工程地質(zhì)勘察中的巖溶勘察方法與問(wèn)題研究

尹雨陽(yáng)

（湖南省勘測(cè)設(shè)計(jì)院，湖南長(zhǎng)沙 410000）

結(jié)合工程地質(zhì)勘察工作開(kāi)展現(xiàn)狀能夠得知，通過(guò)加強(qiáng)勘察力度，采取合理的勘察方法，可以提升勘察數(shù)據(jù)的精確性，縮短工程勘察時(shí)間，確保工程施工能夠有序開(kāi)展。工程地質(zhì)勘察工作范圍不斷擴(kuò)大，涉及的內(nèi)容越來(lái)越多，針對(duì)巖溶地區(qū)的勘察存在一定問(wèn)題，為了確保工程地質(zhì)勘察工作可以順利進(jìn)行，本文深入探討巖溶勘察方法和處理措施。

1 案例概況分析

結(jié)合該地區(qū)的地質(zhì)資料以及以往的勘察資料可以得知，該地位屬灰?guī)r區(qū)，勘察人員通過(guò)制定完善的勘察報(bào)告，決定在此區(qū)域總共布置140個(gè)鉆孔、31個(gè)見(jiàn)溶洞鉆孔，見(jiàn)洞率為26.1%，表明巖溶發(fā)育較強(qiáng)。在工程施工前，為了提高工程的整體質(zhì)量與施工安全，應(yīng)做好巖溶專項(xiàng)勘察工作，更深入了解巖溶發(fā)育規(guī)律，為后續(xù)的施工提供良好依據(jù)。此次勘察共布置194個(gè)鉆孔，結(jié)合溶洞的具體情況，實(shí)際鉆孔134個(gè)，包括134孔的鉆孔孔口坐標(biāo)和高程的復(fù)測(cè)、巖、土樣采集等一系列工作。

勘察巖溶區(qū)地層概況如表1所示。

表1 巖溶區(qū)地層概況

2 工程地質(zhì)勘察技術(shù)

2.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)勘察

巖溶地區(qū)易存在溶洞、土洞、溶溝、溶槽等一系列不良地質(zhì)，需要在巖溶地區(qū)開(kāi)挖基坑或隧道。在掘進(jìn)施工的過(guò)程中，易出現(xiàn)突水與涌水現(xiàn)象，影響盾構(gòu)機(jī)的正常運(yùn)行，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)地表沉陷過(guò)大或坍塌事故。為了避免出現(xiàn)此類安全事故，在實(shí)際施工前，勘察人員需要準(zhǔn)確界定溶洞的具體位置，采取針對(duì)性處理措施，保證工程建設(shè)施工安全進(jìn)行[1]。加強(qiáng)勘察力度，可以明顯提高數(shù)據(jù)的精確性與規(guī)范性，采取針對(duì)性處理措施，不斷減小巖溶對(duì)工程施工的不利影響。

在圍護(hù)結(jié)構(gòu)位置，勘察人員需要明確具體的鉆孔位置，以此為基礎(chǔ)，適當(dāng)增加鉆孔的布置密度，在溶土洞周圍進(jìn)行加密鉆孔，設(shè)置探孔，針對(duì)巖溶發(fā)育較快的地段，加密鉆孔間距不宜超過(guò)7.5 m。鉆孔深度不宜過(guò)小，通常需要鉆到圍護(hù)結(jié)構(gòu)底以下3 m，在鉆進(jìn)的過(guò)程當(dāng)中遇到溶洞，勘察人員需要將溶洞鉆穿，遇到溶蝕凹槽、破碎帶等特殊地質(zhì)條件，應(yīng)結(jié)合具體埋深，包括該地區(qū)的地下水分布情況，合理確定出終孔條件。對(duì)于勘察人員而言，在實(shí)際勘察的過(guò)程中，應(yīng)深入分析該地區(qū)的巖溶情況，孔深不小于進(jìn)入揭露溶洞鉆孔最后一個(gè)溶洞底板3 m。

2.2 基坑勘察

通過(guò)適當(dāng)加密鉆孔布置，在溶土洞周圍進(jìn)行加密鉆孔、實(shí)施補(bǔ)充探孔，可以提高各項(xiàng)勘察數(shù)據(jù)的精確性。通常情況下，在巖溶發(fā)育地段，加密后鉆孔間距不宜超過(guò)7.5 m。鉆孔需要鉆到基坑底部以下中微風(fēng)化巖3 m位置，遇到溶洞需要鉆穿，基坑底部沒(méi)有巖溶，需要鉆入基底以下5 m。在實(shí)際鉆孔的過(guò)程中，勘察人員遇到溶蝕凹槽、破碎帶等特殊地質(zhì)條件，應(yīng)結(jié)合溶蝕凹槽、破碎帶的埋深，包括周圍地下水分布范圍，可以在原有終孔基礎(chǔ)上增加1 m深度[2]?？紤]詳勘時(shí)揭露的巖溶情況，孔深不小于進(jìn)入揭露溶洞鉆孔最后一個(gè)溶洞底板3 m。

針對(duì)直徑較大的溶土洞或存在溶溝、溶槽及破碎帶等特殊情況，勘察人員應(yīng)結(jié)合具體情況，采取有效的勘察方法。此次勘察共布置鉆孔194個(gè)，根據(jù)揭露溶洞情況，實(shí)際完成鉆孔134個(gè)，包括134孔的鉆孔孔口坐標(biāo)和高程的復(fù)測(cè)、巖、土樣采集等工作。

