复杂地质区的地质勘查方法及技术的应用研究

黄明辉

（深圳市工勘岩土集团有限公司，广东 深圳 518000）

在工程项目施工中，因地质环境过于复杂，因此对于工程项目的完成效率与成本产生极大影响。地质勘查工作在工程项目进行中，有着更为突出的地位与作用。一份高质量、合格的地质资料，能够缩短施工工期，节省工程施工成本。复杂地形区的地层具备多样性，通过对复杂地层发育情况进行调查，掌握充分的资料，才能保证工程地质依据具备合理性。如果只是采用单一的技术手段，很难满足工程所提出的相关要求，因此将多种技术相互结合，成为发展的必然趋势。

1 复杂地形区进行地质勘查的必要性

复杂地形区因地势起伏大、地层种类繁多，区域结构十分的复杂，因此就会使得该地区地下水分布难以保持均匀状态，并且地下水有着明显的作用，岩溶现象繁多且杂乱，地质条件具备极大的不确定性。所以对于工程施工中的岩溶现象进行调查，会直接影响到后续工程质量。比如在某一工程项目施工过程中，硬对一些基础工程进行检查，为后续设计提供更加准确、可靠、真实、详细的资料，保证桩底持力层更加稳定。根据勘查结果可知，在修建的场地中，低下土洞主要是以半充填、充填为主，土洞有着深浅不一的埋藏情况，比如使用的冲孔灌注桩成桩，可以保证桩质量，在这时也需要将一系列的应对措施加入其中，避免在成桩时出现塌陷、塌孔、漏浆等情况，需要及时地向设计人员、业主、勘查人员以及相关单位进行报备。因此可知，各个工程项目的桩底端持力层中的中风化角砾岩十分地完整，土洞处于发育状态，岩层可以用作桩端持力层。与此同时，在成桩施工过程中，如果在建项目周边出现坍塌等情况，必须及时上报给相关单位，并且邀请具备资质的单位进行专项论证，根据实际情况，提出更为经济、合理的意见，落实各项防范措施。复杂地形区的勘查工作在推进过程中，所面对的勘查对象不仅包括岩土的力学性质，也包括地层的分布与构成等，还需要对岩溶的形态、岩溶的分布情况、岩溶的规模、岩溶的大小、土洞的情况等进行详细研究，由此才能为后续工程具备稳定性提供助力。

2 勘查方法与技术

在复杂地形区所使用到的地质探测技术与探测分析方法，除了最常见与传统的钻探手段之外，目前我国所使用到的手段与方法如下。

2.1 工程地质测绘与调查工作

在开展工程地质测绘与调查中，其包括内容较多，比如地形地貌调查、水文地质调查、地层岩性调查、试验与测量等内容的调查，由此可以帮助工作人员，从宏观角度出发，对于地层发育的特点与方法进行充分的掌握，并且将此作为依据，逐渐开展勘探工作，该方法具备方便实用、简单有效等作用，可以帮助人们获得更为直观的地质基础资料。

2.2 遥感技术

遥感作为一门综合性技术，是实现遥感目的的设备、方法论、技术的总称，是当前从地面到高空的多层次、多维度的立体观测系统。目前遥感技术包括地球资源卫星遥感、侧视雷达遥感、热红外遥感、航空遥感等，这些技术是在20世纪70年代被引入到我国，已经具备多年的使用历史。上述技术具备重复性高、调查面积大等优势，对于地质构造、层组划分、地貌形态等，都能带来良好的效果，因此遥感技术被广泛的应用在工程地质勘查当中[1]。

2.3 工程地质原位测试技术

根据原位标准贯人试验、动力触探试验等方法，来确定好土洞与溶洞中的充填物，该技术的在应用过程中，施工方法简单、应用范围广泛、成本低廉，并且施工人员也有着丰富的施工经验。

2.4 示踪试验

用示踪迹对于特殊地形区的水文地质情况进行研究与观测，可以了解到区域地层的实际发育情况，该方法在操作时十分简单，且方便、可靠。

2.5 模型试验

使用一定尺寸的试验装置，模拟土层、砂石等在不同条件下的地基稳定情况，或者岩溶在坍塌过程中的情况。

2.6 插钎

使用到一定长度的钢筋，在确定好间距之后，将其插入到覆土层中，由此来确定土层当中是否会出现岩溶土洞。比如桂林的特殊地质层，就是在完成地基基坑挖掘工作后，使用到插钎方法，来确定土层中是否存在塌陷软弱层或者土洞，通过该方法，可以获得明显的效果，同时在操作时经济适用、简单易行[2]。

