岩溶地区工程地质勘察关键技术

田兆成

摘要：本文对岩溶地区工程地质勘察的技术方法进行总结分析，以便在实际岩溶工程地质建设中对应选取最佳勘察技术，同时也能保障岩溶地区工程质量，提升工程进度，方便类似工程参考学习。

关键词：岩溶地区;地质勘察;关键技术

Abstract： This article summarizes and analyzes the technical methods of engineering geological survey in karst areas， so as to select the best survey technology in actual karst engineering geological construction. At the same time， it can also guarantee the quality of karst areas， improve the progress of the project， and facilitate the reference and study of similar projects.

0  引言

岩溶地区地质具备复杂性和不均匀性，因此岩溶地区工程地质勘察工作就较为困难，若仅仅采取传统的地质勘察技术，是不可能对岩溶地区的地质有一个全面掌握，地质勘察工作的不到位，会直接影响后期工程质量，由此可知，了解岩溶地区地质状况显得至关重要。

1  简述岩溶地区地质类型

岩溶会随着生长时间的不同表现出不同的外形，岩溶表面多为凹凸不平，岩溶会在地下水或者地表水的腐蚀作用下，将低其本身的强度;同时会在水流的冲击下，使得岩体本身出现程度不一的凹陷或者裂缝，这都会在一定程度上降低岩溶的稳定性，进而影响地面建筑物的地基稳定性。为了方便对地质进行针对性勘察，依据岩体的稳定性及其暴露特征，会将岩溶地区的地质分为以下三种类型：

1.1 裸露型  这一类型的岩体通常是会被土层或者植被覆盖，且大部分岩体会直接裸露在地表，注意的是覆盖的土层或者植被很薄，不会太厚。对裸露型岩体进一步划分，可将其划分为石芽地基和溶洞地基两种，其中石芽地基大多分布于山谷的斜坡位置或者河流谷坡位置，石芽地基的岩面参差不齐，会直接影响地表建筑物的稳定性，会加大施工难度。溶洞地基的性质取决于岩溶性质，岩溶的表面构造和岩溶的分布地区会直接影响岩溶地基的稳定性，加强溶洞顶板建设能够有效提升地基的安全系数。

1.2 覆盖型  依据岩体本身覆盖厚度的不同，可将划分为深覆盖层和浅覆盖层两种，其中岩体上部覆盖层高于30m的称为深覆盖层，对应岩体上部覆盖层低于30m的称为浅覆盖层。覆盖层通常为不同类型的土层或者砂石层。

1.3 埋藏型  该类型的岩体位于地质的最深处，岩体表面大多会覆盖厚度不一的非可溶性岩体，该类型的岩溶地质类型会对加固地基稳定性有很大的促进作用，即埋藏型岩体的地基稳定性较高。

2  常用的地质勘察方法

2.1 地质测绘  地质测绘环节共分为地表测绘和洞穴调查两个环节。

首先，介绍地表测绘，在展开地表测绘之前要先全面了解和地质相关的各种要素，分析施工现场的岩溶分布情况及地下水运动特征，具体可由以下几点展开：①观察施工现场的岩溶地层和非岩溶地层二者在水平、垂直方向的分布狀况，以及搞清楚二者之间的相互作用;②在实际的测绘地区，岩溶地层内会有不同力学性质的岩体结构，需要分析各岩体之间的联系及差异，掌握不同力学性质岩体结构的运行方向;③依据天然水及地下水的分布特征，判断其是否和暗河系存在关联，方便后期洞穴调查。

其次，介绍洞穴调查，洞穴调查由两部分内容组成：①搞清楚洞穴的具体形态，分析洞穴形态和地质结构的关联，注意洞穴顶板高度的测量以及顶板结构面的测量，为后期钻研岩溶的发展规律和顶板稳定性提供可靠的数据资料;②查清楚地下水的水流走向，可利用钻研地下通道来分析地面各天然水点的联系。

2.2 地球物理勘探  由于物体的不同物理性质而进行勘察的方法称为地球物理勘探，通常依据不同物体特征，将地球物理勘探细分为电阻率法、电位法、电磁法、声波探测法、频率探测法以及放射性测井法等。用于勘察岩溶病害的方法主要包括高密度电阻率法、自然电位法、视电阻率法以及探地雷达法，接下来将详细对这几种勘察技术进行阐述：

2.2.1 高密度电阻率法  其工作原理和常规的电阻率法基本一致，不同之处在于高密度电阻率法在实际测量时设立了较高密度的观测点，且在具体测量时，直接将全部电极设置在间距相同的观测点处，之后展开观测。高密度电阻率法会使用到现代化的自动控制理论，以及大规模的集成电路，由于其涉及的电极数量较多，各电极之间可自由配对，进而实现高效、快捷的信息获取。

2.2.2 自然电位法  自然电位法在实际勘察时，除了会使用到人工电场外，还会使用到天然电场，人工电场顾名思义就是利用人工进行发电，天然电场是一种直流电场，其电场大小和地下水的运行状况、岩体电化学特性以及矿石的电化学活动性紧密相关，全面研究天然电场的分布特征，可以高效解决矿物勘察、水文地质问题。通常含水量丰富的岩体，其固体颗粒可具备吸附负离子的性能，岩体表面吸附的负离子，在经由地下水时和水中的正离子发生反应，最终形成顺水流方向为高电位、逆水流方向为低电位的电场。