勘察工作量如表2所示。

表2 完成工作量統(tǒng)計(jì)

3 工程地質(zhì)勘察注意事項(xiàng)和巖溶處理措施

3.1 勘察注意事項(xiàng)

（1）制定綱要。

開(kāi)展勘察工作前，勘察人員需要制定詳細(xì)的勘察綱要，該綱要內(nèi)容應(yīng)全面、完整，明確具體的勘察目的以及工作要求，通過(guò)合理安排勘察工期，確保工程勘察工作有序開(kāi)展。為了確?？辈旆桨改軌虻玫饺媛鋵?shí)，勘察人員需要對(duì)方案進(jìn)行認(rèn)真核對(duì)，為后續(xù)的勘察工作提供良好的指導(dǎo)作用[3]。

（2）加強(qiáng)質(zhì)量控制。

在野外勘察工作中，要求勘察人員加強(qiáng)質(zhì)量控制力度，為了確保各項(xiàng)資料的準(zhǔn)確性，工作開(kāi)展前應(yīng)重點(diǎn)檢查各項(xiàng)鉆機(jī)的運(yùn)行性能是否符合規(guī)定要求，若鉆機(jī)性能不滿足規(guī)定要求，則嚴(yán)禁投入鉆進(jìn)施工。針對(duì)樣品應(yīng)及時(shí)鉆取，嚴(yán)禁出現(xiàn)事后補(bǔ)樣現(xiàn)象，做好封樣處理工作，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)送還實(shí)驗(yàn)室，確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)更精確。

（3）全面揭露巖溶的形態(tài)。

包括其分布范圍與形狀，工程所在地區(qū)的巖溶發(fā)育速度較快，局部區(qū)域的起伏較大，為了獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料，勘察人員要根據(jù)具體的勘察方案，有針對(duì)性地進(jìn)行指導(dǎo)施工，認(rèn)真觀察地層變化情況[4]。

（4）加強(qiáng)資料收集與整理。

在制定勘察報(bào)告的過(guò)程中，勘察人員應(yīng)認(rèn)真按照國(guó)家有關(guān)規(guī)范要求，提出自身的見(jiàn)解，確保各項(xiàng)參數(shù)更準(zhǔn)確。此次勘察共施工134個(gè)探溶鉆孔，總共51個(gè)鉆孔揭露溶洞，主要為全充填、半充填和無(wú)充填，充填物主要為黏性土、粗砂及碎石塊。充填物標(biāo)貫測(cè)試實(shí)測(cè)錘擊數(shù)N=2～6擊，本次專項(xiàng)勘察溶洞見(jiàn)溶率是38.06%。

結(jié)合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007—2011）綜合確定角礫巖中巖溶發(fā)育程度為巖溶強(qiáng)發(fā)育。

3.2 處理措施

隧道運(yùn)行范圍內(nèi)存在溶洞，會(huì)對(duì)隧道的正常建設(shè)施工造成嚴(yán)重影響，使隧道溶洞施工安全隱患不斷增多。

（1）地鐵隧道結(jié)構(gòu)底板以下完整基巖厚度不小于6 m，結(jié)構(gòu)水平輪廓線外部3 m，將其確定為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)[5]。針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)內(nèi)部的溶洞進(jìn)行妥善處理，在實(shí)際處理的過(guò)程中應(yīng)充填密實(shí)。

（2）針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的物探推測(cè)巖溶異常區(qū)，采取鉆孔驗(yàn)證方式。存在溶洞，可以按照上述措施進(jìn)行妥善處理，有出現(xiàn)溶洞，從地面進(jìn)行注漿加固，不斷提高注漿效果。

（3）在區(qū)間隧道主體二襯施工之前，采用地質(zhì)雷達(dá)，分段對(duì)隧道與車站結(jié)構(gòu)底板以下的地層，進(jìn)行全面掃描，如果發(fā)現(xiàn)底板下部基巖6 m、隧道輪廓線外3 m范圍內(nèi)，存在異常區(qū)域，可以采用鉆孔驗(yàn)證方式進(jìn)行驗(yàn)證，采取注漿處理措施。

（4）在地鐵隧道下部基巖面周圍存在軟弱土，土層無(wú)法滿足建筑物對(duì)地基的要求或巖層不能作為建筑物地基，應(yīng)及時(shí)對(duì)地基進(jìn)行加固，采用注漿與換填等處理方法。

（5）針對(duì)隧道區(qū)間建設(shè)及運(yùn)行安全有影響的溶洞，可以采用注漿充填和結(jié)構(gòu)措施進(jìn)行妥善處理。對(duì)于盾構(gòu)施工有影響的巖溶發(fā)育區(qū)段，需要提前進(jìn)行注漿止水，進(jìn)行后續(xù)的開(kāi)挖施工。針對(duì)大型溶洞需要采取灌注填充方式，起到良好的加固效果。溶洞的埋深較大或洞徑超過(guò)5 m，應(yīng)進(jìn)行全方位研究，制定更完善的處理方案[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)工程地質(zhì)勘察中的巖溶勘察方法與處理措施進(jìn)行全方位的分析，可以取得良好效果。在工程施工期間，相關(guān)單位要加強(qiáng)巖溶地質(zhì)探測(cè)與監(jiān)測(cè)及超前預(yù)報(bào)，密切監(jiān)測(cè)地下水分布情況，確保工程施工的有序開(kāi)展。