淺談礦區(qū)的巖土工程勘察技術(shù)應(yīng)用

劉 鵬

（深圳市巖土綜合勘察設(shè)計(jì)有限公司，廣東 深圳 518172）

1 工程概況

擬建的惠州某項(xiàng)目位于惠州東部地區(qū)金屬鈮鉭礦采石場區(qū)域，項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)12層廠區(qū)辦公樓1棟，1層廠房2棟。本項(xiàng)目工程重要性等級(jí)為二級(jí)，地基復(fù)雜程度等級(jí)為二級(jí)，場地復(fù)雜程度等級(jí)為一級(jí)，本項(xiàng)目巖土工程勘察等級(jí)為甲級(jí)。

2 工程地質(zhì)條件

2.1 地層巖性

根據(jù)鉆探揭露，場地內(nèi)揭露地層為雜填土（Qml）、耕植層（Qpd）、第四系沖洪積層（Qal+pl）、下伏基巖為為測水組大理巖（C1dc）。各巖、土層特征分述如下：

（1）雜填土：灰黃色、灰色，主要由建筑垃圾混少許碎石、粉質(zhì)粘土堆填，未完成自重固結(jié)，結(jié)構(gòu)松散。

（2）耕植層：灰黃色、灰色，主要由粉質(zhì)粘土及細(xì)砂組成，含植物根系，濕，結(jié)構(gòu)疏松。

（3）第四系沖洪積層。

（4）測水組大理巖：灰白色、灰色、淺紅色，變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，閉合裂隙不發(fā)育，巖芯呈短柱～柱狀，柱長10cm～60cm，巖質(zhì)硬脆，錘擊聲脆。同時(shí)在斷裂帶和巖脈巖層中摻雜多種金屬鈮鉭礦。

2.2 金屬礦區(qū)巖溶發(fā)育概況

擬建場地下伏基巖為大理巖，巖面起伏較大，淺部溶洞發(fā)育，破壞了巖體的完整性[1]。本次場地內(nèi)68個(gè)鉆孔中有15孔揭露有溶洞，其中9個(gè)鉆孔見單層溶洞，6個(gè)鉆孔見多層溶洞。溶洞能見率為22.1%，線巖溶率為31.8%，淺部巖溶較發(fā)育。

3 金屬礦區(qū)勘察方法的應(yīng)用

3.1 工程地質(zhì)測繪

金屬礦區(qū)地質(zhì)測繪的范圍，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的占地面積按比例擴(kuò)大，同時(shí)需結(jié)合場地建設(shè)項(xiàng)目的工程特點(diǎn)、設(shè)計(jì)要求以及建設(shè)項(xiàng)目對(duì)場地地質(zhì)和巖土地基要求而定。在可研階段和初步設(shè)計(jì)階段，測繪的范圍在較初期設(shè)計(jì)階段，測繪的范圍較大而比例尺較小，而后期的施工圖設(shè)計(jì)階段，測繪范圍則主要在建設(shè)場地內(nèi)較小范圍，比例尺則相對(duì)較大。重點(diǎn)研究內(nèi)容是：

3.1.1 巖土層的性質(zhì)

場地內(nèi)大理巖可溶巖與非可溶巖組、含水層和隔水層組及相互之間的接觸關(guān)系它們之間的接觸關(guān)系；上覆第四系覆蓋土層的成因類型、分布空間狀態(tài)及其場地內(nèi)工程地質(zhì)特性。

3.1.2 區(qū)域內(nèi)工程地質(zhì)構(gòu)造

場地區(qū)域的工程地質(zhì)構(gòu)造特征，尤其是區(qū)域斷裂帶的位置、規(guī)模、性質(zhì)，分析工程地質(zhì)構(gòu)造內(nèi)主要節(jié)理裂隙的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)模型及其與地下水和可溶巖發(fā)育的關(guān)系。巖溶發(fā)育程度與不同地質(zhì)構(gòu)造的位置關(guān)系及差異性。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)上升和下降與巖溶發(fā)育之間密切關(guān)系。

3.1.3 地形地貌特點(diǎn)

根據(jù)區(qū)域衛(wèi)星圖可分析判別地表水文網(wǎng)的分布特點(diǎn)、區(qū)域整體和局部侵蝕基準(zhǔn)面空間位置分布情況，地面坡度和地形高差等高線表示。

