淺談多種勘探方法在巖溶地基勘察中的應用

2012-06-13 09:35:12李華秀馬超李新吉

重慶建筑 2012年9期

李華秀，馬超，李新吉

（重慶市地質礦產勘查開發局107地質隊，重慶401120）

引言

重慶市碳酸鹽巖出露面積達29600km2，占幅員面積的36%。在這些地區進行工民建項目有其特有的巖土工程問題。由于人類的工程活動頻繁，巖溶引發的地質災害問題嚴重影響了基礎設施建設和安全，為避免不可預料的經濟損失，確保工程質量及人身安全，在工程勘察中需要開展地基基礎巖溶探測工作。僅采用工程地質鉆探，孔深一般十余米至數十米，能直觀地觀察巖心，但無法確定深部的巖溶發育特征、規模和空間分布格局。而地球物理勘探（簡稱物探），具有“透視性”、效率高、成本低等優點。因此，應采取多種勘探手段，相互驗證。

重慶某職教中心實訓基地工程位于重慶市某縣板溪鄉，位于碳酸鹽巖地區，地表巖溶較發育(見圖1)。為探明地下隱伏巖溶發育情況，為地基基礎評價及持力層的選擇提供依據，本次工作采用地球物理勘探方法探測巖溶，結合地面地質調查及鉆探相印證，為地基基礎施工工作提供可靠保證及科學依據。

1 地球物理勘探方法

根據場地實際情況，結合現在常用的方法，主要采用直流電法（高密度電法）和地質雷達等方法，查明場地內巖溶的分布范圍、規模大小、埋深情況及巖溶個體相互關系，分析研究巖溶特征和發育情況，有針對性地對地基基礎進行正確評價，以提供科學依據。

1.1 高密度電法[3]

原理上屬于電阻率法的范疇，是電測深與電剖面的組合，其觀測點密度高，獲得信息量豐富，可同時探測水平和垂直方向上的電性變化的一種電法勘探方法。

1.2 地質雷達

地質雷達[2]是一種利用高頻電磁波來確定地下介質分布的一種地球物理方法。它是沿用對空雷達的原理，由發射天線向地下發射脈沖電磁波，其中一部分是沿著空氣與介質（巖土體）分界面傳播的直達波，經過時間t0后到達接受天線，為接收機所接收。另一部分傳入介質內，在其中若遇電性不同的另一介質體（如其他巖土體、洞穴等），就發生反射和折射，經過時間ts后回到接收天線，稱為回波。根據所接收到兩種波的傳播時間來判斷另一個介質體的存在并測算其埋藏深度。事后經GRESWIN地質雷達軟件處理，從而達到對地下隱蔽目標物的探測。

2 工程地質概況[1]

場地位于溶蝕中低山地貌，總體地勢北西高，南東低，由3個微地貌組成。北西部地形坡角為25～30o，屬陡坡；中部原始地形坡角為5～10o，屬緩坡，現狀因開挖呈階梯狀地形，部分形成高邊坡；南東部地形坡角為65～80o，屬陡崖，崖頂標高為630～655m，崖底標高為564～588m，陡崖高90～110m，長約1700m，主坡向約100～120o，因溶蝕作用及河流強烈下切作用形成，陡崖壁上發育6處危巖。

經地面調查，區內巖體中發育有構造裂隙、卸荷裂隙、溶蝕裂隙三類：①構造裂隙主要發育有二組：L1組，產狀70～90°∠64～68°，延伸長度3～8m，發育間距3～5m，張開寬度3～10mm，無充填或少量巖屑充填，節理面較平直，為硬性結構面，結合程度差；L2組，產狀0～10°∠74～82°，延伸長度2～5m，發育間距1.5～3.0m，多數閉合，局部張開3～20mm，少量巖屑充填，節理面較平直，為硬性結構面，結合程度差。

②卸荷裂隙主要是陡崖應力釋放回彈形成，沿陡崖帶邊緣斷續延伸，形成卸荷帶寬8～15m，延伸長度一般3～15m，可見深度一般0.5～2.5m,最深達10.50m，張開度為10～80mm不等，底部有少量巖屑充填。其延伸方向為30～63°，與陡崖帶一致，呈北東走向，傾角近于直立。

③溶蝕裂隙是沿原構造裂隙、卸荷裂隙的縫隙溶蝕作用進一步加寬、加深所形成，空間特征隨時間呈動態變化，其發育方向一般與構造裂隙、卸荷裂隙的方向一致，一般沿裂隙兩壁充填鈣、泥質物。

場地地表大部被第四系全新統人工填土（Q4ml）及殘坡積（Q4el+dl）粘土覆蓋，僅在場地內人工切坡處見寒武系中統平井組(∈2p)白云質灰巖出露。①第四系全新統人工填土（Q4ml），灰白色、紫紅色，由粘土及灰巖碎塊石組成，碎塊石粒徑2～110cm，硬質物含量60%～80%。松散，稍濕。為場地整平拋填而成，回填時間半年以內。層厚0.00～9.00m，場地內廣泛分布。②第四系全新統殘坡積層粘土（Q4el+dl）：黃褐色，可塑狀，層厚0.00～5.00m，主要分布在場地的北西側。③寒武系中統平井組(∈2p)白云質灰巖：巖質堅硬，巖溶發育，地表溶溝較發育。

場地地下水賦存形式主要為巖溶裂隙水。殘坡積粘土層為隔水層，透水性差，不含地下水。巖溶裂隙水主要賦存于碳酸鹽巖裂隙中，受降雨和地表水補給，經裂隙向低處排泄。

場地內及附近無滑坡、崩塌、塌陷、泥石流、采空區、地面沉降等不良地質現象；場地所處斜（邊）坡穩定，無變形跡象；場地的基巖為可溶性巖，場地的不良地質作用主要是巖溶。