淺談巖溶地區(qū)勘察

劉金彪

寧夏回族自治區(qū)電力設(shè)計(jì)院

淺談巖溶地區(qū)勘察

劉金彪

寧夏回族自治區(qū)電力設(shè)計(jì)院

廣西屬喀斯特地貌，碳酸鹽巖分布廣泛，降水量豐富，地表巖溶和地下巖溶均特別發(fā)育，著名的廣西景區(qū)石林屬于典型的由于巖溶現(xiàn)象形成的特殊地貌。近年來(lái)，我公司在廣西地區(qū)的生產(chǎn)任務(wù)越來(lái)越重，巖溶問(wèn)題給我們的工程勘察帶來(lái)了很大的困擾，令人頭疼。本人就此問(wèn)題查閱了大量資料，并結(jié)合我公司在廣西地區(qū)的勘察經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)不同工程類型總結(jié)了相應(yīng)的勘察方案和施工建議，供參考。

巖溶；影響；勘察方案；施工建議

1　巖溶類型

地表巖溶包括石芽、溶溝、溶槽、漏斗、豎井、落水洞、溶蝕洼地、溶蝕谷地、孤峰、峰林等；地下巖溶包括溶洞和地下暗河。

2　巖溶對(duì)不同類型工程的影響

我公司在廣西承擔(dān)的勘察項(xiàng)目主要有線路、河流穿越、站場(chǎng)、油庫(kù)勘察，其中巖溶對(duì)河流定向鉆勘察、站場(chǎng)和油庫(kù)勘察有著很大的影響。

2.1對(duì)定向鉆河流穿越的影響

定向鉆穿越對(duì)巖溶較為敏感，若定向鉆穿越路徑上遇到溶洞，則會(huì)出現(xiàn)漏漿，必須對(duì)溶洞進(jìn)行封堵，才能保證定向鉆順利穿越。如果不能對(duì)溶洞進(jìn)行有效的封堵，則有可能因此而半途而廢。在封堵的過(guò)程中，還要視溶洞的體積和連通性采取必要的封堵措施。溶洞的體積越小、無(wú)連通性，對(duì)定向鉆穿越基本無(wú)影響；溶洞的體積越大、聯(lián)通性好，對(duì)溶洞的封堵越困難。定向鉆穿越若遇到溶洞，它的成功性往往取決于對(duì)溶洞是否進(jìn)行了有效封堵。

2.2對(duì)站場(chǎng)、油庫(kù)工程的影響

巖溶對(duì)站場(chǎng)、油庫(kù)工程的影響主要表現(xiàn)為地基失穩(wěn)，引起上部結(jié)構(gòu)變形，嚴(yán)重者可導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)倒塌?；紫氯芏错敯搴穸冗^(guò)薄，不能承受上部結(jié)構(gòu)的荷載，在上部結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中就會(huì)發(fā)生地基突然失穩(wěn)，嚴(yán)重者可導(dǎo)致安全事故；未對(duì)基礎(chǔ)下部的溶溝、溶槽進(jìn)行有效的地基處理，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，也會(huì)由于地基的不均勻性，導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫；若基礎(chǔ)附近有溶溝、豎向溶蝕裂隙、落水洞等，有可能使基礎(chǔ)下部巖層沿傾向于其臨空面的軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生滑動(dòng)。

3　針對(duì)巖溶的勘察方案

合理運(yùn)用多種勘察方法和探測(cè)技術(shù)進(jìn)行綜合勘察。采用地質(zhì)測(cè)繪、物探、鉆探“三結(jié)合”的綜合勘察方法。地質(zhì)是基礎(chǔ)，據(jù)此指導(dǎo)物探，物探又可以指導(dǎo)鉆探。

3.1針對(duì)定向鉆穿越的勘察方案

在巖溶地區(qū)，對(duì)定向鉆穿越要著重查明場(chǎng)區(qū)溶洞和地下暗河的分布，勘察手段有以下3種：

（1）工程地質(zhì)測(cè)繪：從宏觀上把握巖溶發(fā)育規(guī)律和特性，在一個(gè)較大范圍內(nèi)查明巖溶發(fā)育的各種地質(zhì)背景條件和發(fā)育歷史。在較大區(qū)域內(nèi)是否有地下暗河、落水洞的分布，在擬建場(chǎng)區(qū)著重調(diào)查溶洞、溶溝、溶槽的發(fā)育規(guī)模和溶洞的連通性。一般應(yīng)避開漏斗、豎井、落水洞、規(guī)模較大的溶洞和地下暗河。

（2）工程物探：可根據(jù)場(chǎng)區(qū)地層、地形情況合理選擇工程物探方法，常見的工程物探方法有淺層地震法、鉆孔間地震法、探地雷達(dá)法、高密度電法等。測(cè)線應(yīng)布置在穿越斷面上，對(duì)穿越深度范圍內(nèi)的巖溶情況進(jìn)行探測(cè)。對(duì)于較大規(guī)模的巖溶發(fā)育區(qū)，工程物探測(cè)試成果圖中應(yīng)該有明顯的異常區(qū)，可選擇避開；對(duì)于較小規(guī)模的巖溶發(fā)育區(qū)，工程物探測(cè)試成果圖中雖然沒(méi)有明顯的異常區(qū)，但由于其發(fā)育規(guī)模較小，對(duì)定向鉆穿越的影響不大。對(duì)于工程物探異常地帶還應(yīng)布置垂直于穿越斷面方向的物探測(cè)線，查明橫向異常區(qū)的大小。

