探討巖土勘查技術在頂管地層工程的應用

陳 倉

（廣州市廣東有色工程勘察設計院，廣東 廣州 510000）

中國是一個巖溶相對發達的復雜地貌國家。隨著我國社會的不斷發展和經濟體量的增加，巖溶地區的工程項目越來越多。過多的工程建設容易導致巖溶地基出現地質問題，譬如巖溶地基的穩定性，巖溶滲流和巖溶塌陷等巖溶工程地質問題越來越受到重視[1]。二十一世紀以來，由于頂管地層的施工導致施工區域周圍土結構變形，使土層結構產生位移，并且地面下沉，影響周圍建筑物的安全，嚴重的可能會造成居民生命安全隱患。所以，有必要做好頂管地層工程的巖土勘查技術分析，防止安全隱患的發生[2]。

1 巖土勘查技術

（1）地質測繪。地質測繪通常含有地表測繪和洞穴測繪。在明確各種相關地質要素的基礎上，找出巖溶現象分布情況和地下水分布情況是地表測繪的最低要求，其內容有：首先，測繪地區水平和垂直方向上巖溶與非巖溶區的分布以及間距情況。其次，現場勘測區域內巖溶地層中結構面各方面的力學特性，掌握其中之間的聯系，劃清不同結構面的水理性質的主導方向的差別；第三，依照各種自然和已知的水分布情況，掌握水分布與河流系統是否有關，并協助洞穴的勘測。同時還有必要結合地質構造和地貌條件，找出巖溶地下水系統的位置及其補給和排放狀況。洞穴調查的任務主要包括以下兩個方面：第一，找出洞穴的形態特征及其與地質構造的關系，尤其是屋頂高度和結構面性質的測量，為今后研究巖溶提供數據，分析巖溶發育和頂板穩定性；二是明確地下水系統的情況，通過追尋地下水道，明確地下水系統的環節和供水源之間的聯系[3]。

（2）地球物理勘探。地球物理勘探不要根據不同物體的物理特征進行各自區分。根據物體的不同特點，采取不同的地球物理勘探方法，如電阻率法，頻率探測法，電位法，電磁法，聲學探測法，放射性測井法等。對于巖溶結構檢測一般會采用高密度電阻率法、電位法，有時根據情況也會采用電阻率和探地雷達。

（3）工程鉆探。地質勘查中應用最為廣泛的方法就是工程鉆探，但這一方法的耗時較長，該方法不僅能夠準確地檢測鉆井位置和周圍地層狀態（巖土性質，厚度，地下水位等），也能夠測試鉆孔的原位和測試巖土芯的鉆取，獲得更可靠、更全面的巖土數據[4]。這種方法幾乎可以在除地形條件之外的任何條件下使用。鉆探工作的任務是能夠掌握巖溶在地下一定范圍內的分布情況，特別是在地質調查和地球物理勘探結果的基礎上，在地表沒有巖溶現象或覆蓋層的情況下，結合工程要求指導鉆井安排。工程地質調查中使用的鉆探方法不一，因此有必要綜合實際情況選擇合適的勘查方法。另外，發揮鉆孔的作用以更好地了解地質條件，鉆井時，經常需要進行水文地質工作，如鉆孔水壓試驗或抽水試驗等[5]。

（4）遙感技術。遙感技術是基于電磁輻射理論，將電磁波技術應用于各種探測器之中，以實現遠程目標輻射到電磁波信息的接收，傳輸到地面接收站處理，形成遙感數據或者圖像資料，以此檢測并識別對象的整個過程。這是基于現代物理學，數學，電子計算機技術和地質法等全面發展的基礎之上發展而來的。遙感在新的鐵路選線，水利水電工程區域穩定性評價，巖溶水庫滲漏分析等方面應用價值廣泛，在渾水河流和青江流域規劃以及大瑤山鐵路隧道選線中也取得了較為滿意的勘探效果。

2 巖溶勘查質量控制

2.1 做好前期準備工作

必須在施工開始前，制定好一份勘查綱領，并且其內容必須完整，明確勘查目的和工作要求，設計要規范。合理安排勘查期間的施工，時間不宜太緊。勘查綱領需要通過相關部門審批后進行開工，在施工中要根據既定的綱領進行施工指導，認真履行相關內容。在開始工作之前，檢查每個鉆機的檢查報告完整與否。如果相關證件不完整，則不允許開始施工。在鉆取樣品時，應及時進行，而不可以事后補充。

樣品應嚴格按要求密封，并及時送到實驗室，以保證土壤巖石各種物理力學指標的準確性，檢測并做好相關記錄。

2.2 完成勘查的可行性分析

需要了解巖溶、洞穴的發育狀況，判斷其破壞程度和發展狀態，并預先對地層的穩定性和工程施工可行性做出評價；工程勘查的可行性分析需要根據工程地質圖和綜合地球物理勘探為主要依據，勘探點間距不可以超過標準要求，巖溶開發區應加強密度。在測繪和物探過程中，需要位于具有典型性的區域進行驗證鉆孔。受控探測孔的深度應穿過表層巖溶帶。前期勘查工作應了解巖溶洞穴及其相關土洞和崩塌的分布狀況，以及發展情況和規律，并根據場地的可行性進行劃分施工區域。

2.3 全面進行勘查

了解擬建工程及受影響區段內各種巖溶洞穴和土洞的分布、尺度、巖溶填埋特性等特征，并針對地基設計和巖溶治理提出意見。

①勘探線應根據建筑物軸線嚴格進行設置，勘探點間距應根據要求設定，情況特殊時，應為每個獨立基礎安排勘探點；②除滿足規定要求外，勘探孔的大小需要當基礎土層厚度不符合規范要求時，部分或全部勘探孔鉆入基巖；③如果在預定深度有異樣，可能會影響基礎的穩定性，應鉆入洞底部基巖下，深度必須大于兩米；④對于每個樁柱的基礎都要布置探孔；⑤可以用靜態探測，輕功率探測，小口徑鉆探等手段詳細了解土洞和崩塌區的發育情況；⑥如果要求找出斷層、巖群邊界、洞室和坍塌等情況時，必須安排合理的探井。⑦物探要考慮地區物理條件選取科學的方法，鉆探檢驗異常點。若檢測到危險洞穴時，勘探點應進行加密；⑧任何可以進入的洞穴，都必須經過勘查方可進入，對于人員無法進入的洞穴，應當使用井下探頭等檢測設備。具體的工作內容和工作量需要依照巖溶地基的設計和施工要求進行。在相關勘查地段，探頭可以布置在已挖掘的溝槽中進行檢測。對于體積較大的嵌巖樁，勘探點應密集分布，且勘探深度應大于底部樁下直徑，且不小于5m。

3 結語

綜上所述，當今形勢下，我國的基建設施行業得到了快速發展，整體規模不斷擴大，因此提高巖土勘探技術水平是進行所有建設的基礎，且技術方法種類較多，例如地質測繪，工程鉆探，地球物理勘探，抽水試驗，遙感技術等多種工程方法。全面考慮各種技術與方法的優勢劣勢，取長補短，相互支持，更全面了解巖溶地貌情況，客觀地研究巖溶地區的地質狀況和水下環境情況，務必防止發生惡劣的巖溶地質災害，做好既降低了工作量，同時還可以實現工程任務目標。