巖溶地區(qū)勘察工作方法淺析

■鄭圣寶

（廣東省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊(duì)廣東惠州516000）

巖溶地區(qū)勘察工作方法淺析

■鄭圣寶

（廣東省地質(zhì)局第七地質(zhì)大隊(duì)廣東惠州516000）

巖溶地區(qū)約占我國(guó)國(guó)土面積的1/3，由于其下巖石具可溶性的特點(diǎn)，巖溶區(qū)常出現(xiàn)地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害，給城鎮(zhèn)、道路建設(shè)帶來(lái)不利影響，對(duì)人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。因此，做好巖溶區(qū)勘察工作，分析巖溶區(qū)工程地質(zhì)條件，巖溶分布、發(fā)育規(guī)律，為后續(xù)工程建設(shè)、減少或消除地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害，有著積極的意義。本文以廣東省龍門縣巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)勘察、地面塌陷地災(zāi)治理經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，分享一下工作過(guò)程中對(duì)巖溶地區(qū)勘察的個(gè)人淺見(jiàn)。

巖溶地區(qū) 勘察 地質(zhì)災(zāi)害

1　前言

在中國(guó)，巖溶地區(qū)面積約365萬(wàn)平方千米，約占中國(guó)國(guó)土面積的1/3，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化水平加速，社會(huì)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的工程將不可避免的穿過(guò)巖溶地區(qū)。但由于巖溶區(qū)工程地質(zhì)的隱蔽性、復(fù)雜性，使其成為基礎(chǔ)建設(shè)的一個(gè)難題。而巖溶地面塌陷具隱伏性、突發(fā)性、群發(fā)性等特征，對(duì)人民群眾生命、財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生較大威脅。因此，在巖溶地區(qū)進(jìn)行建設(shè)工作，勘察先行，摸清工程建設(shè)區(qū)域巖溶分布及發(fā)育規(guī)律，為未來(lái)采取積極的防治措施、減少或消除由于巖溶地質(zhì)產(chǎn)生的地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害，具有重要的意義。龍門縣位于廣東省中部，處于巖溶盆地地貌，其下主要發(fā)育石炭系石磴子組灰?guī)r，巖溶類型以覆蓋型巖溶為主。以下，本人根據(jù)這幾年在龍門縣巖溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察、地災(zāi)勘查、治理過(guò)程中的經(jīng)歷，分享一些個(gè)人看法，與同行交流探討。

2　巖溶區(qū)勘察工作方法

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外均有大量文獻(xiàn)及實(shí)例對(duì)巖溶發(fā)育特征、分布規(guī)律的影響因素、權(quán)重進(jìn)行研究，研究?jī)?nèi)容包括氣象、氣候、C02含量、地形地貌、地層巖性、斷裂構(gòu)造、水文地質(zhì)條件等多方面，可見(jiàn)巖溶發(fā)育是一個(gè)多時(shí)相、復(fù)雜的過(guò)程。而在工程地質(zhì)勘察過(guò)程中，只有綜合把握各個(gè)影響因素，才能對(duì)本區(qū)巖溶的發(fā)育及分布特征作一個(gè)基本推演，再加上多種勘察技術(shù)的運(yùn)用，才能加深對(duì)本區(qū)巖溶地質(zhì)的了解程度，為工程設(shè)計(jì)、施工最優(yōu)解決方案提供依據(jù)。巖溶區(qū)勘察工作方法主要有前期資料收集、工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查、地球物理勘探和鉆探等，實(shí)際工作過(guò)程中，應(yīng)采用多種手段結(jié)合的方法進(jìn)行。

2.1前期資料收集

如收集區(qū)域氣象、水文、區(qū)域地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害等資料。由于不同氣候帶及地理?xiàng)l件的共同影響，我國(guó)形成了豐富的巖溶地貌，是世界上最完整的天然巖溶“檔案館”，了解本區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造歷史及以往的地質(zhì)災(zāi)害，基本掌握本區(qū)的巖溶發(fā)育規(guī)律。如中國(guó)北方，由于受第四紀(jì)冰川影響較少，冰川形成的巖溶較少；而在中國(guó)青藏高原地區(qū)，由于構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，地層強(qiáng)烈抬升，且氣溫較低，氣候干旱，目前巖溶主要被冰凍碎屑層所覆蓋；中國(guó)南方地區(qū)由于氣候濕潤(rùn)、降水不規(guī)則，導(dǎo)致巖溶區(qū)地面破碎，流水侵蝕增強(qiáng)，較多沖積錐巖溶；中國(guó)西南地區(qū)如四川西部則由于封閉盆地，氣候變化劇烈，沉積了大片泉華和鈣華，由于后來(lái)的構(gòu)造抬升而形成的垂直分層的巖溶洞穴。

