摘要：路基下岩溶是高速公路工程建设中的常见地质灾害之一，直接影响高速工程建设及后期运营安全，路基下岩溶灾害的发生与区域工程地质与水文地质条件、岩溶成因、溶腔体位大小及埋置深度、溶腔岩溶水运移规律等直接有关。本文主要阐述国内外对路基下岩溶地质灾害的研究现状、岩溶对路基稳定和沉降变形的影响、岩溶体位的常用探测方法、不同体位和深度的岩溶治理技术措施、路基岩溶顶板稳定性评价方法以及如何对岩溶治理后的效果评价。

关键词：岩溶  路基  研究现状  探测技术  治理技术  评价方法

一、引言

岩溶，国际上通称喀斯特，是指具有溶蚀力的地下水和地表水对碳酸盐等可溶性岩石以化学溶蚀为主、机械侵蚀和崩塌为辅的地质综合作用过程，及其形成的水文、地表与地下形态的总称。岩溶化学作用过程受到水的浓度和压力、气温、降水、气压、岩石成分和结构以及地质构造等多种因素的影响，其形态主要有溶沟和石芽、漏斗和落水洞、溶蚀洼地和坡立谷、峰丛、峰林和孤峰、干谷、溶洞及暗河。岩石的可溶性和透水性、水的溶蚀力及其在岩体中的流动性是岩溶发育的基本条件，水的酸性越强、循环越快、降水量越多、气温越高，则岩溶越发育；节理、裂隙、断裂、褶皱、隆起、断裂带和沉降带对岩溶发育具有显著的影响。

在世界范围内，岩溶地区面积分布辽阔，在人口稠密的地中海沿岸、东欧、中东、东南亚、美国的东南部和中美洲等地区均有较大面积的分布，由于这些地区人口较多，导致这些地区的工程活动较为强烈，使其面临的岩溶灾害问题也非常突出，并已引起国际社会的普遍关注，特别是进入20世纪70年代以来，召开了多次与岩溶灾害有关的国际会议，使世界各国的研究者有机会交流和商讨解决岩溶地质灾害问题的经验与方法。

在我国辽阔的疆土内，分布着大片碳酸盐岩地层，总面积达346万平方公里，占国土面积1/3，其中91万平方公里的碳酸盐岩裸露于地表，由于地表水和地下水的溶蚀作用，发育着各种类型的岩溶地貌和岩溶形态。在我国，广西、贵州、云南、四川、湖南和湖北等几省有大面积的连续分布的石灰岩和白云岩，其中广西出露面积最大，占全自治区面积的60%左右。此外我国华南、华东、华北及、等地区也有大量石灰—白云岩类岩石分布。在我国公路建设中，已有里程超过四万公里的公路修建位于岩溶地区，其中，位于地面塌陷极高危险区、高危险区的公路里程分别达七千公里及五千余公里。随着我国经济的高速腾飞，高速公路等线性工程不可避免的要经过岩溶地带，岩溶问题将更加突出。

在岩溶发育地区，上覆土层或隐伏岩溶顶板在人为活动或天然因素作用下特别是水动力条件改变引起的环境效应作用下，会发生突然坍塌。在岩溶地区，岩溶土洞(塌陷)是岩溶区路基施工中的主要地质灾害，包括人为塌陷与自然塌陷，遇到的主要工程地质是地基塌陷、不均匀下沉和基坑、洞室涌水等。

二、国外岩溶路基研究现状[2]

国外学者认为，岩溶塌陷通常发育干地下岩溶发育地区，是地貌天然演变形成的，是溶洞及隐伏土洞中，土体被地下水流完全带走的过程。这个自然演进过程很长，可达千年，但由于人类的活动，使这一过程加快。在此，最重要的是跨过开口型岩溶形态应力拱的发育过程。应力拱的边界也是最大应变带，应力拱顶向上扩展的距离大概为洞径的1.5倍，当土拱扩展到至地面1.5倍洞径距离时，任何附加荷载都会增大土洞侧壁中的应力，导致土洞坍塌，土体下陷，形成地面塌陷，这种塌陷多是立即完成的，而由于地面沉降产生的塌陷则要数小时或几天。

