巖溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察探索

劉琴+黃河遠(yuǎn)

摘 要：由于巖溶發(fā)育的隱蔽性、復(fù)雜性，往往給工作區(qū)的工程勘察帶來很大的難度，為避免不確定性導(dǎo)致相關(guān)工作陷入困境，在實(shí)際的地質(zhì)勘察過程中要謹(jǐn)慎認(rèn)真地做好詳細(xì)的地質(zhì)勘探預(yù)報(bào)工作，以便于下一步工作的開展。文章論述了巖溶地區(qū)的常用地質(zhì)勘察方法，通過對工程地質(zhì)勘察方法的深入探究，以期能為實(shí)際的勘探工作提供幫助。

關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū)；工程地質(zhì)勘察方法；工程應(yīng)用

引言

巖溶別名喀斯特，指的是以石灰?guī)r、白云巖等為典型代表的可溶性巖石在水的作用下發(fā)生溶解溶蝕的現(xiàn)象，通常經(jīng)過地下流動(dòng)水的作用還會(huì)形成一系列的洞穴、裂隙等地質(zhì)構(gòu)造。巖溶作用破壞了巖層的完整性，導(dǎo)致巖石的強(qiáng)度下降，直接破壞所處地的地基承載力。在巖溶地區(qū)的工程項(xiàng)目建設(shè)首先要做好的工作就是進(jìn)行工程地質(zhì)的勘察，具體了解地下巖層的巖溶發(fā)育情況，掌握巖溶分布區(qū)域以及巖溶的發(fā)育規(guī)律，為工程建筑的后續(xù)建設(shè)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

1 巖溶地基的分類

1.1 裸露型地基

裸露型的地基地表植被非常稀少，通常都會(huì)有厚度小于十米的土層的覆蓋。詳細(xì)地將裸露型地基可分為溶洞地基和石芽地基，溶洞地基要關(guān)注的是溶洞頂板的穩(wěn)定性，通常頂板的穩(wěn)定性與巖石性質(zhì)、頂板厚度以及水文地質(zhì)條件等有關(guān)；而石芽地基是由于大氣降水或地表水侵蝕裸露碳酸鹽裂隙及節(jié)理而形成的。石芽地基的基巖面不平整，起伏較大，所以可能會(huì)使得地基不穩(wěn)定而產(chǎn)生滑動(dòng)或沉陷，進(jìn)而影響建筑施工的順利進(jìn)行。

1.2 覆蓋型地基

覆蓋型地基上部的覆蓋層厚度往往厚達(dá)幾十米，根據(jù)厚度的不同又可以分為淺覆蓋型和深覆蓋型。一般情況下上覆土層的特性較為松軟，多為紅粘土、沖洪積砂等，覆蓋型巖溶地基需要重視建筑地基沉降、地面塌陷的問題，要充分考慮在復(fù)雜地質(zhì)條件下地基的實(shí)際承載能力。

1.3 埋藏型地基

在碳酸鹽層的上部又有著其它的非可溶性的巖石覆蓋，此類地基稱為埋藏型地基。在實(shí)際工程建設(shè)中，要考慮巖層下部的巖溶發(fā)育情況，因?yàn)榭扇苄詭r石的厚度及強(qiáng)度能夠?yàn)樯喜拷ㄖ锾峁┳銐虻某休d力。

2 巖溶地區(qū)工程地質(zhì)常見的勘察方法

（1）工程地質(zhì)調(diào)查與測繪往往結(jié)合物探手段，是勘察工作第一步，調(diào)查內(nèi)容包括溶洞的分布、形態(tài)和發(fā)育規(guī)律，巖面起伏、形態(tài)和覆蓋層厚度，地下水賦存條件、水位變化和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，巖溶發(fā)育與地貌、構(gòu)造、巖性、地下水的關(guān)系，土洞和塌陷的分布、形態(tài)和發(fā)育規(guī)律以及成因，是從宏觀上把握巖溶發(fā)育的分布和特點(diǎn)。

