巖溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察探索
摘 要：由于巖溶發(fā)育的隱蔽性、復雜性，往往給工作區(qū)的工程勘察帶來很大的難度，為避免不確定性導致相關(guān)工作陷入困境，在實際的地質(zhì)勘察過程中要謹慎認真地做好詳細的地質(zhì)勘探預報工作，以便于下一步工作的開展。文章論述了巖溶地區(qū)的常用地質(zhì)勘察方法，通過對工程地質(zhì)勘察方法的深入探究，以期能為實際的勘探工作提供幫助。
關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū)；工程地質(zhì)勘察方法；工程應用
引言
巖溶別名喀斯特，指的是以石灰?guī)r、白云巖等為典型代表的可溶性巖石在水的作用下發(fā)生溶解溶蝕的現(xiàn)象，通常經(jīng)過地下流動水的作用還會形成一系列的洞穴、裂隙等地質(zhì)構(gòu)造。巖溶作用破壞了巖層的完整性，導致巖石的強度下降，直接破壞所處地的地基承載力。在巖溶地區(qū)的工程項目建設(shè)首先要做好的工作就是進行工程地質(zhì)的勘察，具體了解地下巖層的巖溶發(fā)育情況，掌握巖溶分布區(qū)域以及巖溶的發(fā)育規(guī)律，為工程建筑的后續(xù)建設(shè)提供準確的數(shù)據(jù)支持。
1 巖溶地基的分類
1.1 裸露型地基
裸露型的地基地表植被非常稀少，通常都會有厚度小于十米的土層的覆蓋。詳細地將裸露型地基可分為溶洞地基和石芽地基，溶洞地基要關(guān)注的是溶洞頂板的穩(wěn)定性，通常頂板的穩(wěn)定性與巖石性質(zhì)、頂板厚度以及水文地質(zhì)條件等有關(guān)；而石芽地基是由于大氣降水或地表水侵蝕裸露碳酸鹽裂隙及節(jié)理而形成的。石芽地基的基巖面不平整，起伏較大，所以可能會使得地基不穩(wěn)定而產(chǎn)生滑動或沉陷，進而影響建筑施工的順利進行。
1.2 覆蓋型地基
覆蓋型地基上部的覆蓋層厚度往往厚達幾十米，根據(jù)厚度的不同又可以分為淺覆蓋型和深覆蓋型。一般情況下上覆土層的特性較為松軟，多為紅粘土、沖洪積砂等，覆蓋型巖溶地基需要重視建筑地基沉降、地面塌陷的問題，要充分考慮在復雜地質(zhì)條件下地基的實際承載能力。
1.3 埋藏型地基
在碳酸鹽層的上部又有著其它的非可溶性的巖石覆蓋，此類地基稱為埋藏型地基。在實際工程建設(shè)中，要考慮巖層下部的巖溶發(fā)育情況，因為可溶性巖石的厚度及強度能夠為上部建筑物提供足夠的承載力。
2 巖溶地區(qū)工程地質(zhì)常見的勘察方法
?。?）工程地質(zhì)調(diào)查與測繪往往結(jié)合物探手段，是勘察工作第一步，調(diào)查內(nèi)容包括溶洞的分布、形態(tài)和發(fā)育規(guī)律，巖面起伏、形態(tài)和覆蓋層厚度，地下水賦存條件、水位變化和運動規(guī)律，巖溶發(fā)育與地貌、構(gòu)造、巖性、地下水的關(guān)系，土洞和塌陷的分布、形態(tài)和發(fā)育規(guī)律以及成因，是從宏觀上把握巖溶發(fā)育的分布和特點。
?。?）作為鉆探的先行手段，在查明大范圍的區(qū)域巖溶發(fā)育和深部巖溶的分布規(guī)律方面，物探是最理想的方法之一。目前，對巖溶地區(qū)常用的物探方法有地震面波，地質(zhì)雷達，微重力法，地震折射波，地震反射波，電阻率成像，電磁法，電阻率法，地震層析成像技術(shù)等。不同的物探方法在實際使用過程中都有不同的適用范圍，應根據(jù)探測對象的深度、規(guī)模及其與周圍介質(zhì)的物性差異，選擇有效的方法。
（3）鉆探適用范圍極廣，幾乎不受外界因素的影響。且準確率遠遠超過物探，對于復雜巖溶，必須通過鉆探探明巖溶類型、充填物、邊界，并進行必要的水量、水壓測試。在巖溶地區(qū)使用鉆探技術(shù)進行勘察工作時，要把握好鉆孔的位置布置，合理的鉆孔布置能夠有利于取得更加準確的數(shù)據(jù)。除此之外，為了更好地了解地下巖層的實際情況，還可以采用井下電視、鉆孔攝影等與鉆探相結(jié)合的方式進而全面了解地質(zhì)情況。