在世界各个人口较为密集且岩溶分布广泛的地区，例如地中海沿岸、东欧、中东、中国南部、东南亚、美国东南部和中美洲等地区，人类工程活动强烈，面临的岩溶灾害问题非常突出，从而引起广泛关注。进入20世纪70年代以来，世界各地举办召开了多次与岩溶灾害有关的国际会议，使世界各国的学者有机会交流和商讨解决岩溶地质灾害问题的经验与方法。例如，上世纪七十年代，国际工程地质协会首次在西德的汉诺威举行了“岩溶塌陷与沉陷: 与可溶岩有关的工程地质问题”国际讨论会, 重点讨论了欧洲地区特别是在蒸发岩地区的地面塌陷、分布规律、勘测技术和防治措施；还有，自上世纪八十年代起，在美国佛罗里达、密苏里等州举行了多届“Multidisciplinary Conference on Sinkholes and the Engineering and Environmental Impacts of Karst(岩溶塌陷和岩溶工程与环境影响多学科国际讨论会)”，这个会议也是目前国际上举办历史最长、影响最深的有关岩溶问题的国际会议。

多年以来，国外的岩溶与工程问题研究主要注重如下几个方面:

2.1 岩溶路基隐伏岩溶的探测技术

隐伏岩溶的存在是岩溶路基病害发育的基础条件，探测高度不均一性的隐伏岩溶发育带在国际范围内一直被认为是极具挑战性的问题。部分发达国家的仪器设备先进，将各种地球物理方法都运用到这一领域，而目前国际上使用较多的是地质雷达法、高密度电法、声波电磁波孔间透视、CT层析法等方法。近年来，计算机技术不断发展，不断推出新的物探设备，并向着集成化及多功能化发展。例如，美国Zonge公司生产的人工场源及天然场源的电法和电磁法勘探系统，主要将直流电阻率法(Res)、直流激发极化电法(TDIP)、交流激发极化电法(FDIP)、复电阻率法(CR)、可控源音频大地电磁(CSAMT)、谐波分析可控源音频大地电磁法(HACSAMT)等多个方法运用到岩溶探测领域。

国外在隐伏岩溶的探测技术上的另一个重要的特点就是：为了便于非专业人士正确制定工作方案，从而特别重视标准的制定。1999年，美国测试与材料协会(The American Society of Testing and Materials(ASTM))在《D29 - 99 Standard Guide for Selecting Sur face Geophysical Methods(地面地球物理方法选择标准指南(D29- 99))》[3]中系统描述了目前工程地质、水文地质和环境地质调查中常用的12种不同的物探方法，提供了每一种方法的用途、探测深度、易用性、分辨率和局限性等。针对隐伏岩溶的探测问题，推荐了3种首选方法及两种次选方法：主选频域电磁法(Frequency Domain Electromagnetic)、地质雷达法(Ground Penetrating Radar)、微重力法(Gravity)，次选浅层地震折射波法(Seismic Refraction)、直流电阻率法(Electrical(DC) Resistivity)。与此同时，1999年英国标准局(British Standards Institute)在《BS5930 British standard code of practice for site investigations(地面调查标准)》[4]中提出，在岩溶区探测中最有效的地球物理方法包括：跨孔地震(Cross–hole seismic)、微重力(Microgravity)、电阻率或电导剖面法(resistivity or conductivity profiling)、以及地质雷达(Ground Penetrating Radar)。2004年，美国Technos地质与地球物理咨询公司在出版的《Surface Geophysical Methods》(地面地球物理方法)[5]一书中，更为系统的分析了14种探测方法，就隐伏岩溶问题，他们认为首选方法是地震面波、地质雷达和微重力法，其次是地震折射波、地震反射波法、电阻率成像、天然电场、频率域电磁法等。

三个不同机构推荐了多个不同的探测方法，虽然这些机构推荐的首选方法不完全一样，但是，微重力法、地质雷达法以及浅层地震折射波法都是比较得到认可的。

2.2 岩溶路基溶洞稳定性研究

目前，国内外岩溶路基稳定性评价方面面临的一项重大课题就是岩溶洞穴顶板安全厚度以及失稳机理，由于岩溶洞穴在失稳时具有特殊性，使得模型试验成为重要的研究手段。比较有特点的是，在1984年，南非Stellenbosch大学J. Marius Louw[6]采用1:10比例尺构建模型，模拟混凝土路面在基岩岩溶塌陷影响下的变形及破坏特征。自1970年至今，包括RALPH J.HODEK、B.IL. XOMEHKO在内的等多国学者们先后采用物理模型试验的方法、有限单元法和二维拉格朗日快速变换(2D-FLAC)等数值分析的方法，系统研究了荷载、洞穴宽度以及洞穴高度与顶板安全厚度问题[6]。

