谈岩溶区地质勘察技术

摘 要：岩溶作为一种特殊的地质条件下形成的现象，已越来越引起人们的重视，许多学者和专家已从多个方面对其进行了研究。要掌握岩溶地区的基本可行的工程地质勘察方法和手段，就必需了解一个地区的岩溶发育规律和特性。本文针对不同岩溶发育的特点和规律采取不同的勘察方法与手段。

关键词：岩溶；岩土工程；勘察方法；探测技术；技术

中图分类号：F470.1 文献标识码：A

1.岩溶岩土工程勘察方法及探测技术

在岩溶地区，岩土工程勘察分析方法及岩溶探测技术，除了常规的钻探手段外，目前国内主要采用以下方法或手段。

①工程地质调查与测绘：包括岩溶地形地貌调查、地层岩性、水文地质调查、测量及试验等内容的野外调查，能够从宏观上把握岩溶发育的分布和特点，并据此进一步进行工程地质勘探工作，该方法简单，方便实用，能获得直观的野外工程地质基础资料。

②遥感技术：地球资源卫星遥感(MSS、TM、SPOT)、航空遥感、热红外遥感、侧视雷达遥感等在70年代引进我国以后，具有调查面积大，重复性好等特点，对于研究岩溶地貌形态、岩溶层组划分、地质构造等都能取得较好的效果，被广泛应用于岩溶地区的工程地质勘察工作，该技术一般用于大型工程选址，而一般的工业与民用建筑用得不多。

③工程地质原位测试技术：主要采用原位标准贯人试验、动力触探试验等测定溶洞和土洞中充填物、岩溶塌陷堆积物的工程地质性质和地基土承载力，该技术在各岩溶地区有较成熟的应用经验，施工简单，成本较低，应用广泛。

④示踪试验：用示踪剂(荧光染料等)进行岩溶地下水联通试验以及长期观测的研究，以查明岩溶的发育程度和溶洞相互连通、分布情况，该方法简单，较方便可靠，但不适用于无地下水的溶洞。

⑤模型试验：采用一定尺寸规模的试验装置，模拟砂、土层在各种条件下(如不同水动力条件)的岩溶地基的稳定性或岩溶塌陷过程一般用于岩溶塌陷的研究。

⑥插钎：用一定长度钢钎(筋)按一定的间距插人上覆土层，用来查明土层中是否发育有岩溶土洞。例如广西桂林岩溶地区，在地基基坑开挖后，一般采用插钎来进一步查明土层中是否存在土洞或塌陷软弱层，实践证明该法效果显著。该方法还具有施工简单，经济实用的特点。

⑦管波探测法：管波探测法是在钻孔中利用“管波”作为探测物理场，探测孔旁一定范围内的溶洞、溶蚀裂隙、软弱夹层等不良地质体的最新孔中物探方法，即利用桩位中心的一个勘察钻孔，通过发射管波，采集记录并分析管波反射信号，就可探明整个桩位范围内的岩溶、软弱夹层及裂隙带的发育和分布情况，并评价嵌岩桩基桩持力层的完整性。

2.不同岩溶发育地区的勘察方法与技术

岩溶地区工程勘察还必须根据不同地段岩溶发育特点、类型，结合工程特点选择勘察手段和方法，合理布置工作量，确定研究范围，有针对性地进行勘察和研究。

2.1岩溶补给区和径流区工程勘察

2.1.1地下水补给区岩溶发育特点

岩溶地下水补给区主要发育溶蚀沟槽、石牙、岩溶峰丛、溶蚀落水洞、溶蚀漏斗等岩溶地貌，多呈垂向发育，较为密集，具有发育较浅、埋藏浅和规模大小不等的特点，有土层覆盖区的溶蚀沟槽及岩溶洞隙顶部易发育土洞。但应该注意，原径流区的古岩溶经地壳上升运动后成为补给区的岩溶也有水平发育的溶洞(一般为干溶洞)，应分别研究。

2.1.2地下水径流区岩溶发育特点

岩溶地下水径流区的岩溶主要以较为集中的地下水平溶洞、暗河为主，局部汇水补给地段有垂向落水洞和溶隙发育，并且地下溶洞相连，有土层覆盖区，接触带土体通过潜蚀或渗压作用易形成土洞。一般主干溶洞、暗河多呈水平发育，发育较深，一般不易对地面工程构成危害，但对于大型地下工程，如水电站、地下厂房等也会构成危害。

2.1.3岩溶补给区和径流区工程勘察方法和手段

岩溶补给区和径流区工程勘察的总体原则是：先进行地面调查，了解岩溶发育情况、分布特征，并结合物探方法，判断可能存在覆盖型落水洞的区域和地下溶洞、土洞的发育位置，再结合工程情况采取有效的方法和手段进行重点勘探。

