綜合勘探技術在巖溶地區勘察評價中的應用

張博

摘 要：近年來，伴隨著建筑行業的持續發展，公路建設量不斷增加，對運輸能力、經濟效益產生巨大影響。然而因公路使用時間的延長，易遇到巖溶發育帶來的諸多問題，公路路基段建設、運營中，因巨大荷載的影響，使其出現坍塌現象，影響公路的正常使用。巖溶地區勘察中，因巖溶發育地區不確定性、隱蔽性顯著，增加勘察難度。為保證工程的正常施工，需做好勘察工作，以在充分了解工程地質條件的情況下，保證工程質量。下面本文從常用勘探技術出發，總結勘察原理和在巖溶地區勘察中的應用效果。

關鍵詞：綜合勘探技術；巖溶；應用

中圖分類號：U452 文獻標識碼：A

巖溶是可溶性巖層在水的影響下溶蝕，產生各種形態的總稱。按照巖石成分可將其劃分為硫酸鹽、碳酸鹽等。近年來，隨著建筑業的不斷發展，施工人員更加了解巖溶，并開始了對巖溶地質地貌、影響因素等方面的研究，獲得顯著效果。而勘察作為工程基礎，若不做好勘察工作，將加大后期的設計、施工難度，故做好勘察工作是非常重要的，能為日后巖溶發育情況的評估提供保障。

1.巖溶地區的勘探技術

1.1 工程測繪和調查技術

工程測繪和調查技術是對巖溶地區地質、地貌等的調查、測繪，從宏觀角度分析巖溶分布、性質，并根據相關資料勘察地質。該方法操作簡便，能給巖溶地區的工程提供可行性資料。

1.2 遙感技術

遙感技術包括衛星遙感、紅外線感應等技術，憑借諸多優勢被廣泛用于工程勘察中，給地質勘探行業帶來嚴重影響。比如：遙感技術工作效率高，適合大區域巖溶地區的勘探，能清晰、直觀地顯示巖溶地區地貌、結構。通常情況，多將遙感技術用于大型工程位置的選擇上，基本位置的選擇使用比較少。

1.3 地球物理勘探技術

地球物理勘探技術多用于結構復雜的巖穴中，隨著近年科技水平的提高，CT技術、雷達探測技術等被廣泛用于巖溶地區勘察中，尤其是巖溶位置定位、洞穴坍塌定位中，效果顯著。通過地面下沉監測方法的運用，能動態性地監控洞穴坍塌，但效果并不突出。這種情況下使用雷達探測技術，能直接監測巖溶系統中的水動態，且這種智能化的技術還能增強洞穴坍塌的監測效果。另外，地球物理勘探技術還能用于大區域巖溶發育、深層次巖溶分布情況的勘察中，但從實際情況來看，勘探結果易受技術、施工場地的影響。

1.4 示蹤試驗技術

巖溶地區勘察中使用示蹤試驗技術，能測定巖溶地下水的連通情況，檢測巖溶發育及溶洞之間的連續性。示蹤試驗技術操作簡便，安全、可靠，但該技術只能用于有水的溶洞中。

1.5 管波探測技術

管波探測技術是工程鉆孔中借助管波作為場地，探測孔周圍溶洞、裂縫等地質的新型方法，也就是用樁位中心的鉆孔，通過所發射的管波，能準確記錄、分析信號，便于勘探整個樁位發巖溶、裂縫情況，為樁基樁持力完整性的評估奠定基礎。

1.6 工程地質原位測試技術

工程地質原位測試技術多在試驗中融入針對性標準對溶洞情況、溶洞填充物、巖溶地質特征等進行測定，該技術在巖溶地區中廣泛使用，現階段已有著豐富的操作經驗。并且，該技術操作簡便，費用少，是眾多勘探技術中比較常用的。

1.7 模型試驗

巖溶地區勘察中使用合理的模型，對地質條件、土層實施模擬處理，比如：模擬巖溶地區的地基坍塌過程。

2.勘察原理

2.1 高密度電法工作原理

高密度電法工作原理類似于常規的電阻率法，是將巖土體電性差異基作為基礎的方法，在電場施加作用下的電流分布規律，推斷地下所具備的電阻率、地質體情況。該方法的物理前提是地下介質間的導電差異，和常規的電阻率法相似，高密度電法通過電極向地下提供電力，然后在兩極之間測量電位差，從而得出準確的視電阻率值。根據最終得出的視電阻率剖面，實施計算、分析處理，能得到地下層的電阻分布情況，便于準確劃分地層，判斷電流異常等。