岩土工程离心机(Geotechnical Centrifuge Facility)的使用，模拟出了多种工程问题，例如暴雨产生的滑坡，填海地盘的固结沉降，地面的地震反应，以及许多在动静荷载下土与结构的相互作用问题等，并且很多现场的实验可以在室内进行。因此，国外一些学者也采用岩土工程离心机进行模拟试验工作[6]。

2.3 岩溶塌陷危险性预测与风险评估

运用以GIS(地理信息技术)为代表的计算机技术，结合灾害发生的危险性与社会经济易损性，评估灾害风险，已成为近年来国外地质灾害研究工作的重要内容。自1986年起，南非、美国及意大利等国家均开发了基于GIS的评价系统，用于评价地质灾害的风险、潜在地面塌陷风险及公路建设中面临的沉陷、塌陷、隐伏溶洞、洪水以及落水洞淤积进行了危险性评价。

2.4 岩溶塌陷监测预报

在美国学者Benson(1987)[7]提出利用地质雷达进行监测预报的方法并取得良好的效果后。近年来，以FBG(光纤光栅)、BOTDR(布里渊光时域反射)与TDR(时域反射法)为代表的光纤传感技术正在逐渐走向成熟，当光纤因受应力或温度改变而产生应变时对于通过之光束的特性产生影响，利用这种特性的改变来做监测就是光纤传感的原理，同时光纤传感容易实现自动化与远程实时监测。而更重要的是，光纤传感具备多种监测功能，使用同样的电子仪器也可以进行多任务、多点分布式监测，可以有效地建立高效且经济的监测系统。高速公路岩溶病害具有呈线状分布、位置又不确定的特点，光纤传感技术可以容易克服多种高速公路病害监测预报多种难题。

2.5 岩溶路基病害的防治

在岩溶路基病害的防治方面，国外常用的方法有：采用特殊基础、控制排水及采用土工格栅。

为了防治覆盖型岩溶区地面塌陷和不均匀沉降对建筑物造成危害，片筏基础和条形基础因其较为经济被普遍采用，而这两种基础中，采用片筏基础则较为有效；同时，桩基、灌浆加固等也是国外较为常用的处理岩溶病害的方法。

由于覆盖型岩溶区新塌陷的形成和土层不均匀沉降的产生大多与人类活动、特别是破坏天然条件的地面排水系统有关，因此，施工过程中首要考虑的就是控制好场地的排水。在高速公路施工过程中及建成使用中，经常遇到雨水汇集在路面，选择合适的处理方法排水就显得尤为重要，可供选择的处理方法包括设计专门水渠直接排到地下，在基础和底基层间铺设不透水的土工膜，在底基层加设排水系统等。国外的工程师极为注意将原有的塌陷坑、落水洞作为处理暴雨的排泄通道，例如，美国肯塔基Bowling Green市就设置了专门的引水渠道，将暴雨形成的地表径流引到落水洞中。

另外，在公路建设中，国外的工程师们认识到用土工合成材料可以防治沉陷或塌陷，而且比混凝土盖板等更具有优势。而在多种土工合成材料中，重型土工格栅最为有效的达到人们的预期，故在岩溶路基病害的防治中经常使用。

由此可以看出国外岩溶路基问题主要包括以下几个方面：一是隐伏岩溶的探测问题；二是岩溶路基溶洞稳定性问题；三是岩溶路基病害的勘测预警；四是岩溶路基病害的防治。

三、国内岩溶路基研究现状[2]