3.1.4 巖溶地下水

需查明地下水動(dòng)力條件、潛蝕作用，地表水與地下水聯(lián)系，預(yù)測土洞和塌陷的發(fā)生、發(fā)展時(shí)，可進(jìn)行流速、流向測定和水位、水質(zhì)的長期觀測。

地下水在巖土的裂隙或土壤的空隙中流動(dòng)快慢，因此，它的機(jī)械沖刷能力較小。

3.1.5 巖溶形態(tài)

地下巖溶的位置、大小、類型、分布規(guī)律、充填情況、成因，及可溶巖與地下水和地表水的位置關(guān)系和潛蝕作用。

3.2 工程地質(zhì)鉆探

擬建項(xiàng)目工程場地或附近周邊存在對(duì)工程安全有影響，工程地質(zhì)鉆探的目的是為了查明場地下伏基巖埋藏位置和基巖面起伏情況，巖溶的發(fā)育程度和巖溶位置分布，可溶巖的埋藏深度、動(dòng)態(tài)變化、地下水動(dòng)力活動(dòng)等。地質(zhì)鉆探過程中，尤其是較大溶洞區(qū)域，特別主要掉鉆、卡鉆和坍塌的鉆探事故，施工前應(yīng)進(jìn)行必要的處理措施，同時(shí)應(yīng)做好現(xiàn)場鉆探記錄，真實(shí)反應(yīng)鉆探過程中情況。

借助測繪和物探手段發(fā)現(xiàn)局部異常位置，應(yīng)通過鉆探揭露驗(yàn)證地下巖溶情況。同時(shí)對(duì)地質(zhì)勘探點(diǎn)的布孔位置及間距也要注意以下兩點(diǎn)：

（1）地質(zhì)鉆探點(diǎn)的密度除滿足場地內(nèi)巖土過程勘察規(guī)范的技術(shù)要求外，還應(yīng)當(dāng)對(duì)局部某些特殊地段進(jìn)行加密勘探和物探手段，查明地下巖溶分布情況和大小，為下一步的處理方案提供可靠的前期資料，如地面塌陷、地下水位降低和消失地段；地下水活動(dòng)影響范圍和強(qiáng)烈的地段；可溶性巖層與非巖溶性巖層位置關(guān)系和接觸關(guān)系；上覆土和軟弱土層分布厚度和范圍不均勻的地段；各種物探手段發(fā)現(xiàn)異?；蚧A(chǔ)下有溶洞、土洞等分布的地段等。

（2）鉆探點(diǎn)的深度應(yīng)按建設(shè)項(xiàng)目的特點(diǎn)和規(guī)范要求確定外，還應(yīng)適當(dāng)考慮不利條件下，場地內(nèi)可溶巖繼續(xù)發(fā)育影響工程可能性，同時(shí)應(yīng)滿足一定的安全系數(shù)的要求。

根據(jù)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范確定場地基礎(chǔ)下溶洞鉆探深度，一般應(yīng)進(jìn)入完整基巖3m～5m或3倍的基礎(chǔ)寬度，針對(duì)特別重要或使用年限超過50年對(duì)重要建筑物基礎(chǔ)還應(yīng)當(dāng)加深。

根據(jù)鉆探施工的情況對(duì)局部鉆探數(shù)進(jìn)行物探異常鉆孔進(jìn)行加密，其深度應(yīng)鉆入局部異常帶以下適當(dāng)位置。

3.3 金屬礦區(qū)工程物探

在金屬礦區(qū)的巖溶場地進(jìn)行地球物理探測，可采用的方法很多，包括地質(zhì)雷達(dá)、聲波透視、高精度磁法、高密度多極電法勘探、重力勘探、淺層地震等。如一種物探手段無法滿足探測技術(shù)要求，可根據(jù)物探設(shè)備的特性和精度，采用多種方法相結(jié)合的，可獲得較好的探測效果，必須注意各種方法的使用條件以及具體項(xiàng)目場地的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件。

4 結(jié)論

通過上述巖土工程勘察方法查明金屬礦區(qū)可溶巖對(duì)場地安全和地基穩(wěn)定的影響程度，同時(shí)根據(jù)巖溶化發(fā)育規(guī)律分析判別有，場地內(nèi)各種可溶巖的分布空間狀態(tài)和規(guī)模、密度規(guī)律，查清可溶巖頂板的位置和上覆土的厚度和土體力學(xué)性質(zhì)，以及地下水動(dòng)力特性和影響范圍等，并根據(jù)上述方法分析和判別建設(shè)工程場地的適宜性和地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性作出準(zhǔn)確的分析評(píng)價(jià)。