（3）工程鉆探：根據(jù)工程物探異常區(qū)的位置，于穿越斷面兩側(cè)適當(dāng)位置布置鉆孔，著重查明異常區(qū)的巖芯情況。若異常區(qū)為溶洞，可查明溶洞的充填程度、充填物，還可根據(jù)鉆孔的返水情況，大致查明溶洞的連通性。

3.2針對(duì)站場(chǎng)、油庫(kù)的勘察方案

在巖溶地區(qū)，對(duì)站場(chǎng)、油庫(kù)要著重查明場(chǎng)區(qū)溶洞、溶溝和溶槽的分布，勘察手段有以下3種：

（1）工程地質(zhì)測(cè)繪：與3.1節(jié)中內(nèi)容相同。

（2）工程物探：可根據(jù)場(chǎng)區(qū)地層、地形情況合理選擇工程物探方法，常見的工程物探方法有淺層地震法、鉆孔間地震法、探地雷達(dá)法、高密度電法等。測(cè)線應(yīng)布置在建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)部位，對(duì)影響深度范圍內(nèi)的巖溶情況進(jìn)行探測(cè)。對(duì)于較大規(guī)模的巖溶發(fā)育區(qū)，工程物探測(cè)試成果圖中應(yīng)該有明顯的異常區(qū)，可選擇避開；對(duì)于較小規(guī)模的巖溶發(fā)育區(qū)，工程物探測(cè)試成果圖中雖然沒(méi)有明顯的異常區(qū)，但由于其發(fā)育規(guī)模較小，對(duì)基礎(chǔ)的影響不大。主要用于初步勘察階段。

（3）工程鉆探：鉆孔布置與基礎(chǔ)的重要性和荷載大小有關(guān)，一般重要的設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)一孔或多孔，對(duì)荷重大于200噸或柱基應(yīng)每柱一孔，并在物探異常區(qū)位置布置鉆孔。對(duì)一般條形基礎(chǔ)可按有關(guān)規(guī)范定：20～25m間距沿柱列線或條形基礎(chǔ)中心線布孔?？咨顟?yīng)在基礎(chǔ)底面標(biāo)高以下進(jìn)入基巖3～5m或溶洞底板以下完整巖石3m，同時(shí)應(yīng)布置適當(dāng)數(shù)量的控制孔，重點(diǎn)布置在強(qiáng)巖溶帶中、深部可能存在暗河通道的地段。在鉆探布置時(shí)，勘探線應(yīng)垂直于構(gòu)造線（即巖溶發(fā)育帶）布置，并沿地質(zhì)測(cè)繪和物探所示異常分布帶進(jìn)行布孔。

4　對(duì)施工的建議

4.1對(duì)定向鉆穿越的建議

在進(jìn)行定向鉆施工前，可對(duì)查明的溶洞進(jìn)行提前封堵，避免在施工過(guò)程中遇到溶洞封堵比較困難的情況，也可適當(dāng)縮短工期，減小工期壓力?？筛鶕?jù)具體情況選擇鉆孔灌漿、灌砂石等措施。

4.2對(duì)站場(chǎng)、油庫(kù)的建議

（1）在場(chǎng)地范圍及附近不得大量抽取地下水，以相對(duì)保持場(chǎng)地地下水的平衡，以免造成地表沉陷。

（2）當(dāng)基底下溶洞頂板厚度1m以內(nèi)者，必須挖開處理，剔除溶洞、溶槽裂隙中的充填土，用100#毛石混凝土灌滿填實(shí)，作為基礎(chǔ)的墊層；當(dāng)基底下溶洞頂板厚度大于3m，可不予處理；當(dāng)基底下溶洞頂板在1～3m之間者，經(jīng)確認(rèn)頂板厚度大于洞徑的，可以不處理，小于洞徑的，則必須處理。

（3）對(duì)溶溝、溶槽不良地基的基本處理方法：在基坑中存在溶溝時(shí)，當(dāng)溝寬＜300mm者不必處理，溝寬300～600mm者可挖去溝寬深度的土，表面用木夯夯實(shí)，填100#砼即可，因?yàn)樾∮?00mm寬溶溝內(nèi)留下的充填土，在荷載作用下溝側(cè)及底部巖石對(duì)土的限制，其壓縮變形很小，不會(huì)對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生影響。溝寬＞600mm者，或者溝寬雖＜600mm，但基坑底面積需要處理的面積＞20%者，應(yīng)采用鋼筋網(wǎng)跨越的方法處理。

5　結(jié)束語(yǔ)

重視施工驗(yàn)槽以檢驗(yàn)勘察成果的準(zhǔn)確性。

［1］工程地質(zhì)手冊(cè)（第四版）中國(guó)建筑工業(yè)出版社；

［2］巖土工程勘察規(guī)范2009年版GB50021-2001；

［3］貴州建筑巖土工程技術(shù)規(guī)范（DB22/46-2004）；

［4］有關(guān)論文。