在我国，岩溶不仅给高速公路工程造成巨大的危害，还给各种建筑工程造成了危害。地下水的作用使得岩溶塌陷或不均匀沉陷就是其中最为突出的问题。目前，公路工程中岩溶分类主要按岩层出露情况和岩溶形态进行分类，主要分为裸露型岩溶、半覆盖型岩溶和覆盖型岩溶。裸露型岩溶会造成地表不平，半覆盖型岩溶会存在路基基底沉降、塌陷和路基水害问题，覆盖型岩溶中不均匀变形问题则较为突出。

在我国，岩溶塌陷(沉陷)是岩溶路基面临的首要问题，一直受到国家有关部门和学者的高度重视，特别是近20年来，投入了大量人力物力，开展岩溶塌陷防治研究工作，取得了大量成果。我国岩溶塌陷研究的主要成果包括:

3.1 我国岩溶塌陷的宏观分布规律

1985-19年，中国地质科学院岩溶研究所先后开展多个相关项目，如：“中国南方岩溶塌陷研究”等项目，同时1988年，铁道部第二勘测设计院还开展了“铁路沿线岩溶塌陷及防治”工作，基本摸清了我国岩溶塌陷发育的现状和宏观分布规律，确定我国岩溶塌陷基本类型。

3.2 岩溶塌陷的机理研究

自1988年起，铁道部第二勘察设计院定性研究了砂性土岩溶塌陷发育的机理，提出了压强差效应后，岩溶研究所建立起大型物理模型试验和渗透变形试验为代表的岩溶塌陷试验室，对不同类型岩溶塌陷发育的机理进行试验研究，提出了在自然或人类活动影响下，岩溶管道系统中水(气)压力的变化是引发塌陷的根本原因。2004年，又对试验室进行了彻底改造，引进了美国Geomation2380数据自动采集系统，对试验过程进行全自动监测，使试验研究工作上升到新的高度。

3.3 岩溶塌陷的勘查评价技术

2001年，刘传正等编辑出版了《地质灾害勘察指南》一书，针对不同的灾害类型，系统地提出了包括地质雷达、浅层地震和电磁波、声波透视(CT)GDP- 32II多功能电测系统的CSAMT法等技术在内的综合物探方法在内的勘察技术与方法。

3.4 岩溶塌陷灾害管理与风险评估

地理信息系统(GIS)技术已得到广泛应用，岩溶研究所从1997年起，结合岩溶塌陷灾害防治工作的特殊性，先后运用GIS技术，开发了多个城市的岩溶塌陷地理信息系统，并对岩溶塌陷灾害风险进行评估。在2002年，岩溶研究所又完成了“1/400万全国地面塌陷风险区划”工作，对地面塌陷的危险性以及可能造成的经济损失进行评价。

3.5 岩溶塌陷预测

在多位学者的研究中表明，岩溶水(气)压力的变化在岩溶塌陷发育过程中具有重要意义，雷明堂等提出岩溶水位下降速率、幅度对塌陷发育有重要影响；何宇彬认为岩溶水动力是产生塌陷的根本原因；陈国亮等通过对铁路沿线岩溶塌陷研究，提出诱发塌陷的压强差效应；蒋小珍[8,9]指出岩溶水压力变化对塌陷具有重要的触发作用，可以以此作为衡量塌陷发育的临界条件。1999年，在地质行业基金支持下，岩溶研究所开展了岩溶塌陷时空预报方法研究，提出了基于岩溶塌陷发育机理的系统压力监测方法。从2000年开始，在新一轮地质大调查项目的支持下，岩溶研究所在广西桂林柘木镇建立了我国第一个岩溶塌陷灾害监测站，为深入系统地研究岩溶塌陷预测预报方法提供了良好的条件。

3.6 岩溶路基病害的防治

1)岩溶地区在公路路基设计时，对于预防和处理影响路基稳定的岩溶和岩溶水，通长采取的主要方法是：疏导、跨越、加固、堵塞和某些岩溶形态的利用。疏导措施是用明沟等方法对岩溶水进行处理。跨越处理主要是桥跨越、涵跨越和填石路堤跨越。加固方法主要有洞内支撑加固、盖板加固、爆破顶板后用片石回填或跨越加固、换填加固和打桩加固等。堵塞方法是用于路堑边坡上的溶洞、溶沟、溶槽等位置采用片石充填。另外，充分利用某些岩溶形态桥跨越溶洞、暗河等。