?。?）當需查明斷層、巖組分界、洞隙和土洞形態(tài)、巖溶塌陷等情況時，可布置適當?shù)奶讲刍蛱骄@些傳統(tǒng)勘探手段。
?。?）原位測試技術(shù)對測定溶洞和土洞中充填物、巖溶塌陷堆積物的工程地質(zhì)性質(zhì)和地基土承載力有很好的效果。
?。?）遙感技術(shù)在識別大型巖溶形態(tài)及地質(zhì)構(gòu)造方面具有明顯的優(yōu)勢。一般用于大型工程選址，而一般的工業(yè)與民用建筑用得不多。
?。?）在追索洞隙、地下水的聯(lián)通情況時，需進行連通試驗，如示蹤試驗。
3 工程項目應用實例
貴州地區(qū)某大型鐵路隧道工程，為典型覆蓋型地基，選定地質(zhì)素描、TSP、地質(zhì)雷達、紅外探水、鉆探共五種方法為隧道所處地進行地質(zhì)超前預報，揭露了暗河、溶洞、裂隙等的分布、形態(tài)和發(fā)育規(guī)律，確定了大型溶腔的邊界。在施工過程遭遇了大型充填或非充填溶腔上百處，地震反射波法和超前鉆探均取得較好的效果。勘察發(fā)現(xiàn)該隧道巖溶發(fā)育率與地表埋深的關(guān)系成反比，即垂向滲流帶巖溶發(fā)育程度高，深部循環(huán)帶巖溶發(fā)育程度低，但深部循環(huán)帶揭示的高壓富水溶腔，由于溶腔水壓高、水量大、充填介質(zhì)可注性差等特點，極易發(fā)生突水突泥風險，超前預報出25處高壓突水地段，并在施工中得以驗證，TSP未發(fā)現(xiàn)明顯異常，還有9次是水平鉆孔或超長炮孔發(fā)現(xiàn)的高壓突水現(xiàn)象。
根據(jù)揭示巖溶特點進行分類，對溶腔采取分類處治，基于細致全面的勘察數(shù)據(jù)及其分析報告，研究了注漿、溶腔防護加固、隧底跨越、巖溶水引排、繞避迂回等技術(shù)的適用條件和技術(shù)措施。
4 結(jié)束語
巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)勘察是一項復雜的工作，需要工作人員依據(jù)實際情況運用相應的勘探方法來實現(xiàn)對巖溶地區(qū)地質(zhì)狀況的有效勘察。在實際的工作中，我們要靈活地運用各種勘探方法，應用過程中�x擇合理的勘察方法，對項目工程的地質(zhì)情況進行詳細的勘探，對項目所在地的整體工程地質(zhì)做出正確的評估，為建設(shè)項目的后期施工提供保障。
關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū)；工程地質(zhì)勘察方法；工程應用
引言
巖溶別名喀斯特，指的是以石灰?guī)r、白云巖等為典型代表的可溶性巖石在水的作用下發(fā)生溶解溶蝕的現(xiàn)象，通常經(jīng)過地下流動水的作用還會形成一系列的洞穴、裂隙等地質(zhì)構(gòu)造。巖溶作用破壞了巖層的完整性，導致巖石的強度下降，直接破壞所處地的地基承載力。在巖溶地區(qū)的工程項目建設(shè)首先要做好的工作就是進行工程地質(zhì)的勘察，具體了解地下巖層的巖溶發(fā)育情況，掌握巖溶分布區(qū)域以及巖溶的發(fā)育規(guī)律，為工程建筑的后續(xù)建設(shè)提供準確的數(shù)據(jù)支持。
1 巖溶地基的分類
1.1 裸露型地基
裸露型的地基地表植被非常稀少，通常都會有厚度小于十米的土層的覆蓋。詳細地將裸露型地基可分為溶洞地基和石芽地基，溶洞地基要關(guān)注的是溶洞頂板的穩(wěn)定性，通常頂板的穩(wěn)定性與巖石性質(zhì)、頂板厚度以及水文地質(zhì)條件等有關(guān)；而石芽地基是由于大氣降水或地表水侵蝕裸露碳酸鹽裂隙及節(jié)理而形成的。石芽地基的基巖面不平整，起伏較大，所以可能會使得地基不穩(wěn)定而產(chǎn)生滑動或沉陷，進而影響建筑施工的順利進行。
1.2 覆蓋型地基
覆蓋型地基上部的覆蓋層厚度往往厚達幾十米，根據(jù)厚度的不同又可以分為淺覆蓋型和深覆蓋型。一般情況下上覆土層的特性較為松軟，多為紅粘土、沖洪積砂等，覆蓋型巖溶地基需要重視建筑地基沉降、地面塌陷的問題，要充分考慮在復雜地質(zhì)條件下地基的實際承載能力。
1.3 埋藏型地基
