巖溶地區(qū)鐵路工程地質(zhì)勘察工作思考

■　李升龍

（遼寧工程勘察設計院遼寧錦州121000）

巖溶地區(qū)鐵路工程地質(zhì)勘察工作思考

■李升龍

（遼寧工程勘察設計院遼寧錦州121000）

本文分析了巖溶和地質(zhì)災害的區(qū)別及聯(lián)系，以及鐵道工程和地質(zhì)災害的關系，總結(jié)了在巖溶地區(qū)開展鐵路工程地質(zhì)勘察工作的主要內(nèi)容，包括巖溶地貌調(diào)查、水文地質(zhì)和地質(zhì)構造勘查、巖性勘查與調(diào)查訪問，并且探討了遙感技術、鉆探技術和物探技術幾種勘探方法在巖溶地區(qū)鐵路工程地質(zhì)勘察中的綜合應用。

巖溶地區(qū)鐵路工程地質(zhì)災害地質(zhì)勘察技術

因為地下水和地表水活動而造成可溶巖石發(fā)生溶蝕作用，與該作用導致的地下與地表溶蝕現(xiàn)象的總稱就是巖溶。巖溶在鉀鹽、巖鹽等鹵素鹽類巖石、硬石膏、石膏等硫酸鹽類巖石以及白云巖、石灰?guī)r等碳酸鹽類巖石內(nèi)均能發(fā)育。我國許多地區(qū)分布著巖溶，當巖溶區(qū)有鐵路通過時，很可能發(fā)生突然涌泥、涌水和溶洞填充物坍塌等危害，所以巖溶地區(qū)鐵路工程地質(zhì)勘察工作是非常重要的。

1　巖溶、地質(zhì)災害和鐵道工程間的關聯(lián)

1.1巖溶和地質(zhì)災害的區(qū)別及聯(lián)系

作為一種常見的地質(zhì)現(xiàn)象，巖溶的存在具有客觀性，在不受到人為活動干擾的情況下，基本上不會危害人類的生產(chǎn)與生活。而地質(zhì)災害則會破壞人類的生存環(huán)境，威脅工程的安全。前者是內(nèi)因引起且客觀存在的，后者則是外因（人類活動）導致的，會危害人類的正常生活與生命安全，二者之間雖然有區(qū)別，但也存在聯(lián)系。巖溶不能等同于地震、泥石流、滑坡等工程上的不良地質(zhì)災害，因為當人類在巖溶區(qū)活動時，才會出現(xiàn)相關的地質(zhì)災害，但是地震等則是自然條件下就會造成災害。我國雖然在幾十年前就曾深入研究巖溶基礎理論，但是因為經(jīng)濟進步較慢，所以并未廣泛關注巖溶地質(zhì)災害。隨著經(jīng)濟建設的加快，基本建設逐漸延伸、拓展至巖溶地區(qū)，人們對地下水的過量開采造成了嚴重的巖溶地質(zhì)災害，成為了如今亟待解決的熱點問題之一。

1.2鐵道工程和地質(zhì)災害的關系

將鐵路修建于巖溶區(qū)時，可能導致地質(zhì)災害，并不是所有巖溶有線路通過時都會引發(fā)地質(zhì)災害或者變?yōu)椴涣嫉刭|(zhì)，工程高程、地下水、鐵路種類等都與此相關。鐵路工程種類主要包括路基工程、橋梁工程、隧道工程，不同類型的工程所受控的巖溶類型也不相同，自然也會有不同的施工對策。

2　巖溶地區(qū)鐵路工程地質(zhì)勘察工作

2.1巖溶地貌調(diào)查

首先是研究區(qū)域地貌。巖溶地貌的差異能夠?qū)r溶發(fā)育階段反映出來，各個階段有不同的管道系統(tǒng)發(fā)育。比如，溶槽、溶溝、石芽等一般是反映巖溶發(fā)育初期階段的地貌形態(tài)，此時地下通道以孤立管道及溶蝕裂隙為主，地下水以孤立管狀水流為主；洼地、石林、孤峰等則是反映巖溶發(fā)育后期的地形地貌，該時期地下通道呈網(wǎng)狀系統(tǒng)，并存在呈網(wǎng)狀水流的地下水，地下水面是統(tǒng)一的。其次，研究巖溶形態(tài)，包括巖溶的充填、涌水、延伸方向、高程、分布位置、規(guī)模與形態(tài)等情況。尤其要重視管狀通道位置、現(xiàn)代河床與階地、山體埡口和高程的關系，為預測突然涌水及古水文網(wǎng)、巖溶發(fā)育史的研究提供資料。最后是洞穴調(diào)查。若條件允許，需直接進入地下通道與大型洞穴調(diào)查，為巖溶發(fā)育和線路影響的研究提供依據(jù)。

