探討巖土勘查技術(shù)在頂管地層工程的應(yīng)用

陳 倉

（廣州市廣東有色工程勘察設(shè)計(jì)院，廣東 廣州 510000）

中國是一個(gè)巖溶相對發(fā)達(dá)的復(fù)雜地貌國家。隨著我國社會(huì)的不斷發(fā)展和經(jīng)濟(jì)體量的增加，巖溶地區(qū)的工程項(xiàng)目越來越多。過多的工程建設(shè)容易導(dǎo)致巖溶地基出現(xiàn)地質(zhì)問題，譬如巖溶地基的穩(wěn)定性，巖溶滲流和巖溶塌陷等巖溶工程地質(zhì)問題越來越受到重視[1]。二十一世紀(jì)以來，由于頂管地層的施工導(dǎo)致施工區(qū)域周圍土結(jié)構(gòu)變形，使土層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移，并且地面下沉，影響周圍建筑物的安全，嚴(yán)重的可能會(huì)造成居民生命安全隱患。所以，有必要做好頂管地層工程的巖土勘查技術(shù)分析，防止安全隱患的發(fā)生[2]。

1 巖土勘查技術(shù)

（1）地質(zhì)測繪。地質(zhì)測繪通常含有地表測繪和洞穴測繪。在明確各種相關(guān)地質(zhì)要素的基礎(chǔ)上，找出巖溶現(xiàn)象分布情況和地下水分布情況是地表測繪的最低要求，其內(nèi)容有：首先，測繪地區(qū)水平和垂直方向上巖溶與非巖溶區(qū)的分布以及間距情況。其次，現(xiàn)場勘測區(qū)域內(nèi)巖溶地層中結(jié)構(gòu)面各方面的力學(xué)特性，掌握其中之間的聯(lián)系，劃清不同結(jié)構(gòu)面的水理性質(zhì)的主導(dǎo)方向的差別；第三，依照各種自然和已知的水分布情況，掌握水分布與河流系統(tǒng)是否有關(guān)，并協(xié)助洞穴的勘測。同時(shí)還有必要結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造和地貌條件，找出巖溶地下水系統(tǒng)的位置及其補(bǔ)給和排放狀況。洞穴調(diào)查的任務(wù)主要包括以下兩個(gè)方面：第一，找出洞穴的形態(tài)特征及其與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系，尤其是屋頂高度和結(jié)構(gòu)面性質(zhì)的測量，為今后研究巖溶提供數(shù)據(jù)，分析巖溶發(fā)育和頂板穩(wěn)定性；二是明確地下水系統(tǒng)的情況，通過追尋地下水道，明確地下水系統(tǒng)的環(huán)節(jié)和供水源之間的聯(lián)系[3]。

（2）地球物理勘探。地球物理勘探不要根據(jù)不同物體的物理特征進(jìn)行各自區(qū)分。根據(jù)物體的不同特點(diǎn)，采取不同的地球物理勘探方法，如電阻率法，頻率探測法，電位法，電磁法，聲學(xué)探測法，放射性測井法等。對于巖溶結(jié)構(gòu)檢測一般會(huì)采用高密度電阻率法、電位法，有時(shí)根據(jù)情況也會(huì)采用電阻率和探地雷達(dá)。

（3）工程鉆探。地質(zhì)勘查中應(yīng)用最為廣泛的方法就是工程鉆探，但這一方法的耗時(shí)較長，該方法不僅能夠準(zhǔn)確地檢測鉆井位置和周圍地層狀態(tài)（巖土性質(zhì)，厚度，地下水位等），也能夠測試鉆孔的原位和測試巖土芯的鉆取，獲得更可靠、更全面的巖土數(shù)據(jù)[4]。這種方法幾乎可以在除地形條件之外的任何條件下使用。鉆探工作的任務(wù)是能夠掌握巖溶在地下一定范圍內(nèi)的分布情況，特別是在地質(zhì)調(diào)查和地球物理勘探結(jié)果的基礎(chǔ)上，在地表沒有巖溶現(xiàn)象或覆蓋層的情況下，結(jié)合工程要求指導(dǎo)鉆井安排。工程地質(zhì)調(diào)查中使用的鉆探方法不一，因此有必要綜合實(shí)際情況選擇合適的勘查方法。另外，發(fā)揮鉆孔的作用以更好地了解地質(zhì)條件，鉆井時(shí)，經(jīng)常需要進(jìn)行水文地質(zhì)工作，如鉆孔水壓試驗(yàn)或抽水試驗(yàn)等[5]。

（4）遙感技術(shù)。遙感技術(shù)是基于電磁輻射理論，將電磁波技術(shù)應(yīng)用于各種探測器之中，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程目標(biāo)輻射到電磁波信息的接收，傳輸?shù)降孛娼邮照咎幚恚纬蛇b感數(shù)據(jù)或者圖像資料，以此檢測并識別對象的整個(gè)過程。這是基于現(xiàn)代物理學(xué)，數(shù)學(xué)，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和地質(zhì)法等全面發(fā)展的基礎(chǔ)之上發(fā)展而來的。遙感在新的鐵路選線，水利水電工程區(qū)域穩(wěn)定性評價(jià)，巖溶水庫滲漏分析等方面應(yīng)用價(jià)值廣泛，在渾水河流和青江流域規(guī)劃以及大瑤山鐵路隧道選線中也取得了較為滿意的勘探效果。

