淺談礦區的巖土工程勘察技術應用

劉 鵬

（深圳市巖土綜合勘察設計有限公司，廣東 深圳 518172）

1 工程概況

擬建的惠州某項目位于惠州東部地區金屬鈮鉭礦采石場區域，項目規劃設計12層廠區辦公樓1棟，1層廠房2棟。本項目工程重要性等級為二級，地基復雜程度等級為二級，場地復雜程度等級為一級，本項目巖土工程勘察等級為甲級。

2 工程地質條件

2.1 地層巖性

根據鉆探揭露，場地內揭露地層為雜填土（Qml）、耕植層（Qpd）、第四系沖洪積層（Qal+pl）、下伏基巖為為測水組大理巖（C1dc）。各巖、土層特征分述如下：

（1）雜填土：灰黃色、灰色，主要由建筑垃圾混少許碎石、粉質粘土堆填，未完成自重固結，結構松散。

（2）耕植層：灰黃色、灰色，主要由粉質粘土及細砂組成，含植物根系，濕，結構疏松。

（3）第四系沖洪積層。

（4）測水組大理巖：灰白色、灰色、淺紅色，變晶結構，塊狀構造，閉合裂隙不發育，巖芯呈短柱～柱狀，柱長10cm～60cm，巖質硬脆，錘擊聲脆。同時在斷裂帶和巖脈巖層中摻雜多種金屬鈮鉭礦。

2.2 金屬礦區巖溶發育概況

擬建場地下伏基巖為大理巖，巖面起伏較大，淺部溶洞發育，破壞了巖體的完整性[1]。本次場地內68個鉆孔中有15孔揭露有溶洞，其中9個鉆孔見單層溶洞，6個鉆孔見多層溶洞。溶洞能見率為22.1%，線巖溶率為31.8%，淺部巖溶較發育。

3 金屬礦區勘察方法的應用

3.1 工程地質測繪

金屬礦區地質測繪的范圍，應根據項目的占地面積按比例擴大，同時需結合場地建設項目的工程特點、設計要求以及建設項目對場地地質和巖土地基要求而定。在可研階段和初步設計階段，測繪的范圍在較初期設計階段，測繪的范圍較大而比例尺較小，而后期的施工圖設計階段，測繪范圍則主要在建設場地內較小范圍，比例尺則相對較大。重點研究內容是：

3.1.1 巖土層的性質

場地內大理巖可溶巖與非可溶巖組、含水層和隔水層組及相互之間的接觸關系它們之間的接觸關系；上覆第四系覆蓋土層的成因類型、分布空間狀態及其場地內工程地質特性。

3.1.2 區域內工程地質構造

場地區域的工程地質構造特征，尤其是區域斷裂帶的位置、規模、性質，分析工程地質構造內主要節理裂隙的結構特點模型及其與地下水和可溶巖發育的關系。巖溶發育程度與不同地質構造的位置關系及差異性。新構造運動上升和下降與巖溶發育之間密切關系。

3.1.3 地形地貌特點

根據區域衛星圖可分析判別地表水文網的分布特點、區域整體和局部侵蝕基準面空間位置分布情況，地面坡度和地形高差等高線表示。

3.1.4 巖溶地下水

需查明地下水動力條件、潛蝕作用，地表水與地下水聯系，預測土洞和塌陷的發生、發展時，可進行流速、流向測定和水位、水質的長期觀測。

地下水在巖土的裂隙或土壤的空隙中流動快慢，因此，它的機械沖刷能力較小。

3.1.5 巖溶形態

地下巖溶的位置、大小、類型、分布規律、充填情況、成因，及可溶巖與地下水和地表水的位置關系和潛蝕作用。

3.2 工程地質鉆探

擬建項目工程場地或附近周邊存在對工程安全有影響，工程地質鉆探的目的是為了查明場地下伏基巖埋藏位置和基巖面起伏情況，巖溶的發育程度和巖溶位置分布，可溶巖的埋藏深度、動態變化、地下水動力活動等。地質鉆探過程中，尤其是較大溶洞區域，特別主要掉鉆、卡鉆和坍塌的鉆探事故，施工前應進行必要的處理措施，同時應做好現場鉆探記錄，真實反應鉆探過程中情況。

借助測繪和物探手段發現局部異常位置，應通過鉆探揭露驗證地下巖溶情況。同時對地質勘探點的布孔位置及間距也要注意以下兩點：

（1）地質鉆探點的密度除滿足場地內巖土過程勘察規范的技術要求外，還應當對局部某些特殊地段進行加密勘探和物探手段，查明地下巖溶分布情況和大小，為下一步的處理方案提供可靠的前期資料，如地面塌陷、地下水位降低和消失地段；地下水活動影響范圍和強烈的地段；可溶性巖層與非巖溶性巖層位置關系和接觸關系；上覆土和軟弱土層分布厚度和范圍不均勻的地段；各種物探手段發現異常或基礎下有溶洞、土洞等分布的地段等。

（2）鉆探點的深度應按建設項目的特點和規范要求確定外，還應適當考慮不利條件下，場地內可溶巖繼續發育影響工程可能性，同時應滿足一定的安全系數的要求。

根據地基基礎設計規范確定場地基礎下溶洞鉆探深度，一般應進入完整基巖3m～5m或3倍的基礎寬度，針對特別重要或使用年限超過50年對重要建筑物基礎還應當加深。

根據鉆探施工的情況對局部鉆探數進行物探異常鉆孔進行加密，其深度應鉆入局部異常帶以下適當位置。

3.3 金屬礦區工程物探

在金屬礦區的巖溶場地進行地球物理探測，可采用的方法很多，包括地質雷達、聲波透視、高精度磁法、高密度多極電法勘探、重力勘探、淺層地震等。如一種物探手段無法滿足探測技術要求，可根據物探設備的特性和精度，采用多種方法相結合的，可獲得較好的探測效果，必須注意各種方法的使用條件以及具體項目場地的工程地質、水文地質條件。

4 結論

通過上述巖土工程勘察方法查明金屬礦區可溶巖對場地安全和地基穩定的影響程度，同時根據巖溶化發育規律分析判別有，場地內各種可溶巖的分布空間狀態和規模、密度規律，查清可溶巖頂板的位置和上覆土的厚度和土體力學性質，以及地下水動力特性和影響范圍等，并根據上述方法分析和判別建設工程場地的適宜性和地基基礎的穩定性作出準確的分析評價。