飛天山旅游文化產(chǎn)業(yè)園洞穴酒店穩(wěn)定性評價研究

摘 要：文章通過定性和參考FLAC技術(shù)方法，根據(jù)實(shí)際情況建立合理評價指標(biāo)，結(jié)合飛天山洞穴酒店開發(fā)現(xiàn)狀，對洞穴穩(wěn)定性作出評價，并提出防治措施建議。

關(guān)鍵詞：洞穴;穩(wěn)定性;FLAC技術(shù)

中圖分類號：P901 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-1064（2021）07-089-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.07.044

1 基本情況

飛天山旅游文化產(chǎn)業(yè)園洞穴酒店位于郴州市蘇仙區(qū)飛天山旅游景區(qū)內(nèi)，整個場地分為1#片區(qū)（編號PQ1）和2#片區(qū)（編號PQ2）。PQ1共有18處洞穴酒店和1處走廊入口（編號D1～D19），D1～D13洞穴中部為1處走廊。D1～D19地面標(biāo)高125.50m～129.56m，洞頂標(biāo)高128.78m～133.99m。PQ2共有21處洞穴酒店（編號D1～D21），D1～D3洞穴后部為1處走廊，D19～D21洞穴后部為1處走廊。D1～D21地面標(biāo)高125.40m～138.99m，洞頂標(biāo)高128.60m～139.77m。洞穴一般高度2m～6m，跨度一般2m～3m，均掘進(jìn)于白堊系下統(tǒng)紅色中風(fēng)化砂巖中[1]。1#片區(qū)全貌、2#片區(qū)全貌，如圖1、圖2所示。

2 環(huán)境地質(zhì)條件概述

2.1 氣象條件

該區(qū)域氣候?qū)賮啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候，具有氣候溫暖、四季分明、熱量充足、雨水集中、春溫多變、夏秋多旱、嚴(yán)寒期短、暑熱期長等特點(diǎn)。多年年均降水日173.2天（>0.1mm），年均蒸發(fā)量1596.2（小型蒸發(fā)器）/927.9（大型蒸發(fā)器）mm，春夏兩季降雨量占年總降雨量的68%，其中4月～9月（州汛期）占年降雨量的63%。

2.2 地貌條件

場地屬丘陵地貌區(qū)，為典型的丹霞地貌。場地山坡自然坡度一般約20°～50°，局部峭壁處達(dá)到70°以上，地勢起伏變化較大。丘坡植被發(fā)育較好，主要植被類型為灌木、雜草。

2.3 地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)域內(nèi)為出露的地層，主要為第四系殘坡積粉質(zhì)粘土，下伏地層為白堊系下統(tǒng)紅色砂巖。區(qū)內(nèi)主要為單斜地質(zhì)構(gòu)造，褶皺及斷裂構(gòu)造均不發(fā)育。

2.4 巖土類型及工程地質(zhì)

據(jù)場地及周邊先前開展過的勘查工作、巖石的固結(jié)情況、堅(jiān)硬程度、巖性及力學(xué)性質(zhì)，分為巖體、土體兩大類。

2.4.1 可塑—硬塑狀土體（Q4）

巖性為殘坡積粉質(zhì)粘土，主要成分為粘粒、粉細(xì)砂、石英、云母等物質(zhì)，結(jié)構(gòu)較為松散，孔隙比大，粘聚力低，遇水易散。根據(jù)周邊場地勘察成果，其主要物理力學(xué)指標(biāo)為：天然濕密度為2.00g/cm3～2.02g/cm3，孔隙比0.66～0.71，壓縮系數(shù)為0.27MPa-1～0.35MPa-1，壓縮模量為4.6MPa～6.0MPa，內(nèi)摩擦角為20.3°～26.2°，粘聚力為26kPa～31kPa。巖土體物理力學(xué)性質(zhì)較差，其厚度一般約為0.5m～2m，其承載力一般約為160kPa。

