断层

 1 断层

1.1 断层的定义与特征

地壳岩层因受力达到一定强度而发生破裂，并沿破裂面有明显相对移动的构造称为断层。断层长度变化很大，从几厘米至几百千米不等，两盘之间的位移量也可有这样大的变化。断层是构造运动中广泛发育的构造形态，它大小不一、规模不等，小的不足im，大到数百、数千千米，但都破坏了岩层的连续性和完整性。在断层带上往往岩石破碎，易被风化侵蚀。沿断层线常常发育为沟谷，有时会出现泉或湖泊。

1.2  断层对隧道施工的影响

断层是隧道施工中Zui常见的不良地质现象，断层破碎带分布区是隧道围岩Zui不稳定的区域之一。断层也是岩溶发育地区溶洞水、地下暗河和岩溶淤泥带等岩溶水的Zui主要发育场所。所以断层是造成隧道塌方、滴水突泥、大变形等隧道施工地质灾害的主要原因之一。断层对隧道施工影响表现在：

（1）断层降低围岩整体强度。断层的存在使隧道围岩体的宏观强度显著降低，在有断层存在的条件下，隧道围岩的破坏失稳主要受由断层破碎带形成的软弱结构面的剪切强度所控制。从工程实践中认识到，具有软弱结构面的岩体强度不均匀，在荷载作用下，应力重分布过程中，变形、破坏通常发生在岩体中强度Zui薄弱的部位。但这个部位并不一定是荷载Zui大的地方，而是软弱结构面，特别是泥化后的结构面塑强度低而优先变形破坏。

（2）断层改变岩体的物理力学性质。地下工程围岩的断层分布特征和岩体介质中的构造形迹，将影响岩体的物理力学行为，这些不连续面的强度一般很低，变形阻力和变形模量也比岩石材料低几个数量级。因此，这样的岩体将会表现出强烈的非均质性、各向异性和非连续性，岩体中结构面的分布状况以及结构面的力学行为是工程岩体稳定与否的决定性因素。但裂隙化岩体因其空间发育的方向不同、长短不均、张开度各异，构成复杂的裂隙网络而使其力学行为十分复杂。

2 岩溶

2.1  岩溶的定义与特征

岩溶又称为喀斯特，是指可溶性岩层（主要是碳酸盐岩类，部分有硫酸盐岩、卤盐岩等）受地表水和地下水的化学侵蚀、崩解作用和机械破坏、搬运、沉积作用所产生的各种地表和地下溶蚀现象的统称。溶洞是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果，石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化为微溶性的碳酸氢钙。在隧道施工中，溶洞是Zui常见的岩溶现象之一。

隧道通过岩溶地区，当发现地表有以下情况时，可初步判断其岩层中存在溶洞、暗河：

(1)四周汇水的洼地内，发现有落水洞、漏斗或天然竖并存在。

(2)落水洞、漏斗呈带状分布地段。

(3)地面塌陷和草木丛生以及冬季冒气等地段。

(4)地表水消失或附近有出水点（泉眼）的地段。

2.2 岩溶对隧道施工的影响

岩溶对隧道工程的影响，主要是岩溶水、岩溶洞穴及其填充物等的危害。

(1)隧道围岩范围内岩溶水的存在，改变了隧道围岩的工程地质条件和水文地质条件，致使围岩强度降低，渗透水压力增加。岩溶水的存在Zui直接的影响就是诱引突发性涌水、突泥等事故，严重影响隧道工程的施工安全和施工进度，腐蚀性的岩溶水腐蚀隧道结构。

（2)溶洞的存在使隧道围岩的物理、力学性质发生了变化，进而引起隧道地层刚度和应力场的变化。在隧道施工过程中，溶洞容易造成围岩中应力集中，隧道周边变形量增大，进而可能引起隧道施工中局部围岩的掉块和塌落，影响施工，造成一定的经济损失。

(3)地下洞体的存在使隧道部分悬空，隧道底部的溶洞充填物厚度大且松软或暗河水流给隧道基底处理造成一定的困难。隧道顶部溶隙与地面漏斗、落水洞相连通，贯通坍塌甚至可上延至地面。