巖溶地區工程地質勘察方法探討

傅 玉

(中石化石油工程設計有限公司，山東 東營 257026)

巖溶地區工程地質勘察方法探討

傅 玉

(中石化石油工程設計有限公司，山東 東營 257026)

巖溶作用的主要危害是巖溶區形成地下溶洞、上覆土體中形成土洞造成巖溶塌陷對建筑物造成破壞。采用常規勘探方法與高密度電阻率法、地質雷達法等物探手段相互驗證的技術方式，查明了巖溶的基本分布，取得了良好的工程效果，并提出一些在勘察過程中應注意的問題。

巖溶，鉆探，物探，驗證

0 引言

溶槽、溶溝等是巖溶地區較為典型的不良地質構造，是影響工程的重要隱患,甚至危及上部建筑安全，給工程設計和施工帶來極大的困難。詳細查清其分布范圍及規模，為建設工程的技術核心重點、難點。

本文采用常規勘探方法并結合高密度電阻率法和地質雷達等地球物理的探測手段，綜合評價場地的巖溶發育程度及分布范圍。

1 工程概況

某壓氣站場地屬低山—丘陵地貌單元，剝蝕—溶蝕槽谷地形；場地地形較平緩，呈北東高南西低，地面最大相對高差約10 m。

地層主要為第四系殘積紅粘土、紅粘土夾塊石土及三迭系下統嘉陵江組中厚層可溶性灰巖夾薄層含泥質灰巖，場地巖溶化發育程度較高，溶蝕洼地、落水洞、豎井等垂直巖溶形態分布廣泛，形成龐大而復雜的地下水賦存空間和運移通道，地下水補給暢通、資源豐富，以暗河或巖溶大泉的形式集中向烏江泄流，動態季節變化較大。

2 勘探方法

在建(構)筑物邊柱線、角點、裝置位置布置勘探點；采用XY-150型鉆機揭示地層層序、結構，巖土工程特性；采用瑞典地質雷達及E60D型高密度電法儀物探手段，沿擬建(建)構筑的邊線布置物探測線進行巖溶探測。

3 常規勘探

工程地質測繪：主要調查、測繪地表巖溶的位置、數量、規模及特征等；地質鉆探：主要揭露隱伏巖溶的位置、溶洞內的填充性質等。

3.1地表巖溶的分布情況

場地位于溶蝕槽谷中，周邊斜坡地表基巖裸露，基巖表層溶槽、溶溝、石芽廣泛發育，總體上呈現為槽谷套漏斗、漏斗套落水洞的復式巖溶景觀。溶槽、溶溝在水平及垂直方向上發育不規則，無法準確確定其走向及規模，在一定深度內水平方向巖、土分布不均勻，水平方向上無連續的巖石界面。地表即見有落水洞、溶蝕漏斗、巖溶溝槽26處，巖溶點密度高達79個/km2，見圖1，圖2。

3.2隱伏巖溶分布情況

場地共有41個鉆孔遇溶洞、溶蝕溝槽，1個鉆孔遇土洞，見洞(隙)率為21%，線巖溶率為3.60%～38.7%，平均線巖溶率為17.8%，屬巖溶中等—強發育區。

主要分布在場地北段和南段東側，隱伏巖溶發育標高集中在355 m～365 m和370 m～375 m二段，形態以凈高大于0.50 m的溶洞為主，最大凈高為9.90 m，少數為凈高小于0.50 m的溶腔，多由紅粘土全充填或半充填，少量為無充填的空洞。地下隱伏巖溶以水平通道為主，與巖溶的區域發育規律相一致，見圖3，圖4。

場地內BZK84孔11.40 m～18.90 m段揭露約7.5 m高半填充的溶洞，但在其周圍2.0 m處布置的6個加密鉆孔均為揭露溶洞，未能查明溶洞的空間發育方向。

