岩溶塌陷区综合勘探方法的探讨

喻理传++余泰敏

【摘 要】随着经济地快速发展及人们对生活质量的越来越高的要求，包括社会的发展和科技的进步等很多因素导致人们对住房提出了新的更高的要求。本文结合实例分析岩溶塌陷区综合勘探方法，调查结果显示，在岩溶塌陷区采用地面调查、工程钻探以及物理勘探技术，能够对岩溶塌陷区情况有全面认识，从而对灾害控制提供重要的参考资料。

【关键词】岩溶 塌陷区 综合勘探方法

在公路及建筑等工程项目建设过程中，通常会因为软土地基以及破坏性岩溶不良地质体，而导致出现塌陷区，对于工程项目来讲容易导致出现严重安全危害。同时在岩溶发育过程中，也存在一定的不确定性及隐蔽性，尤其是在岩溶区勘探难度更大，如果单纯的依靠钻探技术无法满足实际工程需求，并且对于岩溶发育情况及分布规律无法有明确认识。本文则结合实例对岩溶塌陷区的综合勘探方法分析。

1 地质概况

分布的地层主要为第四系，约占全村五分之四面积。上部以黄土状粉土为主，局部为粉质粘土，具自湿陷性及高压缩性。土层内垂直节理发育。岩石为褐红-灰褐色千枚状泥质页岩，薄层状；震旦系中统铁岭组（Z2t）出露范围较大，为白云质灰岩[1]。受构造及其它地质作用，直立裂隙十分发育，沿裂隙面有溶蚀，局部可形成溶洞。向阳村正处于近南北向和近东西向两组断裂交汇处，断层构造比较发育。基岩比较破碎，在基底形成大小不等，纵横交错的裂隙，构成地下水畅流通道。加上水库水位随季节性变化较大，地下水位升降变化强烈，引起孔洞上覆土层扰动破坏；地表水径流强烈，其搬运能力强，将孔洞内细颗粒物带出，加剧了塌陷的形成。区域地质情况如图1所示。

2 综合勘探方法

2.1 地面调查方式

在岩溶塌陷区调查中地面调查则属最常用的方式，也是最直观的方式，主要是对岩溶塌陷区的地标区位分布情况进行调查，分析地表裂缝以及地面下沉区等一些岩溶发育情况，以此判定地下岩溶的分布发育情况[2]。其中通过调查发现，地面塌陷区、下沉区以及地裂缝等分布方式主要为北东南西方向，和断裂方向基本保持平行。

2.2 工程钻探技术

这一技术则是采用钻探方式，探查塌陷坑区域内及其周边情况，借助于钻探过程中的钻进、漏浆、掉钻以及岩芯采取情况即可以对塌陷区情况实施综合判别。在本次工程项目中钻探钻孔最大化的靠近地面塌陷比较严重的区域，在钻探过程中基于物探线交叉重合点布孔原则，钻孔布置主要是依照北东东方向，在塌陷区两侧各自设置钻孔（ZK2、ZK3）；为了能够对岩溶向放生池方向的发育情况有明确了解，则在塌陷坑一侧钻孔西侧继续布置一个钻孔（ZK1）。具体钻探结果如表1所示，地面钻探异常解释断面则如图2所示。

2.3 物理勘探技术

本次选用高密度电阻率法，这一勘探方式是基于岩（矿）石的导电性差异实施的电探方式，在电场作用下依照地下地质体在电流传播中的差异性，能够对地下的不同地质体进行探测。在本次研究中采用高密度电法及α卡法侧线南北向的重合布置方式，其中前者的测线全场为180m，电极距设置为2m，在工程测量过程中共设置90个测点，设置6调测线，本次研究则选取其中一个物探测线进行研究分析[3]。在高密度点发测量数据中将其坏点删除，并进行地形矫正和格式转换等乙烯类处理之后，最终得到的断面电阻率图像则如图3所示。从图3中可看测线实测视电阻率等值线断面图，断面图中存在明显的“U”字 ，在这一区域内逐渐形成低阻异常区域。通过测算其电阻值在600～780Ω·m的范围内，推断出可能存在软土层，宽度大约在 6～8m左右，深度在 7～13m之间；中段34～50m段出现明显的 “U”字形及椭圆形低阻异常，视电阻率值在500～650Ω·m，推测岩溶发育，发育宽度大约在10m 左右，发育深度在20～29m 之间，而在53～60m 段出现的低阻异常，推测是由充水的涵洞引起的。

3 结果分析

通过分析研究，认为工区地层主要分两层：覆盖层和基岩，覆盖层主要为黏性土，基岩为灰岩。综合以上分析结果，圈定了3个异常区，分别位于测线前段11～18m 和中段34～54m 以及后段72～80m，其中地震映像法剖面在圈定异常区段，表现为地震波同相轴的频率低、振幅大，局部地震波同相轴有上下位移现象，使连续的同相轴产生间断或杂乱，续至波有振荡拖尾现象；而在高密度电法剖面上出现对应的3个电阻率低值异常区，两种物探方法对异常范围推断结果吻合的较好，认为该区岩溶较发育，而且与地下水水力关系密切。其中测线中段的地震波同相轴错动位移明显、视电阻率最低，推测为岩溶塌陷区，表现为溶蚀裂隙，岩溶发育强烈，岩溶发育较深；而测线前段和后段地震波同相轴错动位移较小，视电阻率较低，相应推断出可能存在软土层，并伴有小的岩溶发育[4]。这些岩溶发育区为地下水提供非常好的径流条件，为地面塌陷创造了条件。推断结果经ZK1、ZK2和ZK3钻孔验证，效果较好。

4 结语

岩溶及塌陷均属于工程项目建设中的一种典型不良地质情况，对于工程项目建设的危害性越来越明显。但是由于岩溶塌陷区本身的特点，导致在勘探过程中如果单纯依靠钻探技术难以达到预期目标，并且在勘探过程中工作难度比较大，并且容易出现遗漏情况。在实际岩溶塌陷区勘探过程中，采用综合勘探方式则有助于显著提高勘探精度，并且在进行物理勘探过程中，具有设备轻便、操作简单，经济性高的特点，已经属于是当前岩溶塌陷区勘探的先进手段，因此对于提高岩溶塌陷区勘探精度具有重要作用。基于以上分析能够明确看出在岩溶塌陷区勘探中采用综合勘探方式，对于工程勘测具有重要指导作用。

参考文獻：

[1]梁双华，汪云甲，杨敏，等.ESDA-GIS支持下复杂岩溶地面塌陷区特征提取[J].煤田地质与勘探，2011，39（3）：52-57.

[2]张进国，夏训银，王洪生，等.岩溶塌陷区综合物探方法的应用效果[J].勘察科学技术，2011，（1）：56-58.

[3]戴林统，张志军，龚凌，等.某岩溶塌陷区地质灾害治理方案探讨[J].低碳世界，2014，（14）：150-151.

[4]答文威.高密度电法勘探在岩溶塌陷地区的应用[J].科学中国人，2015，（21）：39-40.