路過(guò)喀斯特

文 本刊編輯部

提到巖溶，很多人可能會(huì)感到陌生，但提到喀斯特，人們卻耳熟能詳。巖溶，即碳酸鹽巖、石膏、巖鹽等可溶性巖石受到水的化學(xué)溶蝕，及流水沖蝕、潛蝕和崩塌等外力長(zhǎng)期作用所產(chǎn)生的現(xiàn)象的總稱。

在我國(guó)，巖溶分布相當(dāng)廣泛，總面積占國(guó)土面積近三分之一。我國(guó)西南地區(qū)的貴州、云南、廣西、四川、重慶，以及中南地區(qū)的湖南、湖北、廣東是巖溶最為發(fā)育的地區(qū)，構(gòu)成了世界上最大的連片裸露型巖溶區(qū)。尤其在西南巖溶地區(qū)，多屬亞熱帶氣候，降水豐沛，地下水系發(fā)育，巖石溶蝕作用強(qiáng)烈。在造就千姿百態(tài)、鬼斧神工的喀斯特奇景的同時(shí)，也形成了地下溶洞、暗河溝湖等復(fù)雜地質(zhì)條件，且表面土層貧瘠淺薄，生態(tài)環(huán)境極其脆弱。巖溶地質(zhì)具有易破壞、難恢復(fù)的特征，在碳酸鹽巖分布區(qū)，在外動(dòng)力地質(zhì)作用或諸如車輛碾軋等情況下，易發(fā)生巖溶地面塌陷的情況。此外，由于該地區(qū)土層薄厚不均勻，土質(zhì)較脆，給公路安全造成較大威脅，導(dǎo)致巖溶地區(qū)交通建設(shè)難度加大。正因如此，早在20年前就有專家指出：我國(guó)實(shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略，遇到的挑戰(zhàn)性問(wèn)題之一就是巖溶問(wèn)題。

本期“第一觀察”《穿越巖溶》結(jié)合國(guó)家實(shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略以來(lái)，西南巖溶地區(qū)開展的大量公路工程關(guān)鍵技術(shù)科研攻關(guān)實(shí)踐，梳理了巖溶工程地質(zhì)的主要特點(diǎn)及典型問(wèn)題，介紹了我國(guó)巖溶公路技術(shù)發(fā)展的歷史沿革，列舉了巖溶地區(qū)公路工程的主要挑戰(zhàn)，分析了巖溶地區(qū)公路工程科研的現(xiàn)狀及成果，展望了巖溶地區(qū)公路工程未來(lái)的攻關(guān)方向。

工程實(shí)踐表明，地下巖溶地質(zhì)的隱蔽性、多樣性和不確定性，大大增加了公路工程勘察評(píng)價(jià)的難度，從而導(dǎo)致路面塌陷、橋梁坍塌、隧道突水等災(zāi)害；同時(shí)，巖溶地區(qū)植被恢復(fù)困難，地表水與地下水系連通性強(qiáng)，公路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)極易對(duì)沿線生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響甚至破壞；此外，巖溶地區(qū)優(yōu)質(zhì)筑路材料缺乏，需要因地制宜利用地方材料，以有效提高公路工程的經(jīng)濟(jì)性、適用性和耐久性。因此，工程地質(zhì)勘察、基礎(chǔ)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、資源利用、病害處治、環(huán)境保護(hù)等成為巖溶地區(qū)公路建設(shè)的關(guān)鍵。

近年來(lái)，我國(guó)巖溶地區(qū)圍繞上述領(lǐng)域開展攻關(guān)研究，取得了多項(xiàng)技術(shù)突破與創(chuàng)新。在工程地質(zhì)勘察方面，針對(duì)高等級(jí)公路建設(shè)及其環(huán)境保護(hù)的新要求，構(gòu)建了巖溶地區(qū)公路工程綜合勘察技術(shù)體系；在基礎(chǔ)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方面，提出了含隱伏溶洞地基公路路基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法、橋基承載力確定新方法等；在筑路材料資源的開發(fā)與利用方面，開發(fā)了硅質(zhì)碳酸鹽巖和錳鐵合金工業(yè)廢渣抗滑耐磨耗集料，提出了基于中心質(zhì)結(jié)構(gòu)模型的抗滑表層瀝青混合料設(shè)計(jì)新方法，開發(fā)了高石粉含量的機(jī)制砂高強(qiáng)混凝土和機(jī)制砂自密實(shí)混凝土等；在病害處治方面，揭示了巖溶水作用下巨粒土路堤的漸進(jìn)變形破壞機(jī)理，以及土質(zhì)路堤的滲透變形破壞機(jī)理，進(jìn)而提出巨粒土路堤工后沉降時(shí)效分析方法，以及以巖溶水控制為核心的公路設(shè)施病害防治技術(shù)；在公路工程巖溶環(huán)境保護(hù)技術(shù)方面，針對(duì)巖溶地區(qū)環(huán)境特點(diǎn)，通過(guò)系統(tǒng)分析公路建設(shè)與運(yùn)營(yíng)對(duì)巖溶生態(tài)環(huán)境影響或破壞的方式和程度，建立了公路建設(shè)運(yùn)營(yíng)對(duì)巖溶生態(tài)環(huán)境影響的評(píng)價(jià)指標(biāo)與方法體系，促進(jìn)公路工程與巖溶環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

綜上所述，深入認(rèn)識(shí)巖溶，學(xué)習(xí)巖溶知識(shí)，探索巖溶科技，不僅有助于讓路、橋、隧順利穿越巖溶地區(qū)，還有助于推動(dòng)解決巖溶地區(qū)復(fù)雜的資源和生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，在加快建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)的同時(shí)，也助力建設(shè)美麗中國(guó)。