在碳酸鹽層的上部又有著其它的非可溶性的巖石覆蓋，此類地基稱為埋藏型地基。在實際工程建設(shè)中，要考慮巖層下部的巖溶發(fā)育情況，因為可溶性巖石的厚度及強度能夠為上部建筑物提供足夠的承載力。
2 巖溶地區(qū)工程地質(zhì)常見的勘察方法
?。?）工程地質(zhì)調(diào)查與測繪往往結(jié)合物探手段，是勘察工作第一步，調(diào)查內(nèi)容包括溶洞的分布、形態(tài)和發(fā)育規(guī)律，巖面起伏、形態(tài)和覆蓋層厚度，地下水賦存條件、水位變化和運動規(guī)律，巖溶發(fā)育與地貌、構(gòu)造、巖性、地下水的關(guān)系，土洞和塌陷的分布、形態(tài)和發(fā)育規(guī)律以及成因，是從宏觀上把握巖溶發(fā)育的分布和特點。
?。?）作為鉆探的先行手段，在查明大范圍的區(qū)域巖溶發(fā)育和深部巖溶的分布規(guī)律方面，物探是最理想的方法之一。目前，對巖溶地區(qū)常用的物探方法有地震面波，地質(zhì)雷達，微重力法，地震折射波，地震反射波，電阻率成像，電磁法，電阻率法，地震層析成像技術(shù)等。不同的物探方法在實際使用過程中都有不同的適用范圍，應根據(jù)探測對象的深度、規(guī)模及其與周圍介質(zhì)的物性差異，選擇有效的方法。
（3）鉆探適用范圍極廣，幾乎不受外界因素的影響。且準確率遠遠超過物探，對于復雜巖溶，必須通過鉆探探明巖溶類型、充填物、邊界，并進行必要的水量、水壓測試。在巖溶地區(qū)使用鉆探技術(shù)進行勘察工作時，要把握好鉆孔的位置布置，合理的鉆孔布置能夠有利于取得更加準確的數(shù)據(jù)。除此之外，為了更好地了解地下巖層的實際情況，還可以采用井下電視、鉆孔攝影等與鉆探相結(jié)合的方式進而全面了解地質(zhì)情況。
?。?）當需查明斷層、巖組分界、洞隙和土洞形態(tài)、巖溶塌陷等情況時，可布置適當?shù)奶讲刍蛱骄@些傳統(tǒng)勘探手段。
?。?）原位測試技術(shù)對測定溶洞和土洞中充填物、巖溶塌陷堆積物的工程地質(zhì)性質(zhì)和地基土承載力有很好的效果。
?。?）遙感技術(shù)在識別大型巖溶形態(tài)及地質(zhì)構(gòu)造方面具有明顯的優(yōu)勢。一般用于大型工程選址，而一般的工業(yè)與民用建筑用得不多。
?。?）在追索洞隙、地下水的聯(lián)通情況時，需進行連通試驗，如示蹤試驗。
3 工程項目應用實例
貴州地區(qū)某大型鐵路隧道工程，為典型覆蓋型地基，選定地質(zhì)素描、TSP、地質(zhì)雷達、紅外探水、鉆探共五種方法為隧道所處地進行地質(zhì)超前預報，揭露了暗河、溶洞、裂隙等的分布、形態(tài)和發(fā)育規(guī)律，確定了大型溶腔的邊界。在施工過程遭遇了大型充填或非充填溶腔上百處，地震反射波法和超前鉆探均取得較好的效果。勘察發(fā)現(xiàn)該隧道巖溶發(fā)育率與地表埋深的關(guān)系成反比，即垂向滲流帶巖溶發(fā)育程度高，深部循環(huán)帶巖溶發(fā)育程度低，但深部循環(huán)帶揭示的高壓富水溶腔，由于溶腔水壓高、水量大、充填介質(zhì)可注性差等特點，極易發(fā)生突水突泥風險，超前預報出25處高壓突水地段，并在施工中得以驗證，TSP未發(fā)現(xiàn)明顯異常，還有9次是水平鉆孔或超長炮孔發(fā)現(xiàn)的高壓突水現(xiàn)象。
根據(jù)揭示巖溶特點進行分類，對溶腔采取分類處治，基于細致全面的勘察數(shù)據(jù)及其分析報告，研究了注漿、溶腔防護加固、隧底跨越、巖溶水引排、繞避迂回等技術(shù)的適用條件和技術(shù)措施。
4 結(jié)束語
巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)勘察是一項復雜的工作，需要工作人員依據(jù)實際情況運用相應的勘探方法來實現(xiàn)對巖溶地區(qū)地質(zhì)狀況的有效勘察。在實際的工作中，我們要靈活地運用各種勘探方法，應用過程中�x擇合理的勘察方法，對項目工程的地質(zhì)情況進行詳細的勘探，對項目所在地的整體工程地質(zhì)做出正確的評估，為建設(shè)項目的后期施工提供保障。
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