2.2.3 视电阻率法  该勘察方法是基于岩层电阻率，依据电流场的分布特征，深层次分析不同深度的地下地质构造的一种方法。工作人员通过不断的更改供电电极极距，来测量不同深度的地质的具体电阻率，同时借助专业化的设备对不同观测点进行处理，通过收集到的不同深度的地质电阻率值，对应绘制对应图纸或者曲线，地质材料结合其他指标材料，就可较为精确的计算出地质覆盖厚度、结构破损位置以及岩层的起伏面。

2.2.4 探地雷达法  探地雷达法是一种借助超高频短脉冲电磁波来研究勘察地下介质的一种方法，通过对不同介质进行分析，会得出不一样的雷达剖面成像，利用成像、地质特征以及钻探信息可以高效划分出不同截止面，同时可以精确勘察到介质的内部构造。

2.3 工程钻探  在诸多地质勘察技术中，工程钻探技术是使用率最高的一种方法，但美中不足之处在于该方法较为耗时。工程钻探技术的优势在于，其不仅可以准确获取到钻探地层状况，而且能够展开钻孔原位试测，可对获取到的岩土进行室内分析，最终获得较多、较精确的岩土资料。仅受到条件限制不能使用工程钻探，其余任何情况都会使用到工程钻探技术。工程钻探技术，可以准确掌握一定深度范围内的岩溶发育状况，同时可根据工程特征对应化的布置钻孔。

2.4 遥感技术  遥感技术是较为现代化和智能化的一种勘察方法，其勘察的范围广、信息大，能够多次循环使用，而且遥感技术获取到的图像能够真实准确的呈现出地表特性，图像还可以将各地质的空间联系完美展现，遥感技术在辨别岩溶地质地貌、岩溶层组分以及内部构造方面具备不可替代的作用，遥感技术在我国南方岩溶地区工程中使用更为频繁。其中遥感技术中的热红外遥感、侧视雷达遥感、航空遥感以及地球资源卫星遥感被经常使用在不同岩溶地区工程地质勘察工作中。

2.5 静力触探  静力触探的对象主要是软土、黏性土以及砂砾土，其主要目的是勘察软土、黏性土以及砂砾土的承重能力。静力触探方法能够勘察其他技术不能勘察的地质地层，且已经取得了相当优秀的成效。针对覆盖型岩溶地区工程，静力触探可勘察覆盖层内部是否存在隐蔽性土洞，分析土洞的规格、位置。静力触探的工作原理为：首先准确获取地质的稳定性，对地质进行区域划分，之后在对应性的进行静力触探孔的分布工作，依据工程实际情况，勘察地质是否出现异样，研究地质层是否存在土洞，钻研地质层是否出现裂缝。静力触探的结果具备真实可靠性，在长春部分工程中已经得到论证。

3  不同岩溶地区工程的勘察技术

在选取岩溶地区工程技术时，需要结合不同地段岩溶的发育特征及类型进行针对性分析，设计出合适的勘察方案，有效调整勘察工作进度，确定勘察范围，精确展开合理性的勘察技术研究工作。

3.1 岩溶补给区和径流区工程勘察技术  不论是岩溶补给区域还是径流区域，在实际勘察时，都要严格遵循一定的勘察顺序，即先对地面进行全面检测，在熟悉岩溶发育特征、分布状况的基础上，选取合适的物理探测方法，对可能会存有覆盖型岩溶的区域、隐蔽土洞和地下溶洞的工程，要结合现场特征选取适当的勘察手段。将不同工程类型总结为以下三种，具体的勘察技术也会进行详细介绍：

①普通工民建勘察。先对工程进行地面调查，之后对核心地段和重要的建筑地基实施高密度电阻率探测和加密钻探，依据工程状况可适当进行加深孔深，最终实现地质工程的稳定性和强度。

②桥梁桩基勘察。先对工程进行地面调查，对地质岩溶的发育状况进行分析，之后再展开勘察物探环节。由于地下岩溶发育的区域存在不确定性，为了保障勘察技术的准确性，可在每个桩位处加设勘探孔，切记勘探孔的深度要大于桩基长度，用以保障桩基的稳定性。

③水库区域和坝区的勘察。通常施工单位是不会在岩溶区域建设水库，若发生特殊情况，一定要在岩溶区域建设水库，可在建设前期进行地面调查和物探操作，借助钻探、压水试验，观察库区是否存在漏水情况，注意坝区勘探孔的设置范围要多于一般非岩溶区域，同时要将古溶洞进行充分填充，避免水压对其进行潜蚀。

3.2 岩溶排泄区工程勘察技术  岩溶排泄区，多是盆地裸露型岩溶，或者盆地覆盖型岩溶，岩溶排泄去的地质条件非常复杂多变，再加上传统的勘察技术测量比较片面，因此要采取全面性的勘察技术进行深层次分析，以便更好的预防岩溶危害。

①对于裸露型岩溶排泄区工程的勘察，要严格遵守“先调查，后全面勘探”的勘察顺序，在普通的裸露型岩溶工程中，已经对该勘察技术做了详细介绍，可參考学习。

②盆地覆盖型岩溶排泄区工程的勘察。在对该类型岩溶排泄区进行实际勘察时，切忌进行片面勘探，要全面系统性的去分析钻研。在前期收集和调查勘探信息时，要对该区域的水文、地质和地貌进行分析，同时对存在的岩溶危害做好防治。

4  结束语

面对岩溶地区的地质勘察这种相对复杂的工程，我们要学会冷静处理，结合工程的实际情况及地质特征，通过调查和物探的方式进行全面勘察，在了解岩溶发育规律及走向的基础上，做好准确的防范措施，本文通过详细介绍各种地质勘察技术，促进人们对各类勘察技术的了解及掌握，进而提升岩溶地区工程地质勘察的效率和质量。

参考文献：

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