3.3構造對巖溶發育方向和規模的控制

場區巖溶發育具有一定的規律性，地表主要為溶溝、石芽、漏斗和落水洞等垂直巖溶形態，地下則主要為溶洞、溶腔等組成的小型水平巖溶管道系統。區內巖溶發育主要受構造控制，巖溶發育的主要方向，與地層走向和區域構造的展布方向一致，總體上呈北東—南西向，有順巖層走向或沿縱張裂隙發育的特點；巖溶發育的次要方向，與區域擠壓應力的作用方向一致，呈北西—南東向，即順橫張裂隙發育。

區內落水洞和巖溶漏斗在地表成串珠狀分布，其連線方向與上述方向一致，表明構造對本區巖溶發育具有控制性作用。

4 工程物探方法及評價

4.1工程物探方法

1)高密度電法可以有效地探測空洞、圈定空洞的空間位置，并能探測充泥洞穴和充水空洞。本次為提高勘探精度，適當選擇小極距，但為避免極距過小產生自身干攏等情況，選擇2 m極距。

2)地質雷達具有分辨率高的優勢，在巖溶勘察中曾取得了令人滿意的效果。

4.2成果評價

地質雷達及高密度電阻率法所顯示的剖面特征與鉆探揭露的巖溶情況無統一的異常規律可循，除鉆探所揭露溶洞外，在場地ZK16,ZK17孔間發現深部的雷達反射信號較強，推斷可能為一處地下隱伏巖溶； BZK69,BZK70孔間發現一低阻圈閉異常區，推測可能為一處地下隱伏充填型巖溶發育區； ZK18,BZK80孔間發現一低阻圈閉異常區，推測可能為一處地下隱伏充填型巖溶發育區。

4.3異常分析

場地內局部基巖出露及施工場地內鋪有碎石等影響，導致電極向下供電情況較差，形成高阻屏蔽效應，形成局部低阻假異常現象。通過現場測試可知，橫向地質體勘探精度約2 m，且隨著勘探深度加大，橫向地質體最小識別尺寸也相應加大，約為深度的1/3～1/6；不同物探方法自身的局限性，對于在高阻背景環境下，電場對深部無填充型溶洞等高阻地質體反應效果較弱；場地內其他電場、磁場等因素的干擾等，均無法準確地查清整個場地的巖溶發育情況，推測的異常可能與實際情況不符。圖5中BZK103,BZK105驗證孔為揭露溶洞。

5 結語

1)巖溶場地勘察的特點是無規律可循，在已經揭露溶洞的鉆孔周圍加密鉆孔后并發現新的溶蝕現象，因此，巖溶場地布置大量鉆探的工作，工程意義不大， 建議工作重點為施工勘察及現場的施工處理。2)常規勘探方法與高密度電阻率法、地質雷達法等物探手段相互驗證的技術方式效果明顯，但由于測試場地內基巖出露、工業電線等干擾較大，影響有效信號，使物探數據出現一定偏差，成果分析時，應根據現場情況，綜合分析測試成果。3)從總體情況來看，高密度電法、地質雷達勘探等勘察方法，不能完全揭露場地內存在的溶洞、溶蝕溝槽，對于大于2 m左右的溶蝕作用揭露效果較明顯。

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[2] 牛 磊.地質雷達在巖溶勘察中的應用[J].煤礦現代化，2013(5)：163-165.

[3] 羅 陽.地質雷達在巖溶地區對溶蝕帶、溶洞的探測應用[J].交通科技,2013(5)：81-82.

[4] 柳文靜.高密度電法在巖溶洞隙探測中的應用[J].安徽建筑，2011(1)：66-68.

Discussiononengineeringgeologicalprospectingmethodinkarstarea

FuYu

(SinopecPetroleumEngineeringDesignCo.,Ltd,Dongying257026,China)

The main harm of karstification is the formation of underground karst caves in karst areas and the formation of soil caves in overlying soil, causing karst collapse to destroy buildings. This paper adopts the conventional exploration method and geological radar method of high density resistivity method, such as geophysical prospecting means mutual authentication technology, the basic distribution of karst has been identified. It has achieved good effect of engineering, and puts forward some should pay attention to the problems in the process of investigation.

karst, drilling, geophysical, verification

1009-6825(2017)30-0068-02

2017-08-17

傅 玉(1981- )，男，工程師

P624

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