摘要：本文通过定性和参考FLAC技术方法，根据实际情况建立合理评价指标，结合飞天山洞穴酒店开发现状，对洞穴稳定性作出评价，并提出防治措施建议。
关键词：洞穴 稳定性 FLAC技术
一、基本情况
飞天山旅游文化产业园洞穴酒店位置处于郴州市苏仙区飞天山旅游景区内。整个场地分为1#片区（编号PQ1）和2#片区（编号PQ2）。PQ1共有18处洞穴酒店和1处走廊入口（编号D1～D19），D1～D13洞穴中部为1处走廊。D1～D19地面标高125.50～129.56m，洞顶标高128.78～133.99m。PQ2共有21处洞穴酒店（编号D1～D21），D1～D3洞穴后部为1处走廊，D19～D21洞穴后部为1处走廊。D1～D21地面标高125.40～138.99m，洞顶标高128.60～139.77m。洞穴一般高度2～6m，跨度一般2～3m，均掘进于白垩系下统红色中风化砂岩中。
二、环境地质条件概述
1、气象条件
区域气候属亚热带湿润季风气候，其特点是气候温暖，四季分明，热量充足，雨水集中，春温多变，夏秋多旱，严寒期短，暑热期长。多年年均降水日173.2天（>0.1mm），年均蒸发量1596.2（小型蒸发器）/927.9（大型蒸发器）mm，春夏两季降雨量占年总降雨量的68%，其中4～9月（州汛期）占年降雨量的63%。
2、地貌条件
场地属丘陵地貌区，为典型的丹霞地貌。场地山坡自然坡度一般约20～50°，局部峭壁处达到70°以上，地势起伏变化较大。丘坡植被较发育，主要植被类型为灌木、杂草。
3、地层岩性及地质构造
区域内为出露的地层主要为第四系残坡积粉质粘土，下伏地层为白垩系下统红色砂岩。区内主要为单斜地质构造，褶皱及断裂构造均不发育。
4、岩土类型及工程地质
据场地及周边先前开展过的勘查工作、岩石的固结情况、坚硬程度、岩性及力学性质分为岩体、土体两大类。
1）可塑-硬塑状土体（Q4）
岩性为残坡积粉质粘土，主要成份为粘粒、粉细砂、石英、云母等物质，结构较为松散，孔隙比大，粘聚力低，遇水易散，根据周边场地勘察成果，其主要物理力学指标为：天然湿密度为2.00-2.02g/cm3，孔隙比0.66-0.71，压缩系数为0.27-0.35MPa-1，压缩模量为4.6-6.0MPa，内摩擦角为20.3-26.2°，粘聚力为26-31KPa。岩土体物理力学性质较差，其厚度一般约为0.5～2m，其承载力一般约为160KPa。
2）岩体
表层岩体风化较强烈，呈全～强风化，风化层较厚约1-2m，下部岩体风化程度降低呈中风化。根据周边场地勘察成果：
全风化砂岩红褐色，原岩结构已完全破坏，岩芯呈砂土状，其承载力一般约为180KPa。
强风化砂岩红褐色，结构构造已部分被破坏，风化不均匀，钻探岩芯以块状为主，含少量短柱状，进行重型动力触探试验时极易反弹，其承载力一般约为300KPa。
中风化砂岩红褐色，粉砂质结构，泥钙质胶结，厚～巨厚层状构造，裂隙不甚发育，岩芯较完整，多呈短柱状、柱状，风干后易开裂，RQD值约为50%～75%，饱和抗压强度14.2～23.5，岩体较完整，岩体基本质量等级为Ⅳ级，其承载力一般约为3500KPa。该层岩体为洞穴酒店主要分布层位。因此，区内全-强风化层厚度一般，岩土体工程地质条件一般，工程地质性质一般，综合评价场地岩体工程性质属较软岩体。
5、水文地质条件
1）拟建场地周边地表水系发育，临近场地水系均为东江河支流，位于东江北侧，调查期间该段东江河水位约为122.30m，另据调查，该段东江最高洪水位约为125.00m，PQ1场地地坪内最低标高为125.40m，PQ2场地地坪内最低标高为125.35m，均接近最高洪水位，可能受到东江河洪水位影响，建议做好防洪措施。
2）地下水类型、特征及分布
散岩类孔隙水、基岩裂隙水两大类型。现分述如下：
①松散岩类孔隙水。松散土层孔隙潜水主要分布于粉质粘土的裂隙中，因含有大量砂粒，含孔隙水，透水性相对较强，富水性一般，根据相关资料显示水位一般埋深为2.5m，单位涌水量0.0187L/s·m，但含水性受降雨影响大，区内主要接受大气降雨的入渗补给，水量及地下水位随季节变化大，以蒸发型排泄及沿下伏基岩面潜水型排出两种方式为主
