探討巖溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察的合理方法

摘 要：巖溶即喀斯特，可溶性巖石在水的化學(xué)溶蝕作用下，以及流水的潛蝕、沖蝕和崩塌等機(jī)械作用下，形成了巖溶地貌，即喀斯特地貌。巖溶地區(qū)的地貌往往外形奇特，有洞穴、石溝、石林、石芽、溶洞、地下河、峭壁等，由于巖溶發(fā)育的不確定性，并且非常隱蔽，因此勘察起來難度非常大。甚至可以引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，如山體崩塌、地面塌陷等。因此，基于巖溶地區(qū)極高的勘察難度，在工程地質(zhì)勘察的過程中相關(guān)人員必須十分重視巖溶地區(qū)的具體情況，謹(jǐn)慎認(rèn)真地做好每一步勘探工作。本文簡(jiǎn)述了巖溶地質(zhì)的形成，分析其地基類型，并提出一些具體的勘察方法。

關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū)；地質(zhì)勘察；方法

我國(guó)的貴州、西藏、新疆、云南、廣西、河北、青海、湖南、湖北、四川、山西、內(nèi)蒙等地均有大面積巖溶地質(zhì)，由于我國(guó)的可溶性碳酸鹽巖分布較廣，這一種在特殊的地質(zhì)條件下形成的地質(zhì)越來越引起人們的關(guān)注。越來越多的學(xué)者和勘察隊(duì)伍深入巖溶地區(qū)進(jìn)行勘測(cè)和研究，并且已經(jīng)取得了許多成就與成果。由于巖溶地質(zhì)的特殊性，在該地區(qū)建設(shè)工程項(xiàng)目之前，首先要做好工程地質(zhì)勘察工作，必須深入了解該地區(qū)巖層的巖溶發(fā)育情況，并收集相關(guān)的地質(zhì)數(shù)據(jù)，為工程建筑的后續(xù)建設(shè)提供有用的數(shù)據(jù)支持，這也是有效保障建筑物整體穩(wěn)定、安全的一項(xiàng)重要的前期工作。因此，如何有效的開展地質(zhì)勘察工作成為了當(dāng)前地質(zhì)勘測(cè)人員首要探討與研究的問題。為了掌握巖溶地區(qū)有效的地質(zhì)勘察方法，就必需了解該地區(qū)的巖溶發(fā)育特性和規(guī)律。隨著工程建設(shè)項(xiàng)目越來越多，在實(shí)地勘測(cè)中遇到的問題也不斷出現(xiàn)，工程技術(shù)人員不斷在實(shí)踐中解決問題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，使巖溶地區(qū)的勘察技術(shù)和水平得到進(jìn)一步提高。

1 巖溶地質(zhì)的形成

中國(guó)現(xiàn)代巖溶是在燕山運(yùn)動(dòng)以后準(zhǔn)平原的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，巖溶地區(qū)一般有大面積分布的厚層石灰?guī)r，氣候比較濕潤(rùn)，流動(dòng)水較多。巖溶地質(zhì)的形成是地下水長(zhǎng)期溶蝕石灰?guī)r地區(qū)產(chǎn)生的結(jié)果，碳酸鈣（CaCO3）是石灰?guī)r的主要成分， 碳酸鈣與水和二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸氫鈣[Ca（HCO3）2]，而碳酸氫鈣可溶于水（CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2），由于石灰?guī)r層各部石灰質(zhì)含量不同，因此被侵蝕的程度也不同，于是就形成了千姿百態(tài)、外形不一的喀斯特地貌。在我國(guó)的西南地區(qū)巖溶發(fā)育較為普遍，但是它容易造成地面塌陷、水源漏失、山體崩塌、滑坡、巖溶滲漏、礦坑突水突泥、地裂等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

2 巖溶地基類型

巖溶在發(fā)育過程中，表面往往會(huì)出現(xiàn)溶溝、石芽等，地下溶洞也會(huì)破壞巖體的完整，在流水和其他機(jī)械力一起作用下形成巖溶地貌。巖溶地基類型有很多，以下簡(jiǎn)要概述了覆蓋型、裸露型和埋藏型巖溶地基。

2.1 覆蓋型

覆蓋型巖溶地基上部的覆蓋層往往在十米以上，甚至可以厚達(dá)幾十米，主要被松散堆積物覆蓋。根據(jù)其厚度的不同，也可分為淺覆蓋型和深覆蓋型，前者小于三十米，后者大于三十米。此外，根據(jù)巖溶地面塌陷機(jī)制，還可以將覆蓋型巖溶區(qū)分為土洞型、沙漏型以及泥流型等不同的類型。其中，沙漏型塌陷是指在這一過程中由外力因素導(dǎo)致沙顆粒向溶洞和巖溶通道漏失而產(chǎn)生的地面塌陷現(xiàn)象。上覆土層的特性較為松軟，一般情況下多為沖洪積砂、紅粘土等，因此覆蓋型巖溶地基需要格外關(guān)注建筑地面塌陷、地基沉降等問題，考慮在復(fù)雜地質(zhì)條件下地基的實(shí)際承載能力。

