巖溶地區(qū)巖土工程勘察中的問題與對策探析

羅光旭

(貴州地礦基礎(chǔ)工程有限公司，貴州 貴陽 550081)

0 引 言

如今，越來越多的工程項目選址在復(fù)雜的巖溶地區(qū)中，巖溶的存在可能會對工程建設(shè)造成影響。為此，需要通過細(xì)致的工程地質(zhì)勘察確定巖溶分布情況等信息，但巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)勘察不同于一般地區(qū)工程地質(zhì)勘察，容易出現(xiàn)一些問題。因此有必要在明確巖溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察特點及存在的問題基礎(chǔ)上，探討有效的勘察方法和對策。

1 巖溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察特點與問題

巖溶的形成與發(fā)育過程十分復(fù)雜和特殊。怎樣查明使巖溶形成的具體地質(zhì)環(huán)境，明確巖溶空間實際分布形態(tài)與未來的發(fā)展和變化所遵循的規(guī)律，進(jìn)而為工程的設(shè)計與建設(shè)提供一手資料，有較大的復(fù)雜性及系統(tǒng)性。

在巖溶地區(qū)進(jìn)行工程地質(zhì)分區(qū)時，需要將場地穩(wěn)定條件作為基本原則，常見分區(qū)包括以下幾種：①無巖溶區(qū)；②巖溶不發(fā)育區(qū)；③巖溶發(fā)育穩(wěn)定區(qū)；④巖溶發(fā)育不穩(wěn)定區(qū)。其中，前兩個區(qū)域的劃分相對容易，后兩個則相對困難。

現(xiàn)在對巖溶場地進(jìn)行的綜合評價還處在以經(jīng)驗為主和以定性居多的階段，而對巖溶進(jìn)行的地質(zhì)勘察除基本的地質(zhì)調(diào)查和測繪，還包括對不同勘探方法的應(yīng)用及測試。因巖溶發(fā)育具有不均一性，而且?guī)r溶地區(qū)的水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜，地形也存在很大的多樣性，所以很多常規(guī)方法的應(yīng)用都會受到很大限制，比如最常用的鉆探方法因成本較高、周期較長，無法采用相對較密的網(wǎng)度對巖溶分布特征進(jìn)行調(diào)查。基于此，在實際工作中應(yīng)對不同物探方法予以結(jié)合來勘探巖溶，以此為場地范圍內(nèi)的巖溶發(fā)育情況是否穩(wěn)定進(jìn)行科學(xué)劃分及綜合評價。

2 巖溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察對策方法

近幾年，國內(nèi)外很多行業(yè)都要積極利用物探方法對巖溶地區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘探，通過對以上問題的分析可以得出，采用適宜的方法是解決巖溶地區(qū)地質(zhì)勘察難題的關(guān)鍵，這些方法包括以下幾種：

(1)電阻率法，包括電剖面與電測深，這是電法當(dāng)中應(yīng)用最為常見的一種，也是最早在巖溶地區(qū)地質(zhì)勘察中使用的方法。

(2)高密度電法，這是常規(guī)電法在計算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展所形成的全新電測方法，它通過對以計算機(jī)為核心的換極與電流場屏蔽及集流等技術(shù)的合理應(yīng)用，能對洞穴進(jìn)行準(zhǔn)確探測，探測結(jié)果的精度遠(yuǎn)高于常規(guī)電法，目前得到了大規(guī)模應(yīng)用。

(3)地質(zhì)雷達(dá)法，它屬于以電磁法為核心的探測方法，目前正不斷應(yīng)用于巖溶地區(qū)的地質(zhì)勘察，并取得了良好的應(yīng)用效果。采用鉆孔地質(zhì)雷達(dá)，能在鉆孔以后進(jìn)入到地下較深層，得到具有較高分辨率的勘探成果。目前歐美很多國家都將該方法作為巖溶地區(qū)地質(zhì)勘察常規(guī)方法。

(4)無線電波透射法，該方法能深入到地下對鉆孔之間、隧道之間和鉆孔、隧道與地面之間存在的巖溶分布情況進(jìn)行探測。

(5)地面地震反射波法，該方法主要用于對巖溶地區(qū)內(nèi)的巖溶物征進(jìn)行探測，能取得良好效果。值得一提的是，近幾年形成的表面波法，能為淺層地震勘探提供全新技術(shù)手段，通過對該方法的應(yīng)用，能對淺層溶洞及裂縫帶予以準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)與圈定。

