巖溶地區(qū)鐵路工程地質(zhì)勘察工作思考

■　李升龍

（遼寧工程勘察設(shè)計(jì)院遼寧錦州121000）

巖溶地區(qū)鐵路工程地質(zhì)勘察工作思考

■李升龍

（遼寧工程勘察設(shè)計(jì)院遼寧錦州121000）

本文分析了巖溶和地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)別及聯(lián)系，以及鐵道工程和地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系，總結(jié)了在巖溶地區(qū)開展鐵路工程地質(zhì)勘察工作的主要內(nèi)容，包括巖溶地貌調(diào)查、水文地質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造勘查、巖性勘查與調(diào)查訪問，并且探討了遙感技術(shù)、鉆探技術(shù)和物探技術(shù)幾種勘探方法在巖溶地區(qū)鐵路工程地質(zhì)勘察中的綜合應(yīng)用。

巖溶地區(qū)鐵路工程地質(zhì)災(zāi)害地質(zhì)勘察技術(shù)

因?yàn)榈叵滤偷乇硭顒?dòng)而造成可溶巖石發(fā)生溶蝕作用，與該作用導(dǎo)致的地下與地表溶蝕現(xiàn)象的總稱就是巖溶。巖溶在鉀鹽、巖鹽等鹵素鹽類巖石、硬石膏、石膏等硫酸鹽類巖石以及白云巖、石灰?guī)r等碳酸鹽類巖石內(nèi)均能發(fā)育。我國許多地區(qū)分布著巖溶，當(dāng)巖溶區(qū)有鐵路通過時(shí)，很可能發(fā)生突然涌泥、涌水和溶洞填充物坍塌等危害，所以巖溶地區(qū)鐵路工程地質(zhì)勘察工作是非常重要的。

1　巖溶、地質(zhì)災(zāi)害和鐵道工程間的關(guān)聯(lián)

1.1巖溶和地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)別及聯(lián)系

作為一種常見的地質(zhì)現(xiàn)象，巖溶的存在具有客觀性，在不受到人為活動(dòng)干擾的情況下，基本上不會(huì)危害人類的生產(chǎn)與生活。而地質(zhì)災(zāi)害則會(huì)破壞人類的生存環(huán)境，威脅工程的安全。前者是內(nèi)因引起且客觀存在的，后者則是外因（人類活動(dòng)）導(dǎo)致的，會(huì)危害人類的正常生活與生命安全，二者之間雖然有區(qū)別，但也存在聯(lián)系。巖溶不能等同于地震、泥石流、滑坡等工程上的不良地質(zhì)災(zāi)害，因?yàn)楫?dāng)人類在巖溶區(qū)活動(dòng)時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害，但是地震等則是自然條件下就會(huì)造成災(zāi)害。我國雖然在幾十年前就曾深入研究巖溶基礎(chǔ)理論，但是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)進(jìn)步較慢，所以并未廣泛關(guān)注巖溶地質(zhì)災(zāi)害。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的加快，基本建設(shè)逐漸延伸、拓展至巖溶地區(qū)，人們對地下水的過量開采造成了嚴(yán)重的巖溶地質(zhì)災(zāi)害，成為了如今亟待解決的熱點(diǎn)問題之一。

1.2鐵道工程和地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系

將鐵路修建于巖溶區(qū)時(shí)，可能導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害，并不是所有巖溶有線路通過時(shí)都會(huì)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害或者變?yōu)椴涣嫉刭|(zhì)，工程高程、地下水、鐵路種類等都與此相關(guān)。鐵路工程種類主要包括路基工程、橋梁工程、隧道工程，不同類型的工程所受控的巖溶類型也不相同，自然也會(huì)有不同的施工對策。

2　巖溶地區(qū)鐵路工程地質(zhì)勘察工作

2.1巖溶地貌調(diào)查

首先是研究區(qū)域地貌。巖溶地貌的差異能夠?qū)r溶發(fā)育階段反映出來，各個(gè)階段有不同的管道系統(tǒng)發(fā)育。比如，溶槽、溶溝、石芽等一般是反映巖溶發(fā)育初期階段的地貌形態(tài)，此時(shí)地下通道以孤立管道及溶蝕裂隙為主，地下水以孤立管狀水流為主；洼地、石林、孤峰等則是反映巖溶發(fā)育后期的地形地貌，該時(shí)期地下通道呈網(wǎng)狀系統(tǒng)，并存在呈網(wǎng)狀水流的地下水，地下水面是統(tǒng)一的。其次，研究巖溶形態(tài)，包括巖溶的充填、涌水、延伸方向、高程、分布位置、規(guī)模與形態(tài)等情況。尤其要重視管狀通道位置、現(xiàn)代河床與階地、山體埡口和高程的關(guān)系，為預(yù)測突然涌水及古水文網(wǎng)、巖溶發(fā)育史的研究提供資料。最后是洞穴調(diào)查。若條件允許，需直接進(jìn)入地下通道與大型洞穴調(diào)查，為巖溶發(fā)育和線路影響的研究提供依據(jù)。