2.4.2 巖體

表層巖體風(fēng)化較強(qiáng)烈，呈全～強(qiáng)風(fēng)化，風(fēng)化層較厚約1m～2m，下部巖體風(fēng)化程度降低呈中風(fēng)化。根據(jù)周邊場地勘察成果：

全風(fēng)化砂巖呈紅褐色，原巖結(jié)構(gòu)已完全破壞，巖芯呈砂土狀，其承載力一般約為180kPa。

強(qiáng)風(fēng)化砂巖呈紅褐色，結(jié)構(gòu)構(gòu)造已部分被破壞，風(fēng)化不均勻，鉆探巖芯以塊狀為主，含少量短柱狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)行重型動力觸探試驗(yàn)時極易反彈，其承載力一般約為300kPa。

中風(fēng)化砂巖呈紅褐色，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，泥鈣質(zhì)膠結(jié)，厚～巨厚層狀構(gòu)造，裂隙不甚發(fā)育，巖芯較完整，多呈短柱狀、柱狀，風(fēng)干后易開裂，RQD值約為50%～75%，飽和抗壓強(qiáng)度14.2～23.5，巖體較完整，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ級，其承載力一般約為3 500kPa。該層巖體為洞穴酒店主要分布層位，區(qū)內(nèi)全～強(qiáng)風(fēng)化層厚度一般，巖土體工程地質(zhì)條件一般，工程地質(zhì)性質(zhì)一般，綜合評價場地巖體工程性質(zhì)屬較軟巖體。

2.5 水文地質(zhì)條件

擬建場地周邊地表水系發(fā)育，臨近場地水系均為東江河支流，位于東江北側(cè)。調(diào)查期間，該段東江河水位約為122.30m;另據(jù)調(diào)查，該段東江最高洪水位約為125.00m。PQ1場地地坪內(nèi)最低標(biāo)高為125.40m，PQ2場地地坪內(nèi)最低標(biāo)高為125.35m，均接近最高洪水位，可能受到東江河洪水位影響，建議做好防洪措施。

地下水分類中有散巖類孔隙水、基巖裂隙水兩大類型，現(xiàn)分述如下：

松散巖類孔隙水。松散土層孔隙潛水主要分布于粉質(zhì)粘土的裂隙中，因含有大量砂粒，含孔隙水，透水性相對較強(qiáng)，富水性一般。根據(jù)相關(guān)資料顯示，其水位埋深一般為2.5m，單位涌水量0.0187L/s·m，但含水性受降雨影響大，區(qū)內(nèi)主要接受大氣降雨的入滲補(bǔ)給，水量及地下水位隨季節(jié)變化大，以蒸發(fā)型排泄及沿下伏基巖面潛水型排出兩種方式為主。

基巖裂隙水。其廣泛分布于場地內(nèi)，主要含水部位為淺部巖層裂隙，巖性破碎、節(jié)理裂隙較發(fā)育，地下水主要賦存風(fēng)化裂隙中，富水性弱。表層持水條件差，降雨迅速排泄，地下水以降水和河流為補(bǔ)給水源，水量一般。

3 評價方法及影響因素

本項(xiàng)目擬采取定性評價的方法對飛天山旅游產(chǎn)業(yè)園洞穴酒店穩(wěn)定性做出評價。根據(jù)洞穴圍巖的各項(xiàng)邊界條件，對比表1影響洞穴穩(wěn)定的各項(xiàng)因素進(jìn)行綜合分析并做出評價。

3.1 巖性及厚度

洞穴酒店主要分布于白堊系下統(tǒng)中風(fēng)化砂巖中，該層砂巖紅褐色，粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，泥鈣質(zhì)膠結(jié)，厚～巨厚層狀構(gòu)造，裂隙不甚發(fā)育，巖芯較完整，多呈短柱狀、柱狀，風(fēng)干后易開裂，RQD值約為50%～75%，飽和抗壓強(qiáng)度14.2MPa～23.5MPa，巖體較完整，其承載力一般約為3 500kPa。據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021-2001）（2009年版）3.2.2-1～表3.2.2-3，巖石堅(jiān)硬程度分類屬較軟巖，巖體基本質(zhì)量等級分類屬Ⅳ級，綜合評價對穩(wěn)定有利。

