探讨岩土勘查技术在顶管地层工程的应用

陈 仓

（广州市广东有色工程勘察设计院，广东 广州 510000）

中国是一个岩溶相对发达的复杂地貌国家。随着我国社会的不断发展和经济体量的增加，岩溶地区的工程项目越来越多。过多的工程建设容易导致岩溶地基出现地质问题，譬如岩溶地基的稳定性，岩溶渗流和岩溶塌陷等岩溶工程地质问题越来越受到重视[1]。二十一世纪以来，由于顶管地层的施工导致施工区域周围土结构变形，使土层结构产生位移，并且地面下沉，影响周围建筑物的安全，严重的可能会造成居民生命安全隐患。所以，有必要做好顶管地层工程的岩土勘查技术分析，防止安全隐患的发生[2]。

1 岩土勘查技术

（1）地质测绘。地质测绘通常含有地表测绘和洞穴测绘。在明确各种相关地质要素的基础上，找出岩溶现象分布情况和地下水分布情况是地表测绘的最低要求，其内容有：首先，测绘地区水平和垂直方向上岩溶与非岩溶区的分布以及间距情况。其次，现场勘测区域内岩溶地层中结构面各方面的力学特性，掌握其中之间的联系，划清不同结构面的水理性质的主导方向的差别；第三，依照各种自然和已知的水分布情况，掌握水分布与河流系统是否有关，并协助洞穴的勘测。同时还有必要结合地质构造和地貌条件，找出岩溶地下水系统的位置及其补给和排放状况。洞穴调查的任务主要包括以下两个方面：第一，找出洞穴的形态特征及其与地质构造的关系，尤其是屋顶高度和结构面性质的测量，为今后研究岩溶提供数据，分析岩溶发育和顶板稳定性；二是明确地下水系统的情况，通过追寻地下水道，明确地下水系统的环节和供水源之间的联系[3]。

（2）地球物理勘探。地球物理勘探不要根据不同物体的物理特征进行各自区分。根据物体的不同特点，采取不同的地球物理勘探方法，如电阻率法，频率探测法，电位法，电磁法，声学探测法，放射性测井法等。对于岩溶结构检测一般会采用高密度电阻率法、电位法，有时根据情况也会采用电阻率和探地雷达。

（3）工程钻探。地质勘查中应用最为广泛的方法就是工程钻探，但这一方法的耗时较长，该方法不仅能够准确地检测钻井位置和周围地层状态（岩土性质，厚度，地下水位等），也能够测试钻孔的原位和测试岩土芯的钻取，获得更可靠、更全面的岩土数据[4]。这种方法几乎可以在除地形条件之外的任何条件下使用。钻探工作的任务是能够掌握岩溶在地下一定范围内的分布情况，特别是在地质调查和地球物理勘探结果的基础上，在地表没有岩溶现象或覆盖层的情况下，结合工程要求指导钻井安排。工程地质调查中使用的钻探方法不一，因此有必要综合实际情况选择合适的勘查方法。另外，发挥钻孔的作用以更好地了解地质条件，钻井时，经常需要进行水文地质工作，如钻孔水压试验或抽水试验等[5]。

（4）遥感技术。遥感技术是基于电磁辐射理论，将电磁波技术应用于各种探测器之中，以实现远程目标辐射到电磁波信息的接收，传输到地面接收站处理，形成遥感数据或者图像资料，以此检测并识别对象的整个过程。这是基于现代物理学，数学，电子计算机技术和地质法等全面发展的基础之上发展而来的。遥感在新的铁路选线，水利水电工程区域稳定性评价，岩溶水库渗漏分析等方面应用价值广泛，在浑水河流和青江流域规划以及大瑶山铁路隧道选线中也取得了较为满意的勘探效果。

2 岩溶勘查质量控制

2.1 做好前期准备工作

必须在施工开始前，制定好一份勘查纲领，并且其内容必须完整，明确勘查目的和工作要求，设计要规范。合理安排勘查期间的施工，时间不宜太紧。勘查纲领需要通过相关部门审批后进行开工，在施工中要根据既定的纲领进行施工指导，认真履行相关内容。在开始工作之前，检查每个钻机的检查报告完整与否。如果相关证件不完整，则不允许开始施工。在钻取样品时，应及时进行，而不可以事后补充。

样品应严格按要求密封，并及时送到实验室，以保证土壤岩石各种物理力学指标的准确性，检测并做好相关记录。

2.2 完成勘查的可行性分析

需要了解岩溶、洞穴的发育状况，判断其破坏程度和发展状态，并预先对地层的稳定性和工程施工可行性做出评价；工程勘查的可行性分析需要根据工程地质图和综合地球物理勘探为主要依据，勘探点间距不可以超过标准要求，岩溶开发区应加强密度。在测绘和物探过程中，需要位于具有典型性的区域进行验证钻孔。受控探测孔的深度应穿过表层岩溶带。前期勘查工作应了解岩溶洞穴及其相关土洞和崩塌的分布状况，以及发展情况和规律，并根据场地的可行性进行划分施工区域。

2.3 全面进行勘查

了解拟建工程及受影响区段内各种岩溶洞穴和土洞的分布、尺度、岩溶填埋特性等特征，并针对地基设计和岩溶治理提出意见。

①勘探线应根据建筑物轴线严格进行设置，勘探点间距应根据要求设定，情况特殊时，应为每个独立基础安排勘探点；②除满足规定要求外，勘探孔的大小需要当基础土层厚度不符合规范要求时，部分或全部勘探孔钻入基岩；③如果在预定深度有异样，可能会影响基础的稳定性，应钻入洞底部基岩下，深度必须大于两米；④对于每个桩柱的基础都要布置探孔；⑤可以用静态探测，轻功率探测，小口径钻探等手段详细了解土洞和崩塌区的发育情况；⑥如果要求找出断层、岩群边界、洞室和坍塌等情况时，必须安排合理的探井。⑦物探要考虑地区物理条件选取科学的方法，钻探检验异常点。若检测到危险洞穴时，勘探点应进行加密；⑧任何可以进入的洞穴，都必须经过勘查方可进入，对于人员无法进入的洞穴，应当使用井下探头等检测设备。具体的工作内容和工作量需要依照岩溶地基的设计和施工要求进行。在相关勘查地段，探头可以布置在已挖掘的沟槽中进行检测。对于体积较大的嵌岩桩，勘探点应密集分布，且勘探深度应大于底部桩下直径，且不小于5m。

3 结语

综上所述，当今形势下，我国的基建设施行业得到了快速发展，整体规模不断扩大，因此提高岩土勘探技术水平是进行所有建设的基础，且技术方法种类较多，例如地质测绘，工程钻探，地球物理勘探，抽水试验，遥感技术等多种工程方法。全面考虑各种技术与方法的优势劣势，取长补短，相互支持，更全面了解岩溶地貌情况，客观地研究岩溶地区的地质状况和水下环境情况，务必防止发生恶劣的岩溶地质灾害，做好既降低了工作量，同时还可以实现工程任务目标。