2.2水文地質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造勘察

水文地質(zhì)勘察內(nèi)容包括：①明確地表徑流和巖溶水的排泄、補(bǔ)充關(guān)系，在不同季節(jié)觀測其變化情況；②明確通過越嶺隧道的地段地表水體是如何分布的，預(yù)測發(fā)生突然涌水與下滲的幾率；③明確暗河、泉水的出露條件、水動(dòng)態(tài)變化規(guī)律、和鐵路線路間的關(guān)系等。地質(zhì)構(gòu)造勘察需明確巖溶發(fā)育和裂隙、斷層、褶皺的關(guān)系，尤其是當(dāng)斷裂的填充情況、性質(zhì)、時(shí)期不同時(shí)，對巖溶是否會(huì)產(chǎn)生不同影響。

2.3巖性勘察與調(diào)查訪問

巖性勘察應(yīng)明確非可溶巖層和可溶巖層的分布以及后者的巖溶發(fā)育情況，尤其要觀察有隔水作用的巖體或巖層是如何影響巖溶發(fā)育程度的。此外，還要進(jìn)行調(diào)查訪問。當(dāng)?shù)卮迕耖L期在此居住，通常很清楚地下水與巖溶地下通道的情況，提供的資料非常重要。

3　常用的綜合勘探方法

3.1遙感技術(shù)的應(yīng)用

巖溶地區(qū)航空像片、衛(wèi)星像片的側(cè)重點(diǎn)主要是巖溶水文地質(zhì)與巖溶地貌，能夠?yàn)榈貙訋r性與地質(zhì)構(gòu)造的分析提供依據(jù)。遙感圖像判釋內(nèi)容主要包括：①判釋地面塌陷等巖溶引起的不良地質(zhì)現(xiàn)象；②水文地質(zhì)：明確巖溶地下、地表水點(diǎn)的分布，與地貌判釋相結(jié)合，研究暗河分布特征與地下水的排泄、徑流、補(bǔ)給條件，進(jìn)行水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐郑业綆r溶儲(chǔ)水層段；③地層巖性：明確各時(shí)代地層界線與其解除關(guān)系，分析非碳酸鹽與碳酸鹽的分布情況，確定巖溶層組；④地質(zhì)構(gòu)造：觀察區(qū)域構(gòu)造輪廓，進(jìn)行構(gòu)造體系與單元的劃分，研究隱伏構(gòu)造、斷裂構(gòu)造等；⑤巖溶地貌：鑒別各級(jí)巖溶剝蝕面、研究階地、河道變遷和水系展布情況、進(jìn)行巖溶地貌單元的劃分。

3.2鉆探技術(shù)的應(yīng)用

在巖溶地區(qū)應(yīng)用鉆探技術(shù)需要以物探、地質(zhì)調(diào)查、遙感判釋為指導(dǎo)。對鉆探成果加以分析時(shí)，切忌過于局限和片面，注重經(jīng)驗(yàn)積累，利用不同勘探方法得到的成功互相驗(yàn)證，使成果資料的精度提高。目前將鉆探布置于巖溶地區(qū)時(shí)，采用的方法通常是多次實(shí)施、逐步深入。先應(yīng)用物探方法、遙感判釋進(jìn)行初測，接著在必要的位置布置鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)施定測時(shí)，結(jié)合工程需要完成勘探測試鉆孔與物探剖面的布置，鉆孔數(shù)量與深度要與規(guī)范及設(shè)計(jì)要求相滿足，強(qiáng)烈?guī)r溶化地段通常要將孔深鉆至鐵路工程底板下的5～10m。在具體施工時(shí)，大多要補(bǔ)充勘探建筑基底，包括隧道、橋基、路基以下的巖溶發(fā)育情況。

3.3物探技術(shù)的應(yīng)用

目前有許多種物探方法，其中聲波透視法、孔內(nèi)無線電波、綜合測井法、地震法、充電法、電阻率法、地質(zhì)雷達(dá)等在在勘探巖溶地區(qū)時(shí)均能取得較好的效果。選擇物探方法時(shí)，不僅要考慮其適用條件，還要根據(jù)巖溶區(qū)情況綜合運(yùn)用各種方法，并且與鉆探技術(shù)相互配合，相輔相成。

4　結(jié)語

總而言之，作為一種不良地質(zhì)，巖溶處理不當(dāng)時(shí)很容易引起地質(zhì)災(zāi)害，若鐵路工程需要通過巖溶地區(qū)，必須重視地質(zhì)勘察工作。根據(jù)施工現(xiàn)場的情況選擇適合的勘探技術(shù)，全面勘察現(xiàn)場的巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件和巖溶地貌等，從而采取相應(yīng)的處理措施，有效規(guī)避施工中可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，保證施工的安全性以及鐵路交付使用后的正常運(yùn)行。

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1000-405X（2016）-3-204-2