（2）作為鉆探的先行手段，在查明大范圍的區(qū)域巖溶發(fā)育和深部巖溶的分布規(guī)律方面，物探是最理想的方法之一。目前，對巖溶地區(qū)常用的物探方法有地震面波，地質(zhì)雷達(dá)，微重力法，地震折射波，地震反射波，電阻率成像，電磁法，電阻率法，地震層析成像技術(shù)等。不同的物探方法在實(shí)際使用過程中都有不同的適用范圍，應(yīng)根據(jù)探測對象的深度、規(guī)模及其與周圍介質(zhì)的物性差異，選擇有效的方法。

（3）鉆探適用范圍極廣，幾乎不受外界因素的影響。且準(zhǔn)確率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過物探，對于復(fù)雜巖溶，必須通過鉆探探明巖溶類型、充填物、邊界，并進(jìn)行必要的水量、水壓測試。在巖溶地區(qū)使用鉆探技術(shù)進(jìn)行勘察工作時(shí)，要把握好鉆孔的位置布置，合理的鉆孔布置能夠有利于取得更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。除此之外，為了更好地了解地下巖層的實(shí)際情況，還可以采用井下電視、鉆孔攝影等與鉆探相結(jié)合的方式進(jìn)而全面了解地質(zhì)情況。

（4）當(dāng)需查明斷層、巖組分界、洞隙和土洞形態(tài)、巖溶塌陷等情況時(shí)，可布置適當(dāng)?shù)奶讲刍蛱骄@些傳統(tǒng)勘探手段。

（5）原位測試技術(shù)對測定溶洞和土洞中充填物、巖溶塌陷堆積物的工程地質(zhì)性質(zhì)和地基土承載力有很好的效果。

（6）遙感技術(shù)在識(shí)別大型巖溶形態(tài)及地質(zhì)構(gòu)造方面具有明顯的優(yōu)勢。一般用于大型工程選址，而一般的工業(yè)與民用建筑用得不多。

（7）在追索洞隙、地下水的聯(lián)通情況時(shí)，需進(jìn)行連通試驗(yàn)，如示蹤試驗(yàn)。

3 工程項(xiàng)目應(yīng)用實(shí)例

貴州地區(qū)某大型鐵路隧道工程，為典型覆蓋型地基，選定地質(zhì)素描、TSP、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探水、鉆探共五種方法為隧道所處地進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，揭露了暗河、溶洞、裂隙等的分布、形態(tài)和發(fā)育規(guī)律，確定了大型溶腔的邊界。在施工過程遭遇了大型充填或非充填溶腔上百處，地震反射波法和超前鉆探均取得較好的效果?？辈彀l(fā)現(xiàn)該隧道巖溶發(fā)育率與地表埋深的關(guān)系成反比，即垂向滲流帶巖溶發(fā)育程度高，深部循環(huán)帶巖溶發(fā)育程度低，但深部循環(huán)帶揭示的高壓富水溶腔，由于溶腔水壓高、水量大、充填介質(zhì)可注性差等特點(diǎn)，極易發(fā)生突水突泥風(fēng)險(xiǎn)，超前預(yù)報(bào)出25處高壓突水地段，并在施工中得以驗(yàn)證，TSP未發(fā)現(xiàn)明顯異常，還有9次是水平鉆孔或超長炮孔發(fā)現(xiàn)的高壓突水現(xiàn)象。

根據(jù)揭示巖溶特點(diǎn)進(jìn)行分類，對溶腔采取分類處治，基于細(xì)致全面的勘察數(shù)據(jù)及其分析報(bào)告，研究了注漿、溶腔防護(hù)加固、隧底跨越、巖溶水引排、繞避迂回等技術(shù)的適用條件和技術(shù)措施。

4 結(jié)束語

巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)勘察是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，需要工作人員依據(jù)實(shí)際情況運(yùn)用相應(yīng)的勘探方法來實(shí)現(xiàn)對巖溶地區(qū)地質(zhì)狀況的有效勘察。在實(shí)際的工作中，我們要靈活地運(yùn)用各種勘探方法，應(yīng)用過程中選擇合理的勘察方法，對項(xiàng)目工程的地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)的勘探，對項(xiàng)目所在地的整體工程地質(zhì)做出正確的評估，為建設(shè)項(xiàng)目的后期施工提供保障。

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