2.7 管波探测法

在钻孔过程中，管波弹测法就是使用管波，将其作为探测物理场最有效的方法，由此可以探测一定范围内的溶蚀裂隙、溶洞、软弱夹层等，一些不良地质体情况。在操作过程中，可以在桩位的中线位置，安装一个勘查钻孔，随后发射管波，通过记录与分析方式，获得管波的反射信息，由此可以确定在固定桩位内的软弱夹层、裂隙带的分布情况与发育情况，并且确定该嵌岩桩基桩的持力层是否具备完整性[3]。

图1 特殊地形区工程勘探情况

2.8 跨孔CT法

根据跨孔CT法当中的理论可知，如果介质处于均匀情况，那么跨孔CT法当中的岩土层波速等同于地质层的真波速。如果地质条件不均匀，跨孔CT法当中的地质层波速会受到影响。在实际工程中，可以利用跨孔CT法资料解释CT剖面所存在的微风化岩面、软弱夹层等情况，随后利用综合对比、分析的方案，对于地质层的波速特征与范围进行确定。

3 不同地层发育区的勘查技术与方法

3.1 径流区与补给区的工程勘查情况

3.1.1 地下水补给区的地层发育情况

地下水补给区主要发育的地形地貌包括溶蚀漏斗、溶蚀落水洞、岩溶峰丛、石牙等，并且呈现出垂直发育的形式，且发育情况十分密集，具备埋藏浅、发育浅、规模大小不一等情况，有土层覆盖区的洞隙都与溶蚀沟槽是发育土洞的主要位置。

3.1.2 地下水径流区地质发育情况

地下水径流区岩溶有着十分密集的暗河与溶洞，部分汇水补给区域，有着溶隙发育与落水洞，并且各个溶洞之间，处于相互连接的状态，上面有一定的土层对其进行覆盖，通过接触带土体后，起到渗压与潜蚀的作用，随后形成土洞。通常主干的暗河与溶洞呈现出水平发育的情况，发育程度较深，不容易对于地面的建筑造成威胁，但是却对于大型地下工程，比如地下厂房、水电站等，带来一定的威胁。覆盖性土洞与落水洞对于地面建筑物、水库工程、地下工程施工等，都会带来一定的危害，表现情况为漏失、坍塌等[4]。

3.2 地下水排泄区的工程勘查工作

地下水排泄区，多是以盆地边缘的暗河、盆地覆盖性岩溶为主，通常情况下裸露的暗河规模庞大，成为集中排泄地下水的地点。覆盖性的岩溶主要是以管道式溶洞为主，并且埋藏在第四系的含水层下方，形成良好富水性的岩溶含水层。岩溶地下水排泄区所具备的地质危害，通常是在开采地下水过程中，会导致覆土层出现沉陷、失稳等情况，继而对工程带来威胁。

4 复杂地形区运用工程勘查的主要方法

在对复杂地形区进行勘测过程中，并不是采用单一的机械勘查方法，而是需要从实际情况出发，将多种勘查方法加入其中，对于现场情况，进行准确的判断与评价，为后续施工提供更为准确的判断依据。在下文中，笔者将以一个例子为例：在对某水库进行勘查过程中，该水库在一个U型的峡谷之内，洼地、溶洞、落水洞均处于发育状态，河岸较长、两岸陡峭。在前期开发过程中，河床底部的基岩处于大量裸露的状态，河床的覆盖厚度确定为三米到五米。在水库岩溶勘探中，选择的方案为：对于地质进行全面地测绘，利用物探指导钻探、巷探、物探先行等多种方式，对于成果进行检验。根据物探资料可知，在有坝肩埋深为五十米到八十米的电阻率高等值线中，出现了多个低电阻率值封闭曲线，因此可知该深度范嗣内，灰岩具备较差的完整性，溶蚀作用十分强烈。地质发育情况为，在高程的480m到520m，后经过钻探资料可知，在钻孔八与钻孔九中，深度为五十米到六十米，高程为480m到500m，溶洞的出现，证实了高程480m到500m之间，存在强渗漏带，通过探勘结果可知，在480m高程以下，岩体存在薄弱的透水性，按照七十米坝高进行设计，库水位高程确定为470m到480m之前，处于较差透水性的岩性段，以此判断其有着较好的渗漏条件，不可能形成较大的渗漏通道。通过该实例可知：利用物探方法进行工程地质勘探可以取得理想效果。在勘查过程中，应当发挥物探的全面性、先进性作用，也要发挥钻探的直观性特点，并且保证其处于相互渗透与相互补充的状态，使得不同的勘探手段进行更加有序，在工作中也需要对方案进行调整，及时地解决问题与发现问题，保证地质勘探水平得到全面提高。

5 结语

综上所述，随着施工环境日益复杂、工期要求与工程质量提高等情况，如果采用单一的勘查方法，已经难以满足现代施工所提出的相关需求。所以需要将不同的勘探手段结合起来，才能充分解决工程勘查所面临的各种问题。