险评估结果，将场区分为高危险区域、中危险区域和低危险区域：

高危险区域：极易塌陷区、一级区域+易塌陷区；

中等危险区域：二级区域、三级区域+易塌陷区；

低危险区域：三级区域、不易塌陷区。

作为进一步的技术方案，分级后，筛选出场区岩溶路基段处置范围：高危险区域和中等危险区域为处置范围，低危险区域为不处置的范围。

上述本发明的有益效果如下：

本发明的方法，通过对场区岩溶发育程度进行判断，得出其岩溶发育程度等级，进而对岩溶场区的稳定性进行判断，而后对场区岩溶风险评估后，筛选出岩溶路基段的处置范围；这样只针对部分必要路段区域进行处理，对于不同类型的岩溶场区进行区别处理提供依据，减少主观判定产生的误差，同时大大提高了处理效率，既缩短了工期，提高了施工质量和施工效率，做到了“对症下药”，又大大节约了施工造价，避免了不必要的浪费，带来了相当可观的社会效益和经济效益。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的筛选方法的流程示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分：本发明中如出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种对岩溶路基段处置范围的筛选方法。

实施例一

本发明的一种典型的实施方式中，提出一种对岩溶路基段处置范围的筛选方法，其具体的过程包括以下步骤：

步骤1：对场区岩溶发育程度进行判断；

采用踏勘、物探、钻探相结合的手段，得到场区溶洞的探测数据，从而得到场区勘察资料。

对场区勘察资料根据探测数据进行分类统计，并对场区岩溶发育程度进行等级划分，具体划分为为四级：岩溶极强发育、岩溶强发育、岩溶中等发育、岩溶弱发育。

其中，以场区钻孔遇洞率、钻孔线岩溶率、隐伏岩溶岩土界面坡度角等探测数据的数值或范围对场区岩溶发育程度进行划分：

若钻孔遇洞率大于60％，或地表岩溶发育密度大于10个/km²，或钻孔线岩溶率大于20％，或溶槽、串珠状竖向溶洞发育深度超过50m，或隐伏岩溶岩土界面坡度角>30°，则为岩溶极强发育区；

若钻孔遇洞率为30％～60％，或地表岩溶发育密度6～10个╱/km²，或钻孔线岩溶率10％～20％，或溶槽、串珠状竖向溶洞发育深度为20～50m，或隐伏岩溶岩土界面坡度角为15°～30°，则为岩溶强发育区；

若钻孔遇洞率为10％～30％，或地表岩溶发育密度1～5个╱km²，或钻孔线岩溶率3％～10％，或隐伏岩溶岩土界面坡度角为10°～15°，则为岩溶中等发育区；

若钻孔遇洞率小于10％，或钻孔线岩溶率小于3％，或隐伏岩溶岩土界面坡度角<10°，则为岩溶弱发育区。

具体的，岩溶极强发育区的特点为：经长期强烈溶蚀后导致岩体基本解体导致地表普遍覆盖红粘土，红粘土下以石芽、溶解解体岩块等为主，具坡立谷等形态为代表，显岩溶发育晚年期特点，区内地表水系发育。凡符合下列条件之一者为岩溶极强发育：

①岩溶形态以大型暗河、廊道、较大规模的溶洞(单一溶洞顶底相对高差大于5m)、竖井和落水洞为主，地下洞穴***已形成或基本形成，溶洞见管道连通性强，有大量溶洞水涌出；

②极易塌陷；

③钻孔遇洞率大于60％；

④地表岩溶发育密度大于10个/km²；

⑤钻孔线岩溶率大于20％；

⑥溶槽、串珠状竖向溶洞发育深度超过50m；

⑦隐伏岩溶岩土界面坡度角(°)>30°。

其中，岩溶强发育区的特点为：岩体经长期强烈溶蚀导致地表广布溶蚀槽谷、洼地；落水洞等形态，地下暗河等地下管道***等发育；具岩溶壮年期特点，地表水系不发育。凡符合下列条件之一者为岩溶强发育：

①沿断裂、层面、不整合面等有显著溶蚀，中小型串球状洞穴发育(单一溶洞顶底相对高差2m～5m)，地下洞穴***尚未形成，但岩溶化裂隙连通性好，有小型暗河或集中径流，呈岩溶裂隙水涌出；

②易塌陷；

③溶沟、溶槽、石芽密布；

④钻孔遇洞率30％～60％；

⑤地表岩溶发育密度6～10个╱/km²；

⑥钻孔线岩溶率10％～20％；

⑦溶槽、或串珠状竖向溶洞发育深度超过20m，不超过50m；

⑧隐伏岩溶岩土界面坡度角(°)15°～30°。

其中，岩溶中等发育区的特点为：岩体经长期强烈溶蚀导致地表以溶蚀裂隙╱石芽为主，地下发育管道***；具溶蚀壮年期特点，一般情况地表水系不发育。凡符合下列条件之一者为岩溶中等发育：