2.2 孔內電視勘探

孔內電視勘探系統原理是在設備中使用特殊性的棱鏡成像耦合器，將鉆孔中的圖像無死角地顯示出來，借助計算機技術控制圖像的采集，滿足模型、數值之間的轉換需求。圖像處理系統能自動的處理、采集、記錄孔壁圖像，并將其保存至硬盤中，用二維、三維的形式展示出。另外，孔內電視勘探系統也能把錐面反射鏡中的圖像轉換成柱狀圖、展開圖。

3.綜合勘探技術在巖溶地區勘察中的應用結果比對

3.1 測繪和鉆孔、物探對比

擬修建長380m，線路中心最高36m，屬于溶蝕、侵蝕地貌，沖溝呈現Y型分布在山體中間，自然坡度處于25°～31°之間，左側在下山腰處，山體的最高高程為1070m。路段的左側為巖溶洼地，溝谷高程980m，路基通過段面高程1009m。

通過工程地質測繪、鉆探，發現地表多覆蓋粉質黏土、碎石土，厚度處于3.4m～15m之間，下伏基巖為灰巖。該路段左側呈現漏斗狀，是當地地表水的排泄通道，山腳處存在早前巖溶坍塌時形成的洞穴。地質測繪結果顯示，溶孔、溶槽發育顯著，處于巖溶的中、強發育階段。

3.2 鉆探及孔內電視成果對比

通過對地質測繪、物探結果的綜合，發現該勘察工作共沿著路基橫向、縱向布置6個左右的鉆孔。并且，對鉆孔進行了針對性的試驗，結果：①LK01鉆孔。該鉆孔多位于線路中心，鉆孔深度處于3m～8m之間，多為溶蝕破碎帶，溶溝、溶槽發育顯著。其中，半充填溶洞深度處于5m～8m之間，充填物是碎塊，根據孔內電視顯示，溶孔、裂縫等形態過度發育，和鉆探結果基本相似；②LK02鉆孔。該鉆孔位于線路中心左側4m～5m處，在半山腰。結果顯示，溶蝕破碎帶深度在14m以內，溶蝕現象過于發育，其中，半充填溶洞深度處于1.5m～2.5m之間，充填材料是碎塊。孔內電視結果顯示，溶孔、裂縫等形態過度發育，且局部被黏土、砂土填充，鉆探、孔內電視結果基本相似；③LK03L、K04、LK05、LK06鉆孔。這4個鉆孔在山間低洼處或山腰，鉆探結果顯示，這4個鉆孔比較完整，僅局部可見形態發育情況。孔內電視結果表明正常，局部見溶槽發育，和鉆探結果相似。

3.3 勘探成果

本次綜合勘探結果顯示，該路段地層為中風化的灰巖，測繪、鉆探、孔內電視結果基本相似；路基段的巖溶處于中等發育階段，路基填筑過程中可先清除表面軟土，并對影響路基底部的溶溝、裂縫等實施注漿處理。

結語

在巖溶地區開展勘察工作意義重大，因巖溶地區勘察工作煩瑣、復雜，實際施工中需充分了解施工場地、地質特征，全面掌握地質、分布規律，并給予勘探地區準確的評價，以制定科學、合理的施工方案。本文通過對巖溶地區實施綜合勘探發現：測繪技術能清晰、直觀地掌握的巖溶規律、發育特征，為勘探技術的選擇提供保障；高密度電法能勘察出巖溶深度、發育情況，鉆探技術通過巖芯的直接取出，能全面了解內部充填、巖溶發育情況；鉆孔電視能從勘探孔內直接采集圖像，準確定位巖溶發育現狀，增強勘探資料的可行性，保證勘探工作的合理性、安全性。綜合勘探技術在巖溶地區勘察中的應用，能從某種程度上消除單一方法帶來的局限性，增強勘探資料科學性，為巖溶地區工程施工奠定基礎。

參考文獻

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