巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)勘察方法

趙宏偉

巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)勘察相對(duì)復(fù)雜，常常會(huì)受到巖溶發(fā)育不確定、具有較強(qiáng)隱蔽性等因素的影響而較困難，勘察的難度較大，嚴(yán)重情況下會(huì)引發(fā)山體崩塌以及地面塌陷等問(wèn)題，所以要充分研究巖溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察方法，確保該區(qū)域地質(zhì)勘察的準(zhǔn)確性、安全性、可靠性。

一、引言

我國(guó)的很多地區(qū)都存在著巖溶地質(zhì)，這種較為特殊的地質(zhì)條件在很大程度上限制著建設(shè)工程的實(shí)施，很多專家學(xué)者都對(duì)巖溶地區(qū)實(shí)施了勘測(cè)以及研究，了解到了巖溶的發(fā)育情況，同時(shí)收集到了相應(yīng)的地質(zhì)數(shù)據(jù)，為確保建筑物的穩(wěn)定安全提供了保證，所以如何更加有效地進(jìn)行巖溶地區(qū)的地質(zhì)勘察工程成為了勘察人員最為關(guān)注的問(wèn)題。隨著工程項(xiàng)目不斷增多，巖溶地區(qū)會(huì)遇到越來(lái)越多的地質(zhì)問(wèn)題，工程技術(shù)人員需要不斷在實(shí)踐中解決問(wèn)題并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展勘察方法，使得勘察技術(shù)得到進(jìn)一步提升。

二、巖溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察方法

1.工程地質(zhì)調(diào)查以及測(cè)繪

此種方法就是通過(guò)對(duì)巖溶地區(qū)的地層巖性、水文情況等內(nèi)容實(shí)施測(cè)量和實(shí)驗(yàn)，從宏觀層面了解巖溶的具體分布以及特點(diǎn)，將其作為基礎(chǔ)實(shí)施深入的工程地質(zhì)勘察工作。此種方法相對(duì)簡(jiǎn)單且實(shí)用，可以直觀獲取野外工程地質(zhì)資料。

2.工程地質(zhì)原位測(cè)試技術(shù)

此種方法主要就是通過(guò)原位標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)等方式確定出溶洞內(nèi)部填充物、巖溶塌陷堆積物工程地質(zhì)性質(zhì)以及地基土承載力等內(nèi)容。此種技術(shù)措施應(yīng)用相對(duì)簡(jiǎn)便，并且施工成本低，可以大范圍推廣應(yīng)用。

3.遙感技術(shù)

遙感技術(shù)進(jìn)入到我國(guó)已經(jīng)有幾十年時(shí)間，其中航空遙感、熱紅外遙感、地球資源衛(wèi)星遙感、側(cè)視雷達(dá)遙感等是最為重要的內(nèi)容之一，通過(guò)這些技術(shù)所具有的重復(fù)性好、調(diào)查面積大等優(yōu)勢(shì)能夠在巖溶層組劃分、地貌形態(tài)構(gòu)造等方面獲取較好成果，可以廣泛應(yīng)用在巖溶地區(qū)地質(zhì)勘察方面。此技術(shù)主要用在大型工程選址方面，而在普通的民用建筑方面應(yīng)用相對(duì)較少。

4.管波探測(cè)法

此種方法主要就是在鉆孔中通過(guò)管波實(shí)施探測(cè)，能夠獲取孔旁范圍內(nèi)部溶洞、溶蝕裂隙、軟弱夾層等不良地質(zhì)體。從另一個(gè)角度講，就是通過(guò)樁位中心的勘察鉆孔進(jìn)行管波發(fā)射，通過(guò)對(duì)管波反射信號(hào)的采集記錄來(lái)探測(cè)整個(gè)樁位范圍內(nèi)的巖溶、軟弱夾層及裂隙帶的發(fā)育和分布情況，同時(shí)能夠?qū)η稁r樁基樁持力層的完整性實(shí)施評(píng)定分析。

5.示蹤試驗(yàn)法

此種方法主要就是利用示蹤劑（熒光染料等）實(shí)施巖溶地下水聯(lián)通試驗(yàn)，同時(shí)通過(guò)對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)觀察獲取巖溶的發(fā)育情況以及溶洞分布情況。此種方法操作相對(duì)簡(jiǎn)便且可靠，但是此種方法并不適合應(yīng)用于沒有地下水的溶洞。

6.模型試驗(yàn)法

此種方法主要應(yīng)用在巖溶塌陷方面的分析研究，主要是通過(guò)相應(yīng)尺寸的試驗(yàn)裝置模擬確定砂土層在不同情況下巖溶地基穩(wěn)定性以及巖溶塌陷情況。

7.插釬法

此種方法主要就是通過(guò)相應(yīng)長(zhǎng)度的鋼釬插入到上覆土層中，能夠獲取土層內(nèi)部巖溶土洞的情況。此方法施工相對(duì)簡(jiǎn)單，并且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，能夠明確土層中是否存在土洞或者塌陷軟弱層。

三、不同巖溶發(fā)育地區(qū)的勘察方法與技術(shù)