2.2 埋藏型

碳酸鹽巖石表面上被紅土等松散土層覆蓋，導(dǎo)致了溶巖被滲透水流溶蝕，最終形成了埋藏于松散土層下巖溶。通常情況下覆蓋非可溶性巖石的大小、厚度不同，如果非可溶性巖石的強(qiáng)度以及厚度能夠承載上部建筑物所需要的足夠的承載力，那么其巖層下部的巖溶發(fā)育情況可以不在考慮范圍內(nèi)。埋藏型巖溶主要包括了石芽、溶溝、溶斗、溶蝕洼地等不同類型的巖溶，勘察人員則需要借助雷達(dá)技術(shù)來對(duì)巖溶中的流水動(dòng)態(tài)的壓力進(jìn)行直接的監(jiān)測(cè)，并且科學(xué)合理地運(yùn)用智能化的監(jiān)控來對(duì)于埋藏型巖溶進(jìn)行有效的勘察。

2.3 裸露型

裸露型巖溶地基的地表往往植被稀少，這一巖溶的形成主要是因?yàn)閹r石裸露地表，是過長(zhǎng)期大氣降水，地表水的溶蝕、侵蝕作用最終形成的，如石芽、溶溝、溶斗等。由于石芽表面非常陡峭，有些溶溝的深度甚至可達(dá)十米以上，并且能夠與溶蝕所造成的溶隙相互連接，導(dǎo)致石芽表面起伏很大，很容易造成地基滑動(dòng)，甚至?xí)斐傻亓芽p、地基沉陷等工程問題。實(shí)際勘測(cè)中，將裸露型地基詳細(xì)地分為石芽地基和溶洞地基，石芽地基是由于大氣降水或者地表水侵蝕裸露碳酸鹽裂隙及節(jié)理而形成的；而溶洞地基主要關(guān)注的是溶洞頂板的穩(wěn)定性，通常頂板穩(wěn)定性與頂板厚度、巖石性質(zhì)以及水文地質(zhì)條件等有關(guān)。石芽地基的基巖面不平整，起伏較大可能會(huì)使得地基不穩(wěn)定產(chǎn)生滑動(dòng)或沉陷等問題。

3 巖溶地區(qū)工程的勘察方法

由于巖溶地區(qū)的特殊性，可溶性巖層由于其生成的地質(zhì)年代不同，因此經(jīng)過長(zhǎng)期的地質(zhì)作用下巖層所形成的具體形態(tài)也是各不相同的，勘測(cè)人員應(yīng)當(dāng)遵從因地制宜的原則對(duì)該地區(qū)工程地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)。在實(shí)際勘測(cè)中，為獲取更加詳盡的地質(zhì)資料，提高工程地質(zhì)勘察的準(zhǔn)確性，勘測(cè)人員必須一些現(xiàn)代化設(shè)備和技術(shù)開展巖溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察工作。

3.1 鉆探

在工程地質(zhì)勘察工作中，勘測(cè)人員需要重視鉆探工具的合理使用。由于鉆探適用范圍非常廣泛，并且受外界因素的影響非常小的特點(diǎn)，可以有效地勘測(cè)到一定深度地下巖層的巖溶發(fā)育情況。因此，鉆孔的位置和鉆進(jìn)方法就十分重要，合理的鉆孔布置有可以測(cè)得更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，此外，為了能夠有效的判斷巖體的完整性并且保證巖溶鑒別的可靠性，勘測(cè)一般優(yōu)先采用雙層巖芯管金剛石鉆頭和泥漿護(hù)壁的鉆進(jìn)方法。

3.2 靜力觸探

運(yùn)用壓力裝置，將配置有觸探頭的觸探桿壓入勘測(cè)土層，對(duì)土層的貫入阻力依靠量測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，從而確定土層容許承載力、變形模量等物理性質(zhì)稱之為靜力觸探。在一定的地質(zhì)條件下，靜力觸探可以有效地解決一些其他方法無法勘測(cè)到的問題，此外在覆蓋型巖溶地基的地質(zhì)勘察工作中，靜力觸探能夠有效地探查到隱蔽土洞及其分布規(guī)律與位置，從而進(jìn)一步提高土勘探的準(zhǔn)確度。

3.3 遙感技術(shù)應(yīng)用

遙感技術(shù)為巖溶地區(qū)工程勘察工作提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，遙感技術(shù)利用電磁輻射波對(duì)探測(cè)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，最后依靠相關(guān)接受設(shè)備獲得遙感資料，對(duì)巖溶形態(tài)及地質(zhì)構(gòu)造的識(shí)別具有極大的優(yōu)勢(shì)。隨著我國(guó)隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展，遙感技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)勘察工作當(dāng)中。這就要求勘測(cè)人員對(duì)遙感資料根據(jù)地物表現(xiàn)出的色調(diào)、大小、陰影、組合圖案等特征具有深入的了解。

4 結(jié)束語

相關(guān)勘測(cè)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)貛r溶地貌的實(shí)際情況，了解巖溶發(fā)育全貌，如溶隙、溶洞、溶蝕帶、水文地質(zhì)條件等，制定適宜的質(zhì)量保證系統(tǒng)措施、落實(shí)人員責(zé)任，通過多種方法對(duì)該地區(qū)進(jìn)行勘察，提升勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)勘察的整體水平。

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作者簡(jiǎn)介：

段全江（1977- ）男，大專，漢族，助理工程師。