2)坚持以防为主的方针应对岩溶地面塌陷的防治，常用方法有将公路线路选在稳定的地区；作好抽排地下水井管的反滤层，防止泥砂流失；维持地下水动水位平衡，防止动水位低于可溶岩的岩面；对可能塌陷的地段采取帷幕灌浆处理等。

3)对岩溶地面塌陷的处治，主要有防渗措施、加固措施和跨越措施。

4)对岩溶水的防治，主要有堵、截、铺、灌、隔离和导(排)的处治方法。

四、路基下岩溶对路基稳定和沉降变形的影响[10]

4.1 岩溶路基病害类型

按岩层出露的情况可以将岩溶分为裸露型、半裸型、隐伏型三类。

1)裸露型主要是石芽、溶沟、溶槽、溶脊等，地表坎坷不平，在裸露型岩溶地区填筑路堤，如果表面不经处理或处理后表面强度不均匀，会引起不均匀沉降，当路堤受到水的浸蚀或路堤坡脚受到水冲刷的时候会引起路堤失稳。对于干谷、盲谷等，在季节性降雨或受到地下水位变化的影响时也会使路堤失稳。

2)半覆盖型岩溶区的岩溶形态主要有漏斗、溶蚀洼地、溶蚀谷地、溶隙、竖井、落水洞、溶洞、岩溶泉等。由于在漏斗、洼地、谷地通常覆盖有堆积物，当这些堆积物用作路基材料时，其强度和稳定性往往会与碎砾石料、土石混合填筑材料或二灰碎石(土)等材料有所差别，因而也会引起路堤的不均匀沉降。溶隙、竖井、落水洞、溶洞、岩溶泉等往往又成为水流的通道或赋存部位，在降雨和地下水位变化时引起地基不均匀沉降、塌陷和路基水害。当溶隙、竖井、落水洞位于挖方边坡上的时候，溶隙、竖井、溶洞、落水洞往往直接侵蚀边坡和路基，从而破坏路基和边坡的稳定性。

3)覆盖型岩溶区主要有暗河、地下溶洞等，地下溶洞与暗河往往相通，成为水流的通道。如果在路线一定范围内存在地下溶洞，溶洞水位受到降雨和地下河水位升降的影响，会直接影响路基的强度与稳定性。当溶洞顶板太薄时，又会由于承载力不足而发生溶洞塌陷，引起路基水害和变形失稳。

综上所述，岩溶路基病害可以归结为变形和水害两种，路堤不均匀沉降和路基失稳是岩溶变形的主要表现形式，而岩溶的水动力作用则又会加速不均匀沉降和失稳过程。

4.2 岩溶形态的尺度效应

虽然岩溶路基的病害可以归结为变形和水害两大类，然而相同岩溶形态的不同构造尺寸对同一路基结构产生的影响是不同的，即岩溶结构具有尺度效应，岩溶结构的尺度效应主要体现在以下几个方面。

1)石芽、石林、溶沟、溶脊等形成的地表坎坷不平，漏斗、溶蚀洼地、溶蚀谷地、溶隙形成了路基强度和变形特性的差异，竖井、落水洞、溶洞、落水洞中水的存在和流动等都会引起路堤的不均匀沉降。但当这些岩溶构造的长度、面积等参数不一样时，引起不均匀沉降的效果是不一样的，当这些参数与路基结构尺寸相比大于某一个数量级时，就足以危及路基的使用性能，当这些参数与路基结构尺寸相比小于某一个数量级时，其影响可以忽略不计。

2)溶沟、溶脊、漏斗、溶蚀洼地、溶蚀谷地、溶隙、竖井、落水洞、溶洞等引起地表水和地下水的存在和流动状况发生变化时， 都会带来路基稳定性问题， 而溶洞、落水洞的塌陷也会影响路基的稳定性， 当这些岩溶构造的尺寸大小、分布密度、空间范围、埋藏深度和厚度等参数不一样时，对路基稳定性的影响是不一样的。即当这些参数与路基结构尺寸相比大于某一个数量级时， 就足以引起路基失稳； 当这些参数与路基尺寸相比小于某一个数量级时， 其影响可以忽略不计。

五、岩溶探测技术[11]