①一般工民建勘察：在地面调查和适宜物探的基础上，对重点地段和具体建筑地基进行高密度钎探和加密钻探，适当加深孔深，以满足评价工程地质稳定性要求。

②桥梁桩基础勘察：先进行地面调查和物探，对岩溶发育进行评价，再进行勘探。在岩溶发育区，由于地下岩溶发育位置不易确定，最好每棵桩位打一或多个勘探孔，孔深要大于桩长，以确保桩基稳定。

③水库库区和坝区勘察：一般不宜在岩溶地区建水库，必须修建时在地面调查和物探的基础上，采用系统的钻探、压水试验和必要的连通试验，评价库区渗漏情况，坝区勘探布孔范围要比一般非岩溶地区大，并注意充填古溶洞，因其在库水压力下有产生潜蚀管涌的可能。

2.2岩溶排泄区工程勘察

2.2.1地下水排泄区岩溶发育特点

地下水排泄区，岩溶多数为盆地边缘的暗河、溶洞和盆地覆盖型岩溶，一般暗河、溶洞规模较大，为地下水集中排泄点。覆盖型岩溶多为管道式溶洞，埋藏于第四系含水层之下，溶洞之间互相连通，形成富水性很好的岩溶含水层。岩溶地下水排泄区的地质危害主要是开采岩溶地下水时，引起溶洞口上覆土层的局部失稳或沉陷造成工程危害。一般岩溶管道发育，并且充填物少，单井涌水量大，井水不易抽清。上覆土层较薄(

2.2.2岩溶排泄区工程勘察

岩溶排泄区多为盆地边缘型岩溶排泄带或盆地覆盖型岩溶，其工程地质问题是一个复杂的系统环境工程地质问题，要采用系统的方法进行勘察研究。一般局部的、浅部的工程勘察很难发现和评价可能产生的岩溶危害。

①型岩溶排泄区(带)的勘察，遵循先调查再重点集中勘探的原则。一般裸型岩溶工程地质问题比较清楚，以调查为主再结合必要的物探。

②盆地埋藏型岩溶区工程勘察。覆盖型岩溶区工程勘察不能限于局部勘探，要进行较大范围的系统分析研究。在调查和收集有关勘探资料，水文工程地质资料的基础上，对可能产生岩溶危害的地段采用物探、抽水试验和钻孔勘探等综合方法进行勘察研究。除了进行一般的工程地质评价外，还要专门对可能产生的岩溶危害问题进行评价，以提供处理方案。

3.各种勘察方法的综合应用

在岩溶场地进行工程地质勘察，应采用多种方法进行综合勘察，各种方法的勘察成果可互相验证,确保勘察资料的准确性。如对于型的岩溶地区宜以工程质测绘和调查以及物探勘察的方法为主，以钻探为辅的勘察方法；对于覆盖型和埋藏型的岩溶地区则宜以物探勘察方法的为主，以工程质测绘和调查及钻探为辅的勘察方法（当然对于大型的、重要的建筑物以及要采用桩基础的建筑物应以钻探方法为主，查明基础持力层及其应力扩散范围内的岩土体的岩溶发育情况）。因此在岩溶地区进行工程地质勘察物探是一种不可缺少的勘察方法，其又有多种方法可供选择，如：高密度多极电法勘探、地质雷达、浅层地震、高精度磁法、声波透视(CT)、重力勘探等。但为获得较好的探测效果，必须注意各种物探方法的使用条件以及建筑场地的地形地貌、工程地质、水文地质条件。当条件允许时，应尽可能地采用多种物探方法综合对比判译，其中电法及地质雷达是采用比较多的方法。

电法是最常用的物探方法之一，在岩溶地区一般以电测深法和电剖面法为主。它们可以用来测定岩溶化地层的不透水基底的深度，第四系覆盖土层下岩面的起伏情况，均匀碳酸盐地层中岩溶发育的深度，地下暗河和溶洞的规模、分布深度、发育方向、地下水位，以及圈定强烈岩溶化地段和构造破碎带的分布位置等。在岩溶场地勘察中，地质雷达天然发射频率一般集中在80～120MHz，穿透5～9m。在雷达剖面上，通常可以识别出石灰岩石芽、充填沉积物的落水洞、岩溶洞穴、竖井或溶沟。如同其他方法一样，地质雷达不能识别岩土类型。因此它必须与钻探相结合，以根据雷达剖面所获得的异常布置钻探而获得更详细准确的资料，同时也可检验雷达探测的准确程度，以获得仅根据雷达剖面推测地下地质结构的可靠程度。

对物探勘察所揭露的异常地段，应采用钻探的方法进行必要的验证。

4.结语

综合勘探在岩溶地区地质勘察中是科学可行的。岩溶地区的岩溶发育状况是一个比较复杂的问题，在实际工作中，我们应针对工程具体情况，综合考虑现场工程地质条件，采取综合的和合理有效的勘察方法，对场地岩溶的发育规律和趋势了解清楚，并对工作区作出正确的评价，提出合理方案和建议。同时，应加强与后期施工的联系，对每次工程勘察中出现的各种情况进行分析，及时总结经验。

参考文献：

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