岩溶地区工程地质勘察方法的探讨

摘要：为了能更好的在岩溶地区进行工程项目的建设，对岩溶地区的工程地质勘探显得尤其重要，本为对目前我国岩溶地区通常的岩土工程勘察方法及探测技术进行了探讨分析，并对勘察技术方法的适用性进行了分析。本文最后针对不同的岩溶地质条件，并结合工程实例，介绍了一些普遍适用的工程地质勘察方法。

关键词：工程地质；勘察方法；岩溶地区

中图分类号：P5文献标识码：A文章编号：

可溶性碳酸盐岩在我国分布广泛，因此为岩溶的发育创造了必要条件。例如贵州、云南、广西、湖北、湖南、四川、河南、青海、、新疆、内蒙、河北、山西等地区均有大面积岩溶。岩溶是是指可溶性岩层，如碳酸盐类岩层、硫酸盐类岩层和卤素类岩层等受水的化学和物理作用产生的沟槽、裂隙和空洞，以及由于空洞顶板塌落使地表产生陷穴、洼地等特殊的地貌形态和水文地质现象作用的总称。随着工程建设活动的开展，人们越来越重视岩溶这种地质条件，许多研究已在全国范围内得到了开展。 如对岩溶发育条件、机制、成因、影响因素、类型、岩溶地质地貌、岩溶坍塌等方面做出了大量的研究，并且已取得了许多成就与成果，并得到了应用。随着我国经济建设的进一步发展，在岩溶地区进行工程建设项目非常普遍，这样就会在工程勘察中遇到许多的技术问题，那么工程技术人员和科研人员就必须不断在实践中解决问题，总结经验教训，这样才能使岩溶地区的勘察技术和水平不断地提高。

要想很好的掌握岩溶地区的工程地质条件，就必需对该地区进行勘探和探测，掌握岩溶发育的规律和性质。对不同岩溶发育的特点和规律采取不同的勘察方法与技术手段。

1.岩溶地区岩土工程勘察技术

在岩溶地区，岩土工程勘察方法及岩溶探测技术方法，除了普遍的钻探手段外，目前国内采用的方法主要有以下几种。

（1）工程测绘与调查：例如岩溶地貌地形调查、地层岩性、水文地质、测绘及试验等内容的野外调查研究，能够从宏观上了解岩溶发育的分布区域和特征，并由此进一步进行工程地质勘察工作，该方法简洁，实用，能很好的获得野外工程基础地质资料。

（2）地球物理勘探方法：一般应用于对岩层中复杂的岩溶洞穴进行勘探，一般采用电阻率（电剖面和电测深）法、无线电波透射法、高密度电法、地面地震反射波法、微重力法、声波透射法、射气测量等，后来又发展了探地雷达 GPR （地质雷达）、层析成像（CT）技术方法，这些方法在岩溶工程勘察中得到了广泛的运用，特别是在定位岩溶溶洞、洞穴及塌陷等的区域、形态和充填情况时，发挥了很大的作用，运用监测地面下沉、地面房屋开裂的手段来监测坍塌，效果不是特别理想，而使用地质雷达手段直接监测岩溶系统中水（气）压力的动态波动传感器，运用自动监测的间接监测手段来监测塌陷区域取得较好的效果。在发现大范围的区域岩溶发育情况和深部岩溶的分布区域方面，地球物理勘探被认为是最理想的手段之一，但在探测的过程中，其准确程度经常会受到场地的干扰、技术人员的素质等因素影响。

（3）遥感技术：地球资源卫星遥感（TM、SPOT、MSS）、热红外遥感、航空遥感、侧视雷达遥感等在70年代引进我国以后，有很多优点，例如调查面积大，重复性好，对研究岩溶地貌特征、岩溶岩层划分、地质构造情况等都能取得很好的效果，被技术人员广泛运用于岩溶地区的工程地质勘测工作中，该方法一般用于大型工程位置选择，而在一般的工业与民用建筑位置选择中鲜见。

（4）工程地质原位测试技术：一般运用动力触探试验、原位标准贯入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特征和地基上土承载能力，该手段在许多岩溶地区都有较成熟的应用经验，施工非常简单，成本低廉，应用普遍。

（5）示踪试验：使用示踪剂，例如荧光染料等，进行岩溶地下水联通试验并且长期对其观测研究，查明岩溶地质发育程度和溶洞相互连通情况、分布范围，这种方法非常简单，并且方便可靠，但不能运用于无地下水的溶洞区域。