2 巖溶勘查質(zhì)量控制

2.1 做好前期準(zhǔn)備工作

必須在施工開始前，制定好一份勘查綱領(lǐng)，并且其內(nèi)容必須完整，明確勘查目的和工作要求，設(shè)計(jì)要規(guī)范。合理安排勘查期間的施工，時(shí)間不宜太緊。勘查綱領(lǐng)需要通過相關(guān)部門審批后進(jìn)行開工，在施工中要根據(jù)既定的綱領(lǐng)進(jìn)行施工指導(dǎo)，認(rèn)真履行相關(guān)內(nèi)容。在開始工作之前，檢查每個(gè)鉆機(jī)的檢查報(bào)告完整與否。如果相關(guān)證件不完整，則不允許開始施工。在鉆取樣品時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行，而不可以事后補(bǔ)充。

樣品應(yīng)嚴(yán)格按要求密封，并及時(shí)送到實(shí)驗(yàn)室，以保證土壤巖石各種物理力學(xué)指標(biāo)的準(zhǔn)確性，檢測并做好相關(guān)記錄。

2.2 完成勘查的可行性分析

需要了解巖溶、洞穴的發(fā)育狀況，判斷其破壞程度和發(fā)展?fàn)顟B(tài)，并預(yù)先對地層的穩(wěn)定性和工程施工可行性做出評價(jià)；工程勘查的可行性分析需要根據(jù)工程地質(zhì)圖和綜合地球物理勘探為主要依據(jù)，勘探點(diǎn)間距不可以超過標(biāo)準(zhǔn)要求，巖溶開發(fā)區(qū)應(yīng)加強(qiáng)密度。在測繪和物探過程中，需要位于具有典型性的區(qū)域進(jìn)行驗(yàn)證鉆孔。受控探測孔的深度應(yīng)穿過表層巖溶帶。前期勘查工作應(yīng)了解巖溶洞穴及其相關(guān)土洞和崩塌的分布狀況，以及發(fā)展情況和規(guī)律，并根據(jù)場地的可行性進(jìn)行劃分施工區(qū)域。

2.3 全面進(jìn)行勘查

了解擬建工程及受影響區(qū)段內(nèi)各種巖溶洞穴和土洞的分布、尺度、巖溶填埋特性等特征，并針對地基設(shè)計(jì)和巖溶治理提出意見。

①勘探線應(yīng)根據(jù)建筑物軸線嚴(yán)格進(jìn)行設(shè)置，勘探點(diǎn)間距應(yīng)根據(jù)要求設(shè)定，情況特殊時(shí)，應(yīng)為每個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ)安排勘探點(diǎn)；②除滿足規(guī)定要求外，勘探孔的大小需要當(dāng)基礎(chǔ)土層厚度不符合規(guī)范要求時(shí)，部分或全部勘探孔鉆入基巖；③如果在預(yù)定深度有異樣，可能會(huì)影響基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，應(yīng)鉆入洞底部基巖下，深度必須大于兩米；④對于每個(gè)樁柱的基礎(chǔ)都要布置探孔；⑤可以用靜態(tài)探測，輕功率探測，小口徑鉆探等手段詳細(xì)了解土洞和崩塌區(qū)的發(fā)育情況；⑥如果要求找出斷層、巖群邊界、洞室和坍塌等情況時(shí)，必須安排合理的探井。⑦物探要考慮地區(qū)物理?xiàng)l件選取科學(xué)的方法，鉆探檢驗(yàn)異常點(diǎn)。若檢測到危險(xiǎn)洞穴時(shí)，勘探點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行加密；⑧任何可以進(jìn)入的洞穴，都必須經(jīng)過勘查方可進(jìn)入，對于人員無法進(jìn)入的洞穴，應(yīng)當(dāng)使用井下探頭等檢測設(shè)備。具體的工作內(nèi)容和工作量需要依照巖溶地基的設(shè)計(jì)和施工要求進(jìn)行。在相關(guān)勘查地段，探頭可以布置在已挖掘的溝槽中進(jìn)行檢測。對于體積較大的嵌巖樁，勘探點(diǎn)應(yīng)密集分布，且勘探深度應(yīng)大于底部樁下直徑，且不小于5m。

3 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)今形勢下，我國的基建設(shè)施行業(yè)得到了快速發(fā)展，整體規(guī)模不斷擴(kuò)大，因此提高巖土勘探技術(shù)水平是進(jìn)行所有建設(shè)的基礎(chǔ)，且技術(shù)方法種類較多，例如地質(zhì)測繪，工程鉆探，地球物理勘探，抽水試驗(yàn)，遙感技術(shù)等多種工程方法。全面考慮各種技術(shù)與方法的優(yōu)勢劣勢，取長補(bǔ)短，相互支持，更全面了解巖溶地貌情況，客觀地研究巖溶地區(qū)的地質(zhì)狀況和水下環(huán)境情況，務(wù)必防止發(fā)生惡劣的巖溶地質(zhì)災(zāi)害，做好既降低了工作量，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)工程任務(wù)目標(biāo)。