5.1 地质测绘

地质测绘包括地表测绘及洞穴调查。

地表测绘的基本要求是在搞清各种有关地质要素的基础上，查明场区岩溶现象分布与地下水的分布及运动情况，主要包括：测区内岩溶与非岩溶地层在水平和垂直方向上的分布和相互间隔情况；实地测绘场区岩溶地层内各种不同力学性的结构面的产状，弄清它们之间的配套关系，区分不同水理性质(导水或阻水)的结构面的主导方向；根据各种天然及揭露水点的分布情况，区分它们是否与暗河系有关，以配合洞穴调查。还要结合地质构造、地貌条件初步摆出岩溶地下水系的位置及补给排泄情况。

洞穴调查的任务主要包括以下两方面：一是查明洞穴的形态特征及其和地质构造的关系，特别是顶板高度及结构面产状的测量，为研究岩溶的发育规律及顶板稳定性分析提供资料；二是弄清地下水系的来龙去脉，通过对地下通道的追索，弄清各中地面天然水点之间的联系和地下水系的补给来源。

5.2 地球物理勘探

地球物理勘探是利用物体的不同物理特性来分别物体的，根据不同的物体特性有不同的物探方法，如电阻率法、电位法、频率测深法、电磁发、声波探测、放射性测井等。对于岩溶病害探测常常采用：高密度电阻率法、自然电位法、视电阻率、探地雷达。

1)高密度电阻率法[12,13]：高密度电阻率法是1980年代地球物理工作者为适应山地物探的需要而提出的一种电法勘探新技术，其基本原理与常规的电阻率法完全相同，所不同的是高密度电法在观测中设置了较高密度的测点，现场测量时，只需要将全部电极布置在一定间隔的测点上，然后进行观测。在设计和技术实施上，高密度电测系统采用先进的自动控制理论和大规模集成电路，使用的电极数量多，而且电极之间可自由组合，这样就可以提取更多的地电信息，使电法勘探能像地震勘探一样使用覆盖式的测量方式。

2)自然电位法：在电法勘探中，除广泛使用人工电场外，在某些情况下还可以利用天然电场。这是一种直流电场，往往和地下水的运动以及岩石、矿石的电化学活动性有关，观测和研究这种电场的分布，可解决矿产勘探或水文、工程地质问题。

3)视电阻率法：视电阻率法是以岩层电阻率为基础，根据电流场分布规律研究地下不同深度上地质构造的一种电阻率差异。通过改变供电极极距的办法来获取不同深度上地质体的电阻率值，并利用专门的软件来处理不同的测点，不同深度上所探测到的大量数据，绘制出各种图件，在结合地质等其它相关资料的综合分析，就可以较为准确地确定覆盖层厚度、基岩起伏面、构造破碎带的位置及有关参数。

4)探地雷达：探地雷达(简称GPR)是探空雷达技术向地下的扩展。它是利用超高频(106－109MHz)短脉冲电磁波来探测地下介质分布的一种地球物理勘探方法。它具有可视性强的和探测精度高的特点。

5.3 工程钻探

工程钻探一直是地质调查中最常用的方法，但所花费的时间较多。该种方法不仅可以明确所钻位置及附近的地层情况(岩土性质、厚度、地下水位等)，还可以进行钻孔的原位测试和利用钻取的岩土芯做室内测试，以便获取更多、更准确的岩土信息。工程地质勘察中使用的钻探方法较多，因而要根据具体情况选用适宜的钻探方法。

5.4 遥感技术的应用

遥感技术是根据电磁辐射的理论，应用现代技术中的各种探测器，对远距离目标辐射来的电磁波信息进行接受，传送到地面接收站加工处理成遥感资料(图像或数据)用来探测识别目标物的整个过程。地球资源卫星遥感(MSS、TM，SPOT)、航空遥感、热红外遥感、侧视雷达遥感等，在1970 年代引进我国以后，被广泛应用于岩溶地区工程地质勘察。

5.5 静力触探

静力触探手段在工程地质勘察中主要是用来确定软土、粘性土和砂类土的承载力。覆盖型岩溶工程地质勘察，在钻探、物探手段受到技术、经济以及场地的，无法满足要求时，为了探明覆盖层中潜蚀作用的分布范围和强度，可以采用静力触探方法。根据不同勘察设计阶段、不同工程性质及地层条件，在综合勘探中合理使用静力触探手段可以提高勘测质量、缩短勘测周期。通过静力触探与地质雷达相结合的方法来探明土层中隐伏土洞与扰动土层的效果显著。