2.2水文地質(zhì)和地質(zhì)構造勘察

水文地質(zhì)勘察內(nèi)容包括：①明確地表徑流和巖溶水的排泄、補充關系，在不同季節(jié)觀測其變化情況；②明確通過越嶺隧道的地段地表水體是如何分布的，預測發(fā)生突然涌水與下滲的幾率；③明確暗河、泉水的出露條件、水動態(tài)變化規(guī)律、和鐵路線路間的關系等。地質(zhì)構造勘察需明確巖溶發(fā)育和裂隙、斷層、褶皺的關系，尤其是當斷裂的填充情況、性質(zhì)、時期不同時，對巖溶是否會產(chǎn)生不同影響。

2.3巖性勘察與調(diào)查訪問

巖性勘察應明確非可溶巖層和可溶巖層的分布以及后者的巖溶發(fā)育情況，尤其要觀察有隔水作用的巖體或巖層是如何影響巖溶發(fā)育程度的。此外，還要進行調(diào)查訪問。當?shù)卮迕耖L期在此居住，通常很清楚地下水與巖溶地下通道的情況，提供的資料非常重要。

3　常用的綜合勘探方法

3.1遙感技術的應用

巖溶地區(qū)航空像片、衛(wèi)星像片的側(cè)重點主要是巖溶水文地質(zhì)與巖溶地貌，能夠為地層巖性與地質(zhì)構造的分析提供依據(jù)。遙感圖像判釋內(nèi)容主要包括：①判釋地面塌陷等巖溶引起的不良地質(zhì)現(xiàn)象；②水文地質(zhì)：明確巖溶地下、地表水點的分布，與地貌判釋相結(jié)合，研究暗河分布特征與地下水的排泄、徑流、補給條件，進行水文地質(zhì)單元劃分，找到巖溶儲水層段；③地層巖性：明確各時代地層界線與其解除關系，分析非碳酸鹽與碳酸鹽的分布情況，確定巖溶層組；④地質(zhì)構造：觀察區(qū)域構造輪廓，進行構造體系與單元的劃分，研究隱伏構造、斷裂構造等；⑤巖溶地貌：鑒別各級巖溶剝蝕面、研究階地、河道變遷和水系展布情況、進行巖溶地貌單元的劃分。

3.2鉆探技術的應用

在巖溶地區(qū)應用鉆探技術需要以物探、地質(zhì)調(diào)查、遙感判釋為指導。對鉆探成果加以分析時，切忌過于局限和片面，注重經(jīng)驗積累，利用不同勘探方法得到的成功互相驗證，使成果資料的精度提高。目前將鉆探布置于巖溶地區(qū)時，采用的方法通常是多次實施、逐步深入。先應用物探方法、遙感判釋進行初測，接著在必要的位置布置鉆孔進行驗證。實施定測時，結(jié)合工程需要完成勘探測試鉆孔與物探剖面的布置，鉆孔數(shù)量與深度要與規(guī)范及設計要求相滿足，強烈?guī)r溶化地段通常要將孔深鉆至鐵路工程底板下的5～10m。在具體施工時，大多要補充勘探建筑基底，包括隧道、橋基、路基以下的巖溶發(fā)育情況。

3.3物探技術的應用

目前有許多種物探方法，其中聲波透視法、孔內(nèi)無線電波、綜合測井法、地震法、充電法、電阻率法、地質(zhì)雷達等在在勘探巖溶地區(qū)時均能取得較好的效果。選擇物探方法時，不僅要考慮其適用條件，還要根據(jù)巖溶區(qū)情況綜合運用各種方法，并且與鉆探技術相互配合，相輔相成。

4　結(jié)語

總而言之，作為一種不良地質(zhì)，巖溶處理不當時很容易引起地質(zhì)災害，若鐵路工程需要通過巖溶地區(qū)，必須重視地質(zhì)勘察工作。根據(jù)施工現(xiàn)場的情況選擇適合的勘探技術，全面勘察現(xiàn)場的巖性、地質(zhì)構造、水文地質(zhì)條件和巖溶地貌等，從而采取相應的處理措施，有效規(guī)避施工中可能出現(xiàn)的地質(zhì)災害，保證施工的安全性以及鐵路交付使用后的正常運行。

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1000-405X（2016）-3-204-2