綜合勘探技術(shù)在巖溶地區(qū)勘察評價中的應(yīng)用

張博

摘 要：近年來，伴隨著建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，公路建設(shè)量不斷增加，對運(yùn)輸能力、經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生巨大影響。然而因公路使用時間的延長，易遇到巖溶發(fā)育帶來的諸多問題，公路路基段建設(shè)、運(yùn)營中，因巨大荷載的影響，使其出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，影響公路的正常使用。巖溶地區(qū)勘察中，因巖溶發(fā)育地區(qū)不確定性、隱蔽性顯著，增加勘察難度。為保證工程的正常施工，需做好勘察工作，以在充分了解工程地質(zhì)條件的情況下，保證工程質(zhì)量。下面本文從常用勘探技術(shù)出發(fā)，總結(jié)勘察原理和在巖溶地區(qū)勘察中的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：綜合勘探技術(shù)；巖溶；應(yīng)用

中圖分類號：U452 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

巖溶是可溶性巖層在水的影響下溶蝕，產(chǎn)生各種形態(tài)的總稱。按照巖石成分可將其劃分為硫酸鹽、碳酸鹽等。近年來，隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，施工人員更加了解巖溶，并開始了對巖溶地質(zhì)地貌、影響因素等方面的研究，獲得顯著效果。而勘察作為工程基礎(chǔ)，若不做好勘察工作，將加大后期的設(shè)計、施工難度，故做好勘察工作是非常重要的，能為日后巖溶發(fā)育情況的評估提供保障。

1.巖溶地區(qū)的勘探技術(shù)

1.1 工程測繪和調(diào)查技術(shù)

工程測繪和調(diào)查技術(shù)是對巖溶地區(qū)地質(zhì)、地貌等的調(diào)查、測繪，從宏觀角度分析巖溶分布、性質(zhì)，并根據(jù)相關(guān)資料勘察地質(zhì)。該方法操作簡便，能給巖溶地區(qū)的工程提供可行性資料。

1.2 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)包括衛(wèi)星遙感、紅外線感應(yīng)等技術(shù)，憑借諸多優(yōu)勢被廣泛用于工程勘察中，給地質(zhì)勘探行業(yè)帶來嚴(yán)重影響。比如：遙感技術(shù)工作效率高，適合大區(qū)域巖溶地區(qū)的勘探，能清晰、直觀地顯示巖溶地區(qū)地貌、結(jié)構(gòu)。通常情況，多將遙感技術(shù)用于大型工程位置的選擇上，基本位置的選擇使用比較少。

1.3 地球物理勘探技術(shù)

地球物理勘探技術(shù)多用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的巖穴中，隨著近年科技水平的提高，CT技術(shù)、雷達(dá)探測技術(shù)等被廣泛用于巖溶地區(qū)勘察中，尤其是巖溶位置定位、洞穴坍塌定位中，效果顯著。通過地面下沉監(jiān)測方法的運(yùn)用，能動態(tài)性地監(jiān)控洞穴坍塌，但效果并不突出。這種情況下使用雷達(dá)探測技術(shù)，能直接監(jiān)測巖溶系統(tǒng)中的水動態(tài)，且這種智能化的技術(shù)還能增強(qiáng)洞穴坍塌的監(jiān)測效果。另外，地球物理勘探技術(shù)還能用于大區(qū)域巖溶發(fā)育、深層次巖溶分布情況的勘察中，但從實(shí)際情況來看，勘探結(jié)果易受技術(shù)、施工場地的影響。

1.4 示蹤試驗(yàn)技術(shù)

巖溶地區(qū)勘察中使用示蹤試驗(yàn)技術(shù)，能測定巖溶地下水的連通情況，檢測巖溶發(fā)育及溶洞之間的連續(xù)性。示蹤試驗(yàn)技術(shù)操作簡便，安全、可靠，但該技術(shù)只能用于有水的溶洞中。

1.5 管波探測技術(shù)

管波探測技術(shù)是工程鉆孔中借助管波作為場地，探測孔周圍溶洞、裂縫等地質(zhì)的新型方法，也就是用樁位中心的鉆孔，通過所發(fā)射的管波，能準(zhǔn)確記錄、分析信號，便于勘探整個樁位發(fā)巖溶、裂縫情況，為樁基樁持力完整性的評估奠定基礎(chǔ)。

1.6 工程地質(zhì)原位測試技術(shù)

工程地質(zhì)原位測試技術(shù)多在試驗(yàn)中融入針對性標(biāo)準(zhǔn)對溶洞情況、溶洞填充物、巖溶地質(zhì)特征等進(jìn)行測定，該技術(shù)在巖溶地區(qū)中廣泛使用，現(xiàn)階段已有著豐富的操作經(jīng)驗(yàn)。并且，該技術(shù)操作簡便，費(fèi)用少，是眾多勘探技術(shù)中比較常用的。

1.7 模型試驗(yàn)

巖溶地區(qū)勘察中使用合理的模型，對地質(zhì)條件、土層實(shí)施模擬處理，比如：模擬巖溶地區(qū)的地基坍塌過程。

2.勘察原理

2.1 高密度電法工作原理

高密度電法工作原理類似于常規(guī)的電阻率法，是將巖土體電性差異基作為基礎(chǔ)的方法，在電場施加作用下的電流分布規(guī)律，推斷地下所具備的電阻率、地質(zhì)體情況。該方法的物理前提是地下介質(zhì)間的導(dǎo)電差異，和常規(guī)的電阻率法相似，高密度電法通過電極向地下提供電力，然后在兩極之間測量電位差，從而得出準(zhǔn)確的視電阻率值。根據(jù)最終得出的視電阻率剖面，實(shí)施計算、分析處理，能得到地下層的電阻分布情況，便于準(zhǔn)確劃分地層，判斷電流異常等。