六、路基下岩溶的治理

岩溶属于不良地质现象，往往给工程的建设带来很大的麻烦，但在初期的治理过程中，人们积累了丰富的经验。而对于路基岩溶病害的治理，这其中的关键是掌握岩溶发育特征的前提下，怎样结合路基的基础形式把已经成熟的各种分析方法及地基处理技术合理的运用并不断的总结，以提高实践能力。对于岩溶路基病害的主要表现形式(路基岩溶水、路基岩溶塌陷及岩溶路基不均匀沉降)，主要的处理方法进行如下分析。

6.1 路基岩溶水的治理

路基岩溶水治理的基本原则是宜疏不宜堵。也就是说路基的修筑要保证流经该区域岩溶水的畅通；同样，这种思想应该贯穿于各种路基岩溶病害治理的方法之中。一般情况下线路的选择应尽量绕开落水洞，溶蚀漏斗等岩溶现象强烈发育区；必须要经过时，一方面要做好调查工作，另一方面路基的基础形式的选择要慎重，尤其是填方区。

6.2 路基岩溶塌陷的治理

1)路基溶洞的处理：路基溶洞经过稳定性分析评价之后，视具体情况采取处理措施。通常采用如下三种方法：

开挖处理：该方法是根据场地的实际情况，将查明的溶洞直接凿开，再用碎石或混凝土回填，有地下水通过时则要保证其畅通。

注浆处理：对于开挖条件不具备，可采用注浆处理；注浆时要密切注意是否有跑浆现象，有则可以通过添加速凝剂或增加骨料比例等措施。

路面连续配筋混凝土板跨越补强处理：这种方法是针对路基下岩溶的发育情况掌握不够全面，为了安全起见，用连续配筋混凝土板跨越进行补强处理；一般有两种做法，一是将该板直接作为路面，二是将该板置于沥青路混凝土路面层之下。

2)路基岩溶塌陷注浆治理：对于岩溶水长期运动过程中物质运移所造成的路基岩溶塌陷，根据地表塌陷的主要影响因素，采用土层注浆，只能充填土层裂隙，不会产生质的变化，土颗粒仍会在地下水潜蚀作用下携带运走，因此土层注浆只能达到路基的暂时稳定，只要产生病害的诱发因素依然存在，地质灾害仍会继续发展。所以在整治过程中只有解决存在的关键问题，即岩溶通道及水环境，病害问题就可迎刃而解。治理方法如下：

方法一：切断土石界面的岩溶通道，阻止上部土层颗粒运移，病害可以从根本上治理。

方法二：控制人为活动，恢复水环境至原始状态，维持水均衡，可以减轻病害程度和发生的频率，对流失的空间进行再充填，可以达到相对的平衡。

6.3 岩溶路基不均匀沉降的治理

岩溶路基不均匀沉降主要是因为岩溶地区特殊的土石界造成的，这种特殊性主要表现之一就是基岩面起伏大，这种病害的治理主要考虑路面设计标高、路基影响深度、路基持力层三方面的影响因素。

路基持力层选用土层，则路基影响深度内突出的岩石就是造成不均匀沉降的处理对象，一般做法是在上面增加蠕垫层或将其挖掉一部分再做蠕垫层，以达到均匀沉降效果。

持力层选用岩石层，则基岩之间的土层就是处理对象。一般做法是将土层挖掉，再用混凝土填补，如果土层太深则混凝土中增加钢筋。

七、路基溶洞顶板稳定性的评价方法[16-18]

岩溶洞穴，包括基岩中岩溶洞穴及第四系松散覆盖层中洞穴，其顶板常因失去稳定而导致坍塌。岩溶顶板的稳定性评价是一项复杂的系统工程问题, 由于各影响因素具有一定的关联性, 影响程度的描述也具有模糊性等, 很难通过确定性的方法评价高速公路路基岩溶顶板的稳定性。

路基溶洞顶板稳定性分析评价过程可以概括为：实际洞体→几何模型→力学模型→数学模型→计算方法→结论。其核心内容是力学模型、数学模型及计算方法的研究，近年来在该领域内的研究取得较大进展。对于岩溶空洞地基稳定性的分析评价有：