②基岩裂隙水。广泛分布于场地内。主要含水部位为浅部岩层裂隙，岩性破碎、节理裂隙较发育，地下水主要赋存风化裂隙中，富水性弱。表层持水条件差，降雨迅速排泄，地下水以降水和河流为补给水源，水量一般。
二、评价方法及影响因素
本项目拟采取定性评价的方法对飞天山旅游产业园洞穴酒店稳定性做出评价。根据洞穴围岩的各项边界条件，对比下表影响洞穴稳定的各项因素进行综合分析并做出评价。
表1 洞穴稳定性综合评价表
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本表引自杨新文《基于FLAC技术的洞穴稳定性分析》P15。
1、岩性及厚度
洞穴酒店主要分布于白垩系下统中风化砂岩中，该层砂岩红褐色，粉砂质结构，泥钙质胶结，厚～巨厚层状构造，裂隙不甚发育，岩芯较完整，多呈短柱状、柱状，风干后易开裂，RQD值约为50%～75%，饱和抗压强度14.2～23.5MPa，岩体较完整，其承载力一般约为3500KPa。据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）3.2.2-1～表3.2.2-3，岩石坚硬程度分类属较软岩，岩体基本质量等级分类属Ⅳ级。综合评价对稳定有利。
2、节理裂隙状况
从区域地质资料及现场调查可知，场地内主要为单斜地质构造，褶皱及断裂构造均不发育。洞穴酒店主要分布的白垩系下统中风化砂岩中总体裂隙不甚发育。据现场调查其中5处洞穴裂隙较发育，其主要特征如下表所示。
表2 裂隙发育情况一览表
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3、岩体产状
据《1：5万郴县幅地质图》查询可知，区内下伏白垩系下统砂岩地层产状323°∠7°，岩体走向53°，洞轴一般60°～140°。岩体走向与洞轴主要呈斜交，产状平缓。综合评价对稳定不利。
4、洞穴形态与埋藏条件
全部洞穴一般高度2～6m，跨度一般2～3m，总体洞径小、呈扁平状复体相连。PQ1场地地面高程122.37～146.70m，洞穴酒店分布标高125.50～133.99m；PQ2场地地面高程122.34～162.20m，洞穴酒店分布标高125.40～139.77m，埋藏较浅。综合评价对稳定不利。
5、顶板情况
场地内洞穴顶板厚度一般5～15m，洞穴一般高度2～6m，跨度一般2～3m，顶板岩层厚度与洞径比值较大；顶板呈板状、拱状；局部洞穴裂隙较发育。综合评价对稳定影响一般。
6、地下水
据调查，洞穴及裂缝内无水滴、水流，综合评价对稳定有利。
7、充填情况
全部洞穴未充填，洞中无近期塌落物，综合评价对稳定影响一般。
三、洞穴稳定性综合评价
根据以上评价方法及各项因素综合分析，对洞穴酒店稳定性做出综合评价如下表所示。
表3 洞穴酒店稳定性综合评价表
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四、防治措施建议
1）建议后期场地建设过程中对洞穴酒店的支护工程与主体工程应同时设计、同时施工、同时投入使用。2）拟对全部洞穴实施洞穴位移监测，拟对目前已经出现裂缝的PQ1D15、PQ1D16、PQ1D17、PQ1D18实施裂缝变形监测。3）全部洞穴洞口拟施工钢架梁支撑。4）全部洞穴洞口顶部拟施工防护栏防治掉块。5）全部洞穴洞口顶部一定高度拟施工系统截排水工程，防止大气降水沿裂隙渗透，降低岩体强度。6）对目前已经出现裂缝的PQ1D15、PQ1D16、PQ1D17、PQ1D18、PQ2D4拟施工裂缝注浆，并配比适当膨胀材料。7）对目前裂缝发育的PQ1D18、PQ2D4在裂缝处拟施工连系梁支撑。
参考文献：
[1]刘回钟等.2018.飞天山旅游文化产业园洞穴酒店地质灾害危险性评估及稳定性评价.郴州：湖南省湘南工程勘察公司.
[2]杨新文等.2008.基于FLAC技术的洞穴稳定性分析.桂林：桂林工学院.
论文作者:刘回钟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：洞穴论文; 裂隙论文; 场地论文; 砂岩论文; 标高论文; 柱状论文; 酒店论文; 《基层建设》2019年第27期论文;