(6)跨孔地震法與跨孔地震CT，通過對該方法的應(yīng)用能輕松辨認(rèn)鉆孔之間巖溶實際分布情況。

(7)聲波透射法，在鉆孔之間對發(fā)出的聲波的波速、波幅和頻率進(jìn)行接收，然后根據(jù)接收到各參量的變化，對巖體的動彈性參數(shù)予以測定，從而評價確定巖體是否完整，并能對巖溶進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

(8)微重力法，目前國外已經(jīng)將這種方法用于巖溶地區(qū)的普查與詳查測量工作，尤其是巖溶較為發(fā)育的地區(qū)，這是一個最常用也是最有前途的測量方法。

(9)射氣測量，該方法是指對巖溶地區(qū)或由巖溶造成的破碎帶進(jìn)行土體射線異常實時探測，確定下方是否存在巖溶。

(10)地球物理遙感測量，該方法主要用于對區(qū)域性巖溶進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，并能確定巖溶的具體地貌。

(11)環(huán)境同位素法，該方法是指通過對和巖溶發(fā)育有直接關(guān)系的水體運移情況及變化的調(diào)查，實現(xiàn)對巖溶分布情況的間接調(diào)查。

就目前來看，在巖溶區(qū)中開展的大部分勘察都是在已經(jīng)確定了有巖溶發(fā)育情況的地區(qū)內(nèi)進(jìn)行的，在這種情況下，巖溶已經(jīng)對上部建筑造成了一定程度的影響，開展勘察的主要目的在于在要求的區(qū)域內(nèi)確定引起災(zāi)害的溶洞，然后順利的開展工程設(shè)計與治理，避免巖溶災(zāi)害二次發(fā)生，顯然這屬于被動式勘察。

在不同勘察工作階段對未知巖溶發(fā)育進(jìn)行探測，并確定巖溶的具體發(fā)育形態(tài)及其分布情況和規(guī)模大小，進(jìn)而判定是否會對工程建設(shè)造成危害，也就是進(jìn)行主動式勘察，可以取得更好的探測與防災(zāi)效果。

在巖溶勘察工作中，物探方法的實際應(yīng)用大多是對一種或多種方法相結(jié)合的應(yīng)用，并沒有針對不同的地質(zhì)條件提出需要采用何種方法，怎樣采用不同的物探方法來勘察，現(xiàn)階段還沒有明確的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)之前積累下來的經(jīng)驗，并結(jié)合工程建設(shè)和發(fā)展情況，積極研究巖溶勘察中不同物探方法的科學(xué)應(yīng)用，需要引起相關(guān)人員的高度重視。

為了使巖溶地區(qū)范圍內(nèi)工程建設(shè)得以順利且高效的開展，在今后的研究中，應(yīng)關(guān)注以下幾個要點：①研究巖溶地區(qū)各類工程地質(zhì)條件對應(yīng)的地質(zhì)探測基本理論和方法；②研究不同勘察階段巖溶區(qū)工程綜合勘察方法的精確性、合理性及準(zhǔn)確性的具體評價標(biāo)準(zhǔn)；③研究各類場地條件不同典型物探方法取得效果與具體組合方式；④研究巖溶區(qū)中工程地質(zhì)勘察不同方法對應(yīng)的使用條件。

通過對以上幾個要點的深入研究，能實現(xiàn)以下目標(biāo)：①明確可以在巖溶區(qū)內(nèi)各勘察階段與各工程條件下使用的探測基本理論與方法；②明確可以在不同勘察階段中巖溶區(qū)工程綜合勘察方法精確性、合理性及準(zhǔn)確性綜合評價中使用的方法；③制定詳細(xì)的各類場地條件對應(yīng)的物探方法操作指南，明確相應(yīng)的物探要求，使所用物探方法切實達(dá)到領(lǐng)先水平；④確定巖溶區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)勘察不同方法的具體使用標(biāo)準(zhǔn)及條件，確保各類方法都能得以正確使用，從而取得滿意的效果。

3 結(jié) 語

綜上所述，巖溶區(qū)工程地質(zhì)勘察一直以來都是巖土工程地質(zhì)勘察工作的重點和難點所在，但巖溶區(qū)工程地質(zhì)勘察和其它地區(qū)的工程地質(zhì)勘察存在很大的不同，主要表現(xiàn)為勘察更加復(fù)雜，這無疑對具體勘察方法提出了更高要求，在實際的勘察工作中，應(yīng)根據(jù)場地實際情況，選擇適宜的勘察方法，旨在保證最終勘察成果的準(zhǔn)確性與合理性，為之后工程設(shè)計與建設(shè)提供可靠參考借鑒，將巖溶發(fā)育可能對工程建設(shè)造成的不利影響降至最低。