2.2 孔內(nèi)電視勘探

孔內(nèi)電視勘探系統(tǒng)原理是在設(shè)備中使用特殊性的棱鏡成像耦合器，將鉆孔中的圖像無死角地顯示出來，借助計算機(jī)技術(shù)控制圖像的采集，滿足模型、數(shù)值之間的轉(zhuǎn)換需求。圖像處理系統(tǒng)能自動的處理、采集、記錄孔壁圖像，并將其保存至硬盤中，用二維、三維的形式展示出。另外，孔內(nèi)電視勘探系統(tǒng)也能把錐面反射鏡中的圖像轉(zhuǎn)換成柱狀圖、展開圖。

3.綜合勘探技術(shù)在巖溶地區(qū)勘察中的應(yīng)用結(jié)果比對

3.1 測繪和鉆孔、物探對比

擬修建長380m，線路中心最高36m，屬于溶蝕、侵蝕地貌，沖溝呈現(xiàn)Y型分布在山體中間，自然坡度處于25°～31°之間，左側(cè)在下山腰處，山體的最高高程為1070m。路段的左側(cè)為巖溶洼地，溝谷高程980m，路基通過段面高程1009m。

通過工程地質(zhì)測繪、鉆探，發(fā)現(xiàn)地表多覆蓋粉質(zhì)黏土、碎石土，厚度處于3.4m～15m之間，下伏基巖為灰?guī)r。該路段左側(cè)呈現(xiàn)漏斗狀，是當(dāng)?shù)氐乇硭呐判雇ǖ?，山腳處存在早前巖溶坍塌時形成的洞穴。地質(zhì)測繪結(jié)果顯示，溶孔、溶槽發(fā)育顯著，處于巖溶的中、強(qiáng)發(fā)育階段。

3.2 鉆探及孔內(nèi)電視成果對比

通過對地質(zhì)測繪、物探結(jié)果的綜合，發(fā)現(xiàn)該勘察工作共沿著路基橫向、縱向布置6個左右的鉆孔。并且，對鉆孔進(jìn)行了針對性的試驗(yàn)，結(jié)果：①LK01鉆孔。該鉆孔多位于線路中心，鉆孔深度處于3m～8m之間，多為溶蝕破碎帶，溶溝、溶槽發(fā)育顯著。其中，半充填溶洞深度處于5m～8m之間，充填物是碎塊，根據(jù)孔內(nèi)電視顯示，溶孔、裂縫等形態(tài)過度發(fā)育，和鉆探結(jié)果基本相似；②LK02鉆孔。該鉆孔位于線路中心左側(cè)4m～5m處，在半山腰。結(jié)果顯示，溶蝕破碎帶深度在14m以內(nèi)，溶蝕現(xiàn)象過于發(fā)育，其中，半充填溶洞深度處于1.5m～2.5m之間，充填材料是碎塊?？變?nèi)電視結(jié)果顯示，溶孔、裂縫等形態(tài)過度發(fā)育，且局部被黏土、砂土填充，鉆探、孔內(nèi)電視結(jié)果基本相似；③LK03L、K04、LK05、LK06鉆孔。這4個鉆孔在山間低洼處或山腰，鉆探結(jié)果顯示，這4個鉆孔比較完整，僅局部可見形態(tài)發(fā)育情況。孔內(nèi)電視結(jié)果表明正常，局部見溶槽發(fā)育，和鉆探結(jié)果相似。

3.3 勘探成果

本次綜合勘探結(jié)果顯示，該路段地層為中風(fēng)化的灰?guī)r，測繪、鉆探、孔內(nèi)電視結(jié)果基本相似；路基段的巖溶處于中等發(fā)育階段，路基填筑過程中可先清除表面軟土，并對影響路基底部的溶溝、裂縫等實(shí)施注漿處理。

結(jié)語

在巖溶地區(qū)開展勘察工作意義重大，因巖溶地區(qū)勘察工作煩瑣、復(fù)雜，實(shí)際施工中需充分了解施工場地、地質(zhì)特征，全面掌握地質(zhì)、分布規(guī)律，并給予勘探地區(qū)準(zhǔn)確的評價，以制定科學(xué)、合理的施工方案。本文通過對巖溶地區(qū)實(shí)施綜合勘探發(fā)現(xiàn)：測繪技術(shù)能清晰、直觀地掌握的巖溶規(guī)律、發(fā)育特征，為勘探技術(shù)的選擇提供保障；高密度電法能勘察出巖溶深度、發(fā)育情況，鉆探技術(shù)通過巖芯的直接取出，能全面了解內(nèi)部充填、巖溶發(fā)育情況；鉆孔電視能從勘探孔內(nèi)直接采集圖像，準(zhǔn)確定位巖溶發(fā)育現(xiàn)狀，增強(qiáng)勘探資料的可行性，保證勘探工作的合理性、安全性。綜合勘探技術(shù)在巖溶地區(qū)勘察中的應(yīng)用，能從某種程度上消除單一方法帶來的局限性，增強(qiáng)勘探資料科學(xué)性，為巖溶地區(qū)工程施工奠定基礎(chǔ)。

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