3.2 節(jié)理裂隙狀況

從區(qū)域地質(zhì)資料及現(xiàn)場調(diào)查可知，場地內(nèi)主要為單斜地質(zhì)構(gòu)造，褶皺及斷裂構(gòu)造均不發(fā)育。洞穴酒店主要分布的白堊系下統(tǒng)中風(fēng)化砂巖中，總體裂隙不甚發(fā)育。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查可知，其中5處洞穴裂隙較發(fā)育，其主要特征如表2所示。

3.3 巖體產(chǎn)狀

據(jù)《1：5萬郴縣幅地質(zhì)圖》查詢可知，區(qū)內(nèi)下伏白堊系下統(tǒng)砂巖地層產(chǎn)狀323°∠7°，巖體走向53°，洞軸一般60°～140°。巖體走向與洞軸主要呈斜交，產(chǎn)狀平緩，綜合評價對穩(wěn)定不利。

3.4 洞穴形態(tài)與埋藏條件

全部洞穴一般高度2m～6m，跨度一般2m～3m，總體洞徑小、呈扁平狀復(fù)體相連。PQ1場地地面高程122.37m～146.70m，洞穴酒店分布標(biāo)高125.50m～133.99m;PQ2場地地面高程122.34m～162.20m，洞穴酒店分布標(biāo)高125.40m～139.77m，埋藏較淺，綜合評價對穩(wěn)定不利。

3.5 頂板情況

場地內(nèi)洞穴頂板厚度一般5m～15m，洞穴一般高度2m～6m，跨度一般2m～3m，頂板巖層厚度與洞徑比值較大;頂板呈板狀、拱狀;局部洞穴裂隙較發(fā)育，綜合評價對穩(wěn)定影響一般。

3.6 地下水

據(jù)調(diào)查，洞穴及裂縫內(nèi)無水滴、水流，綜合評價對穩(wěn)定有利。

3.7 充填情況

全部洞穴未充填，洞中無近期塌落物，綜合評價對穩(wěn)定影響一般。

4 洞穴穩(wěn)定性綜合評價

根據(jù)以上評價方法及各項(xiàng)因素綜合分析，對洞穴酒店穩(wěn)定性做出綜合評價如表3所示。

5 防治措施建議

建議后期場地建設(shè)過程中，對洞穴酒店的支護(hù)工程與主體工程，應(yīng)同時設(shè)計、同時施工、同時投入使用。擬對全部洞穴實(shí)施洞穴位移監(jiān)測，擬對目前已經(jīng)出現(xiàn)裂縫的PQ1D15、PQ1D16、PQ1D17、PQ1D18實(shí)施裂縫變形監(jiān)測。全部洞穴洞口擬施工鋼架梁支撐，全部洞穴洞口頂部擬施工防護(hù)欄防治掉塊。全部洞穴洞口頂部一定高度擬施工系統(tǒng)截排水工程，防止大氣降水沿裂隙滲透，降低巖體強(qiáng)度。對目前已經(jīng)出現(xiàn)裂縫的PQ1D15、PQ1D16、PQ1D17、PQ1D18、PQ2D4擬施工裂縫注漿，并配比適當(dāng)?shù)呐蛎洸牧?，對目前裂縫發(fā)育的PQ1D18、PQ2D4，在裂縫處擬施工連系梁支撐。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉回鐘.飛天山旅游文化產(chǎn)業(yè)園洞穴酒店地質(zhì)災(zāi)害危險性評估及穩(wěn)定性評價[R].郴州：湖南省湘南工程勘察公司，2018：8.

[2] 楊新文.基于FLAC技術(shù)的洞穴穩(wěn)定性分析[D].桂林：桂林工學(xué)院，2003.