岩溶地区工程地质钻探方法探讨

文/李建明 辽宁省建筑设计研究院岩土工程公司 辽宁沈阳 110005

1、地质勘察工程的基本概述

1.1 地质勘察工程的含义

地质勘察工程主要指，利用勘察、检查、调查以及测绘等形式，对有关工程进行全面探究，最终得到工程有关的土质情况、岩石分布、水体条件以及空间分布等信息，之后借助这些信息对工程平稳度、环境演变以及工程实用性进行探索，进而得出相应的施工方案和建议。其中，最主要的勘察方式就是钻探技术。钻探技术即使应用在地质环境比较繁琐的场地中，也能确保勘察结果的精准性。但是，如果在应用钻探技术的过程中，缺少合理性的管理制度或者是操作方法等方面，必将会导致勘察结果的不准确，同时也无法保障底层框架探究的精准度，出现数据弄虚作假的现象，进而给整个工程的勘察质量带来严重的负面影响。

1.2 地质勘察工程特性以及应用条件

1.2.1 合理分布勘探工程钻孔方式

第一，在对勘探工程钻孔进行分布时，不但要将施工现场的地质环境进行综合思考，同时还要结合工程自身特性以及种类。例如，针对民用建筑以及工业建筑来说，需要根据建筑整体框架来开展分布工作，而水坝则需要根据坝轴线来开展分布工作。

1.2.2 合理设置钻进深度

一般情况下，只是大型水利工程以及深埋隧道工程需要设置较深的深度，其他钻进深度不得太高，钻进深度也就控制在10m之内。所以，在开展钻进施工时，通常应用轻巧钻机以及简易钻探方式。

1.2.3 钻孔应用途径多样化

钻孔应用途径有很多，例如，可以借助钻孔，对工程地质情况、地址框架、水文状况进行明确，同时还能实现长时间勘察、取样以及检测等工作。并且还有一部分检测工作需要与钻进施工一同开展，所以进尺较为缓慢。

1.2.4 具备特殊性需求

在开展钻进方式以及钻孔框架的编制、检测等工作，都存在一定的特殊性需求。

2、岩溶地区工程地质钻探目的

工程地质钻探主要目的是获得岩土工程的第一手的基础资料，通过钻机钻进地下，形成圆柱形的钻孔，由钻孔不同深度提取岩芯，得到岩、土、水样，以对岩土的性质加以鉴别，明确地层埋藏的深度、厚度以及钻进深度内地下水赋存状态。在岩溶地区开展地质钻探，可明确对工程场地安全、地基稳定存在影响的岩溶发育规律，区域岩溶形态规模、密度、空间分布的规律，溶岩顶部的浅层土体厚度、性质、空间分布以及岩溶水循环交替的规律，最终对场地适宜性、地基稳定性进行评价。

目前，工程地质钻探方法较多，主要分为以下几类：①回转钻探，如岩芯钻探、无岩芯钻探、螺旋钻探；②冲击钻探，如锤击钻探；③振动钻探；④冲洗钻探。在实际工程中，需根据地层特点合理选择钻探方法，确保钻进深度、岩土层的分层深度以及岩芯采取率均满足要求。

3、岩溶地区工程地质常见的勘察方法

3.1 作为钻探的先行手段，在查明大范围的区域岩溶发育和深部岩溶的分布规律方面，物探是最理想的方法之一。目前，对岩溶地区常用的物探方法有地震面波，地质雷达，微重力法，地震折射波，地震反射波，电阻率成像，电磁法，电阻率法，地震层析成像技术等。不同的物探方法在实际使用过程中都有不同的适用范围，应根据探测对象的深度、规模及其与周围介质的物性差异，选择有效的方法。

3.2 钻探适用范围极广，几乎不受外界因素的影响。且准确率远远超过物探，对于复杂岩溶，必须通过钻探探明岩溶类型、充填物、边界，并进行必要的水量、水压测试。在岩溶地区使用钻探技术进行勘察工作时，要把握好钻孔的位置布置，合理的钻孔布置能够有利于取得更加准确的数据。除此之外，为了更好地了解地下岩层的实际情况，还可以采用井下电视、钻孔摄影等与钻探相结合的方式进而全面了解地质情况。

3.3 工程地质调查与测绘往往结合物探手段，是勘察工作第一步，调查内容包括溶洞的分布、形态和发育规律，岩面起伏、形态和覆盖层厚度，地下水赋存条件、水位变化和运动规律，岩溶发育与地貌、构造、岩性、地下水的关系，土洞和塌陷的分布、形态和发育规律以及成因,是从宏观上把握岩溶发育的分布和特点。

3.4 当需查明断层、岩组分界、洞隙和土洞形态、岩溶塌陷等情况时，可布置适当的探槽或探井这些传统勘探手段。

3.5 原位测试技术对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有很好的效果。

3.6 遥感技术在识别大型岩溶形态及地质构造方面具有明显的优势。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。

3.7 在追索洞隙、地下水的联通情况时，需进行连通试验，如示踪试验。

4、工程项目应用实例

某大型铁路隧道工程，为典型覆盖型地基，选定地质素描、TSP、地质雷达、红外探水、钻探共五种方法为隧道所处地进行地质超前预报，揭露了暗河、溶洞、裂隙等的分布、形态和发育规律，确定了大型溶腔的边界。在施工过程遭遇了大型充填或非充填溶腔上百处，地震反射波法和超前钻探均取得较好的效果。勘察发现该隧道岩溶发育率与地表埋深的关系成反比，即垂向渗流带岩溶发育程度高，深部循环带岩溶发育程度低，但深部循环带揭示的高压富水溶腔，由于溶腔水压高、水量大、充填介质可注性差等特点，极易发生突水突泥风险，超前预报出25处高压突水地段，并在施工中得以验证，TSP未发现明显异常，还有9次是水平钻孔或超长炮孔发现的高压突水现象。根据揭示岩溶特点进行分类，对溶腔采取分类处治，基于细致全面的勘察数据及其分析报告，研究了注浆、溶腔防护加固、隧底跨越、岩溶水引排、绕避迂回等技术的适用条件和技术措施。

结语：

综上所述，在岩溶地区进行地质勘察时，要充分了解岩溶地区的发育规律，正确的评价工作区的工作，并加强与后期施工的联系，分析工程勘察过程中可能会出现的问题，及时的总结，从而进一步提高地质勘察技术水平和效益。

[1]周洋.浅谈对岩溶地区工程地质勘察方法的探讨[J].工程技术：引文版，2016，52（11）：00274.

[2]陈志平.浅析岩溶地区工程地质勘察方法 技 术[J].科 技 与 企 业，2013，23（10）：167～168.

[3]赵利利.岩溶地区的地质常用的勘察技术探讨[J].江西建材，2012，96（2）：219～220.

[4]《岩溶地区工程地质调查规程》（DZ/T0060-1993） .