①沿裂隙、层面溶蚀扩大为岩溶化裂隙或小型洞穴(单一溶洞顶底相对高差小于2m)，裂隙连通性差，很少有集中径流，常有裂隙性泉水出露；

②钻孔遇洞率10％～30％；

③地表岩溶发育密度1～5个╱km²；

④钻孔线岩溶率3％～10％；

⑤隐伏岩溶岩土界面坡度角(°)10°～15°。

其中，岩溶弱发育区的特点为：岩体具溶沟或溶槽现象，大型岩溶形态不发育，有地表水系等水体分布。凡符合下列条件之一者为岩溶弱发育：

①以裂隙状岩溶或溶孔为主，裂隙透水性差；

②钻孔遇洞率小于10％；

③钻孔线岩溶率小于3％；

④隐伏岩溶岩土界面坡度角(°)<10°。

上述内容中，钻孔遇洞率、地表岩溶发育密度、钻孔线岩溶率、溶槽、串珠状竖向溶洞发育深度、隐伏岩溶岩土界面坡度角的测定采用现有技术，在此不再赘述。

步骤2：对场区岩溶稳定性进行划分；

基于岩溶地区地质勘查技术，根据岩溶发育情况、岩溶区附近富水情况、以及对场地稳定的影响情况，将岩溶场地稳定性划分为四类：极不稳定场地、不稳定场地、中等稳定场地、稳定场地。

其中，若场区为岩溶极强发育区，或场区内含有岩溶水富集区及***带，则为极不稳定场地；

若场区为岩溶强发育区，或场区内含有埋藏的漏斗、槽谷，并覆盖有软弱土体的地段，或场区岩溶水***不畅，或场区具有多层土体结构，则为不稳定场地；

若场区为岩溶中等发育区，则为中等稳定场地；

若场区为岩溶弱发育区，则为稳定场地。

具体的，当场地存在下列情况之一时，为极不稳定场地：

①岩溶极强发育区；

②岩溶水富集区及***带；

③存在对场地稳定性有重大影响的其他不良地质现象。

当场地存在下列情况之一时，为不稳定场地：

①岩溶强发育区；

②埋藏的漏斗、槽谷等，并覆盖有软弱土体的地段；

③岩溶水***不畅，可能暂时淹没的地段；

④具有多层土体结构，地下水埋藏较浅且变化幅度较大或水位线再基岩面附近的地段；

⑤存在影响场地稳定的其他不良地质现象。

中等岩溶发育区场地为中等稳定场地。

弱岩溶发育区场地为稳定场地。

步骤3：对岩溶区风险进行评估；

评估岩溶区风险时，可根据临近周边现有构筑物情况以及溶洞大小，按发生事故导致的后果严重性进行区域分级的原则，分为一级至三级：

一级区域：场区为极不稳定场地，为整段塌陷；本实施例中指溶洞上部覆盖层浅，洞高5米以上、洞径大且溶洞未被全充填；或覆盖层存在软弱夹层且洞高2米以上，洞径较大，无充填。

二级区域：场区为不稳定场地，整段塌陷可能性较大；本实施例中指溶洞上部覆盖层较浅，洞高2米至5米，洞径较大，或洞高5米以上但被软塑状粉质黏土或松散砂土全充填。或覆盖层存在软弱夹层且洞高2米以下，洞径较大，无充填。

三级区域：场区为中等稳定场地或稳定场地；本实施例中指洞高小于2米的溶洞，或洞高在2米以上，洞径较大，但全充填可塑以上粉质黏土或密实砂土。

极不稳定场地的路基岩溶塌陷后果极其严重；不稳定场地的路基岩溶塌陷后果比较严重；中等稳定场地、稳定场地的路基岩溶塌陷产生的后果一般。

另外，评估岩溶区风险，还可根据岩溶发育程度、岩土体厚度与结构、地下水水位及其变化等主要因素综合评估，判断地面塌陷预测程度，对场区的地面塌陷预测程度等级进行划分。

地面塌陷预测程度的影响因素包括：水位、土的性质与土层结构、土层厚度、地貌、岩溶发育程度，根据各影响因素的权重，依次确定各因素的分值，从而确定地面塌陷预测程度的指标分，根据指标分确定地面塌陷预测程度等级。

确定地面塌陷预测程度等级的具体过程为：若指标分≥90，则为极易塌陷区；若指标分处于71～89，则为易塌陷区；若指标分≤70，则为不易塌陷区。

另外，若近期产生过塌陷区，则指标分为100；地表降水入渗致塌地区，水的指标分为40。

具体的，水位的权重占比40分，若水位能在土、岩界面上下波动，则分值为40，若水位不能在土、岩界面上下波动，则分值为20；土的性质与土层结构的权重占比为20分，若为粘性土，则分值为10，若为砂性土，则分值为20，若为风化砂页岩，则分值为10，若为多元结构，则分值为20；土层厚度的权重占比为10分，若<10m，则分值为10，若10～20m，则分值为7，若>20m，则分值为5；地貌的权重占比为15分，若地貌为平原、谷地、溶蚀洼地，则分值为15分，若地貌为谷坡、山丘，则分值为5分；岩溶发育程度的权重占比为15分，若漏斗、洼地、落水洞、溶槽、石牙、竖井、暗河、溶洞较多，则分值为10～15，若漏斗、洼地、落水洞、溶槽、石牙、竖井、暗河、溶洞稀少，则分值为5～9。