（6）模型试验：采用一定大小规模的试验装置，模拟土层、砂在各种条件下，如不同水流动条件下的岩溶地基的可靠性或岩溶塌陷过程，一般研究岩溶塌陷。

（7）插钎：用一定长度钢筋间隔一定的间距插入上覆土层，用来研究土层中是否发育有岩溶土洞。例如广西岩溶地区，在地基基坑完成后，首先采用插钎来进一步查清土层中是否存在土洞或塌陷软弱层，现场运用证明该法效果非常显著。并且该方法操作简单，价格低廉。

2.不同岩溶发育地区的勘察技术

在对岩溶地区工程勘察时，我们应该根据不同地段岩溶发育特点、分布类型，并且结合工程情况，选择勘察技术手段和方法，合理布置勘测地点，确定勘探范围，有针对性地进行研究和勘察。

（1）岩溶径流区和补给区工程勘察

岩溶地下水补给区岩溶发育，主要发育有溶蚀沟槽、岩溶峰丛、石芽、溶蚀落水洞、溶蚀漏斗等岩溶特征，多呈垂直发育，非常密集，具有以下特征：埋藏浅、发育较浅和规模大小不同的特点，有土层覆盖区的溶蚀沟槽及岩溶洞隙顶部易发育成土洞。但必须注意的是，原径流区的古岩溶由于地壳上升运动后会变成补给区的岩溶也有水平发育的溶洞（一般为干溶洞，没有水），应分别探测。

（2）岩溶排泄区工程勘察

地下水排泄区，岩溶发育多数为盆地边缘的暗河、盆地和溶洞覆盖型岩溶，大部分为暗河、溶洞规模非常大，为地下水集中排泄提供了地点。 覆盖型岩溶大部分为管道式溶洞，一般埋藏于第四系地层以下，溶洞之间互相贯通，那么会形成富水性很好的岩溶含水层。岩溶地下水排泄点的地质危害是，在开采岩溶地下水时，会引起溶洞口上覆土层的岩层局部失稳或沉陷造成工程失稳。一般岩溶管道非常发育，并且充填物很少，单个井涌水量较大，井水浑浊。上覆土层较薄，一般小于30米，在岩溶水开采区，非常容易产生岩溶塌陷或沉陷，并且溶洞出水口不易确定，那么产生的塌陷位置就很难判断，对工程的危害很大。

3.工程应用

某水库位于湖南省宁乡县内，其溶洞、洼地、落水洞较发育，河流两岸群峰耸立，峡谷切割深度大，两岸陡峭。近期开发河段河床底部基岩大都，河床覆盖厚度3 m~5m。水库岩溶勘探方案为：在全面地质测绘的基础上，采用物探先行、物探指导钻探和巷探的成果验证物探效果的勘探方法。具体方法是：首先进行 1个月的全面地质测绘工作，确定出不同坝址线岩溶可能发育的两条物探线；然后采用地震反射法和瞬变电磁法这两种物探方法， 在2个勘探线上布置12个钻孔和3个平硐，其中前期布置了 9个钻孔，在后期的物探和已有钻探的基础上，根据现有的地质条件，又增加了 3个钻孔，原有的 9个钻孔中有 3个也改变了原先确定的位置，确实从勘探工作中不断改变勘探计划，做到优化施工，使水库的安全性和经济性得到保证。根据物探资料，在有坝肩埋深 50 m ~ 80 m电阻率高等值线内出现较多低电阻率值封闭曲线，说明在该深度范围内灰岩完整性较差，溶蚀作用强烈，岩溶发育，即在高程480m~ 520m出现一期岩溶发育，后经钻探资料证实，在钻孔8和钻孔9中，深度为50 m ~ 60 m，高程为480 m ~ 500 m，有溶洞出现，证实高程480 m ~ 500 m 以上为强渗漏带，各方勘探成果表明，在480m高程以下岩体透水性弱，按 70m坝高设计，库水位高程470 m ~ 480 m，正处在透水性较差的岩性段，可以判断右岸渗漏条件较好，不可能形成大的渗漏通道。

4.结语

在岩溶地区地质勘察中运用综合勘探是非常必要的。由于岩溶地区的岩溶较发育，这对于工程建设是一个比较复杂的问题，因此在我们实际工作中，必须针对不同的工程情况，再结合现场工程的具体地质条件，运用综合的和有效的勘察技术手段和方法，查清场地岩溶的发育规律以及分布规律，并对勘探区作出综合评价，提出合理的方案。并且应加强与后期施工的进一步联系，对每次工程勘察中出现的问题进行分析，及时总结经验教训。

参考文献：

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