7.1 定性评价法

定性评价法包括综合分析法、经验比拟法。

1)综合分析法。该法可根据洞隙各项边界条件，对比各种影响洞体的各种因素(如岩性及厚度、裂隙状况、岩体产状等)，进行综合分析并作出评价。

2)经验比拟法。该方法分局评价对象洞隙条件，与条件相似的已有成功或失败工程实例进行类比评价。

7.2 半定量评价法

目前已有一些对洞体稳定性分析评价的定量方法，但是由于洞体受力状况、围岩应力场的演变十分复杂，要确定洞体破坏形式和取得复合实际的岩体力学参数又很困难，加之受到探测手段的局限，很难查清洞体与围岩的边界条件与性能指标。因此，定量评价方法的应用在工程实践中受到很大，而半定量的评价方法较为实用，其中常用的半定量评价方法有：顶板厚跨比法、估算顶板安全厚度法、结构力学近似分析法、散体理论分析法、试验测试法。

7.3 定量评价法

此法因涉及岩土体力学参数和边界条件甚多且不易确定，故一般先由假定条件建立相应的物理力学模型或数学模型，再进行分析计算，据结果对岩溶空洞稳定性作出评价和判断。常用方法有：稳定系数法、普氏压力拱理论分析法、有限元数值分析法及应用统计法。

岩溶地基稳定性研究的发展趋势，必将是由定性到定量，由平面到三维的过程。因此，加强实验室模拟研究，引入模糊理论、可靠性理论，以及大力开展数值分析方法的应用研究势必促进岩溶地基稳定性分析研究的发展。

八、治理效果检测方法

对于路基下岩溶治理之后，需要一些治理效果的检测评价方法，常用的方法有：

1)高密度电测深物探检测方法：属于直流电阻率法，人工向地下供电，使之在地下形成稳定的电流场。从而研究地下传导电法的分布规律，已达到对路基下岩溶的治理之后的检测。

2)钻孔取芯检测方法：采用不同的钻探工艺，对治理后的岩溶下路基钻探取芯，进行室内试验，从而对治理进行检测评价。

3)压水试验：采用分段压水试验，并采用多级压力，对治理效果进行评价。

九、结论与展望

路基下岩溶是高速公路工程建设中的常见地质灾害之一，直接影响高速工程建设及后期运营安全，路基下岩溶灾害的发生与区域工程地质与水文地质条件、岩溶成因、溶腔体位大小及埋置深度、溶腔岩溶水运移规律等直接有关。

通过对以上岩溶国外及国内研究现状、路基下岩溶对路基稳定和沉降变形的影响、岩溶探测技术、岩溶治理方法及治理效果评价的研究与探讨，可知针对岩溶这种地质灾害目前均有一定的处理方法，且在实际工程中取得了较好的效果。然而还未形成一套完善的系统，也还有一些更为深入的研究亟需工作者解决：

1)岩溶路基病害的分类和处置方法体系研究,通过对岩溶病害的系统分类, 建立相应的处置技术设计标准和施工指南。

2)路基岩溶调查的工作方法有局限性，特别是对于覆盖型岩溶，今后这方面研究的关键问题是：岩溶地区不同工程地质条件下工程地质勘察理论及方法；各勘察阶段岩溶地区综合勘察技术的合理性、准确性、精确性的评价标准；不同条件下各种经典物探方法效果及其组合方式；岩溶工程地质勘察中各种使用方法的条件。

3)针对岩溶灾害的复杂性，应进行岩溶监测预警，深入研究岩溶监测预警的方法，同时在稳定性分析中可开展有限元等数值计算方法及应用统计法的应用。

4)隐伏岩溶探测方法有效性研究, 针对我国岩溶发育特点, 通过不同地球物理方法的试验, 提出不同隐伏岩溶类型有效探测方法, 建立相应的技术标准。

5)路基病害发育过程、形成机理与临界条件试验研究, 通过室内外大型模型试验方法, 对路基病害发育全过程进行定量研究, 分析病害的形成机理与临界条件, 评价不同处置方法的效果, 为处置方案的设计、施工工艺的确定提供支持。

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