2.2工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查

主要包括巖溶類型、形態(tài)、分布和規(guī)模，地質(zhì)構(gòu)造、斷裂帶的位置規(guī)模等，推斷溶洞分布及走向，如龍門縣平陵鎮(zhèn)溶洞主要為北西、北東走向分布，在區(qū)域上，該區(qū)位于大塘斷裂（北東向）及平陵擠壓（北西向）構(gòu)成的反接復(fù)合構(gòu)造體系，顯示巖溶發(fā)育與地質(zhì)構(gòu)造、斷裂的相關(guān)性?？辈爝^(guò)程中應(yīng)重視區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的分布規(guī)模及走向，查明建設(shè)場(chǎng)地及附近的構(gòu)造通過(guò)情況。同時(shí)應(yīng)了解地下水賦存、水位變化的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由于地下水的長(zhǎng)期活動(dòng)，對(duì)可溶性巖不斷進(jìn)行溶蝕和侵蝕，使裂隙空間擴(kuò)大，形成溶洞、溶隙、溶蝕溝槽等，為上部土洞及塌陷的形成提供了必要的物質(zhì)運(yùn)營(yíng)和儲(chǔ)存空間，同時(shí)由于地下水的潛蝕作用，使土洞的擴(kuò)大，進(jìn)而誘發(fā)地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害。

2.3地球物理勘探與鉆探

如采用高密度電法，通過(guò)過(guò)觀測(cè)和研究天然電場(chǎng)或人工電場(chǎng)的分布規(guī)律，當(dāng)?shù)叵掳l(fā)育有土洞、溶洞的區(qū)域，填充或半填充的土洞、溶洞富集大量的水，視電阻率值較低。溶洞內(nèi)充填物干燥松散時(shí)，視電阻率較高。導(dǎo)致此區(qū)域與周圍填土或圍巖有很明顯的電性差異。因此，可通過(guò)高密度電阻率法可以查明地下土洞、溶洞發(fā)育的位置。為進(jìn)一步精細(xì)化鉆探工作準(zhǔn)備。鉆探過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)記錄地下水的初見(jiàn)水位，根據(jù)鉆進(jìn)過(guò)程動(dòng)態(tài)及取芯判斷是否存在土洞，并與地球物理勘探結(jié)合進(jìn)行驗(yàn)證，且應(yīng)重視基巖頂板埋深、起伏，在水動(dòng)力條件比較好的地區(qū)，由于在基巖與土層的接觸面上，由于地下水的活動(dòng)、強(qiáng)烈交替，易形成巖溶強(qiáng)發(fā)育帶。鉆進(jìn)過(guò)程中的及時(shí)編錄是保證資料準(zhǔn)確性的前提，如龍門某校址巖土工程勘察，鉆探過(guò)程中首次揭露基微風(fēng)化巖面（厚度1.5m）后，其下又見(jiàn)全風(fēng)化巖（厚度14m），其下復(fù)見(jiàn)微風(fēng)化灰?guī)r，如果在鉆探過(guò)程沒(méi)有對(duì)該層全風(fēng)化巖的鉆進(jìn)動(dòng)態(tài)進(jìn)行了解（如鉆進(jìn)速度、難度），可能會(huì)將其劃為1個(gè)高14米的溶洞，造成判斷失誤，影響勘察成果質(zhì)量。

3　結(jié)論

由于巖溶發(fā)育的差異性及復(fù)雜性，在巖溶地區(qū)進(jìn)行的勘察工作應(yīng)在充分了解本區(qū)域的氣象、水文、區(qū)域地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害等資料的基礎(chǔ)上，采用工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查、地球物理勘探和鉆探等多種手段結(jié)合的方法進(jìn)行，工作進(jìn)行過(guò)程中，應(yīng)重視對(duì)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、斷裂、地下水條件、基巖的調(diào)查，同時(shí)做好記錄工作，在此基礎(chǔ)上研究本區(qū)巖溶的發(fā)育、分布特征及規(guī)模，為工程建設(shè)提供合理、有效的處理方法，減少或消除由于巖溶所產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害。

P694[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-7-181-1