1.巖溶補(bǔ)給區(qū)和徑流區(qū)工程勘察分析

（1）補(bǔ)給區(qū)以及徑流區(qū)巖溶發(fā)育特點(diǎn)。在補(bǔ)給區(qū)存在多種巖溶地貌，例如石牙、巖溶峰叢、溶蝕落水洞等，主要按照垂向進(jìn)行發(fā)育且相對(duì)密集，這些區(qū)域的發(fā)育相對(duì)較淺且規(guī)模具有較大差異，存在土層覆蓋區(qū)的溶蝕溝槽和巖溶洞隙頂部易發(fā)育土洞。但是需要特別注意的是，已有徑流區(qū)的古巖溶經(jīng)地殼上升運(yùn)動(dòng)后所形成的補(bǔ)給區(qū)巖溶也存在著干溶洞，一定要對(duì)其進(jìn)行差異性分析；而徑流區(qū)的巖溶更多是地下水平溶洞以及暗河，在某些匯水補(bǔ)給位置存在垂向落水洞以及溶隙發(fā)育情況，同時(shí)存在著土層覆蓋區(qū)，接觸帶土體一旦受到滲壓作用就會(huì)形成土洞。正常情況下主干溶洞以及暗河主要為水平發(fā)育狀態(tài)且較深，此種情況下不會(huì)對(duì)地面工程形成明顯的損害，主要會(huì)危害到大型的地下工程，例如水電站以及地下廠房等。

（2）巖溶補(bǔ)給區(qū)和徑流區(qū)工程勘察方法分析。對(duì)于巖溶補(bǔ)給區(qū)以及徑流區(qū)來(lái)說(shuō)，工程勘察要遵照的基本原則為：首先要實(shí)施地面情況的調(diào)查，能夠明確巖溶的發(fā)育以及分布情況，同時(shí)和物探方法相融合來(lái)判定可能存在覆蓋型落水洞的區(qū)域和地下溶洞、土洞的發(fā)育位置，最后要按照具體的工程情況采取針對(duì)性的方式方法實(shí)施勘察分析。

普通的工民建勘察分析。對(duì)于此種情況來(lái)說(shuō)，可以先進(jìn)行適度的地面調(diào)查以及物探，之后在此基礎(chǔ)上對(duì)特殊區(qū)域以及具體建筑地基實(shí)施高密度釬探以及加密鉆探，以此種方式來(lái)滿足評(píng)價(jià)工程地質(zhì)穩(wěn)定性的相應(yīng)要求。

橋梁樁基礎(chǔ)勘察分析。對(duì)于此種情況來(lái)說(shuō)，先實(shí)施適度的地面調(diào)查以及物探，以此種方式實(shí)施巖溶發(fā)育情況的評(píng)定，之后實(shí)施勘探。對(duì)于巖溶發(fā)育區(qū)域來(lái)說(shuō)，地下巖溶發(fā)育區(qū)域很難準(zhǔn)確獲取，所以要在每一棵樁位打多個(gè)勘探孔，要確保孔深超出樁的長(zhǎng)度，從而保證樁基的穩(wěn)定性。

水庫(kù)庫(kù)區(qū)和壩區(qū)勘察分析。正常情況下不適合在巖溶地區(qū)建設(shè)水庫(kù)等設(shè)施，若是一定要進(jìn)行建設(shè)，需要在充分進(jìn)行地面調(diào)查以及物探的基礎(chǔ)上實(shí)施相應(yīng)試驗(yàn)（包括鉆探、壓水試驗(yàn)、連通試驗(yàn)等），以此來(lái)對(duì)水庫(kù)庫(kù)區(qū)的滲漏情況進(jìn)行分析。正常情況下壩區(qū)的勘探布孔范圍要超出一般性非巖溶區(qū)域，主要是因?yàn)槠湓趲?kù)水壓力下會(huì)形成潛蝕管涌的情況。

2.巖溶排泄區(qū)工程勘察分析

巖溶排泄區(qū)的巖溶主要以盆地邊緣裸露型巖溶排泄帶以及盆地覆蓋型為主，具有非常復(fù)雜的工程地質(zhì)環(huán)境，需要通過(guò)系統(tǒng)的方式實(shí)施勘察分析。通過(guò)簡(jiǎn)單的工程勘察很難發(fā)現(xiàn)及評(píng)定巖溶危害。

（1）對(duì)于裸露型巖溶排泄區(qū)工程勘察。此方面的勘察可以按照先調(diào)查再集中重點(diǎn)的方式來(lái)進(jìn)行，此種情況的巖溶工程地質(zhì)情況相對(duì)清晰，通過(guò)調(diào)查+物探的方式就可以明確地質(zhì)情況。

（2）對(duì)于盆地埋藏型巖溶區(qū)工程勘察。此方面的勘察不能只通過(guò)局部勘探的方式來(lái)進(jìn)行，需要實(shí)施更大區(qū)域的系統(tǒng)性研究。充分調(diào)查收集勘探資料后，要對(duì)容易發(fā)生巖溶危害的區(qū)域?qū)嵤┪锾健⒊樗囼?yàn)、鉆孔勘探等方面的綜合性勘察。另外，不但要進(jìn)行常規(guī)地質(zhì)評(píng)價(jià)，同時(shí)也要針對(duì)容易產(chǎn)生的巖溶危害提供專項(xiàng)處理方案。

四、結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要介紹了巖溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察方法，并針對(duì)不同巖溶發(fā)育地區(qū)闡述了具體方法。通過(guò)本文的介紹能夠?qū)r溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察提供一定參考和幫助。