本实施例地面塌陷预测程度的评估标准按表1进行：

表1岩溶地面塌陷预测分析参考标准

步骤4：对场区岩溶路基段处置范围进行筛选；

按事故发生后果和地面预测塌陷程度综合考虑，根据风险评估结果，进行综合判断分级，将场区分为高危险区域、中危险区域和低危险区域：

(1)高危险区域：极易塌陷区、一级区域+易塌陷区；

(2)中等危险区域：二级区域、三级区域+易塌陷区；

(3)低危险区域：三级区域、不易塌陷区。

上述内容中，一级区域+易塌陷区是指场区既属于一级区域，同时也属于易塌陷区；三级区域+易塌陷区是指场区既属于三级区域，同时也属于易塌陷区。

分级后，筛选出场区岩溶路基段处置范围：高危险区域和中等危险区域为处置范围，对其进行相应处理，低危险区域为排除不处置的范围。

对于高危险区域，处理方式为：覆盖层与溶洞采用复合地基处理。对于中等危险区域，采用挖除、强夯等处理方式，根据具体情况可采用具体处理方式(5米内挖除、5米以上强夯)，对于低风险区域不作处理。

本发明在安全风险评估后，根据不同的危险区域采用不同的处理方式，达到经济合理的处置效果，可供类似项目参考。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种对岩溶路基段处置范围的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：

对岩溶场区进行探测，并根据探测数据划分岩溶发育程度等级；

基于岩溶发育程度等级，对场区岩溶稳定性进行划分；

根据场区岩溶稳定性，对岩溶区风险进行评估；

基于岩溶区风险，对场区危险等级进行分级，并对岩溶路基段处置范围进行筛选；

将岩溶发育程度划分为四级：岩溶极强发育区、岩溶强发育区、岩溶中等发育区、岩溶弱发育区；

若钻孔遇洞率大于60％，或地表岩溶发育密度大于10个/km²，或钻孔线岩溶率大于20％，或溶槽、串珠状竖向溶洞发育深度超过50m，或隐伏岩溶岩土界面坡度角>30°，则场区为岩溶极强发育区；若钻孔遇洞率为30％～60％，或地表岩溶发育密度6～10个╱/km²，或钻孔线岩溶率10％～20％，或溶槽、串珠状竖向溶洞发育深度为20～50m，或隐伏岩溶岩土界面坡度角为15°～30°，则场区为岩溶强发育区；

若钻孔遇洞率为10％～30％，或地表岩溶发育密度1～5个╱km²，或钻孔线岩溶率3％～10％，或隐伏岩溶岩土界面坡度角为10°～15°，则场区为岩溶中等发育区；若钻孔遇洞率小于10％，或钻孔线岩溶率小于3％，或隐伏岩溶岩土界面坡度角<10°，则场区为岩溶弱发育区。

2.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，若场区为岩溶极强发育区，或场区内含有岩溶水富集区及***带，则为极不稳定场地；若场区为岩溶强发育区，或场区内含有埋藏的漏斗、槽谷，并覆盖有软弱土体的地段，或场区岩溶水***不畅，或场区具有多层土体结构，则为不稳定场地；若场区为岩溶中等发育区，则为中等稳定场地；若场区为岩溶弱发育区，则为稳定场地。

3.根据权利要求2所述的筛选方法，其特征在于，评估岩溶区风险时，以场区岩溶稳定性对场区进行分级为：一级区域：场区为极不稳定场地；二级区域：场区为不稳定场地；三级区域：场区为中等稳定场地或稳定场地。

4.根据权利要求3所述的筛选方法，其特征在于，评估岩溶区风险时，确定场区地面塌陷预测程度等级：地面塌陷预测程度的影响因素包括：水位、土的性质与土层结构、土层厚度、地貌、岩溶发育程度，根据各影响因素的权重，依次确定各因素的分值，从而确定地面塌陷预测程度的指标分，根据指标分确定地面塌陷预测程度等级。

5.根据权利要求4所述的筛选方法，其特征在于，确定地面塌陷预测程度等级的具体过程为：若指标分≥90，则为极易塌陷区；若指标分处于71～89，则为易塌陷区；若指标分≤70，则为不易塌陷区。

6.根据权利要求5所述的筛选方法，其特征在于，根据岩溶区风险评估结果，将场区分为高危险区域、中危险区域和低危险区域：

高危险区域：极易塌陷区、一级区域+易塌陷区；

中等危险区域：二级区域、三级区域+易塌陷区；

低危险区域：三级区域、不易塌陷区。

7.根据权利要求6所述的筛选方法，其特征在于，分级后，筛选出场区岩溶路基段处置范围：高危险区域和中等危险区域为处置范围，低危险区域为不处置的范围。

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