復(fù)雜地質(zhì)區(qū)的地質(zhì)勘查方法及技術(shù)的應(yīng)用研究

黃明輝

（深圳市工勘巖土集團(tuán)有限公司，廣東 深圳 518000）

在工程項(xiàng)目施工中，因地質(zhì)環(huán)境過于復(fù)雜，因此對(duì)于工程項(xiàng)目的完成效率與成本產(chǎn)生極大影響。地質(zhì)勘查工作在工程項(xiàng)目進(jìn)行中，有著更為突出的地位與作用。一份高質(zhì)量、合格的地質(zhì)資料，能夠縮短施工工期，節(jié)省工程施工成本。復(fù)雜地形區(qū)的地層具備多樣性，通過對(duì)復(fù)雜地層發(fā)育情況進(jìn)行調(diào)查，掌握充分的資料，才能保證工程地質(zhì)依據(jù)具備合理性。如果只是采用單一的技術(shù)手段，很難滿足工程所提出的相關(guān)要求，因此將多種技術(shù)相互結(jié)合，成為發(fā)展的必然趨勢。

1 復(fù)雜地形區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘查的必要性

復(fù)雜地形區(qū)因地勢起伏大、地層種類繁多，區(qū)域結(jié)構(gòu)十分的復(fù)雜，因此就會(huì)使得該地區(qū)地下水分布難以保持均勻狀態(tài)，并且地下水有著明顯的作用，巖溶現(xiàn)象繁多且雜亂，地質(zhì)條件具備極大的不確定性。所以對(duì)于工程施工中的巖溶現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)查，會(huì)直接影響到后續(xù)工程質(zhì)量。比如在某一工程項(xiàng)目施工過程中，硬對(duì)一些基礎(chǔ)工程進(jìn)行檢查，為后續(xù)設(shè)計(jì)提供更加準(zhǔn)確、可靠、真實(shí)、詳細(xì)的資料，保證樁底持力層更加穩(wěn)定。根據(jù)勘查結(jié)果可知，在修建的場地中，低下土洞主要是以半充填、充填為主，土洞有著深淺不一的埋藏情況，比如使用的沖孔灌注樁成樁，可以保證樁質(zhì)量，在這時(shí)也需要將一系列的應(yīng)對(duì)措施加入其中，避免在成樁時(shí)出現(xiàn)塌陷、塌孔、漏漿等情況，需要及時(shí)地向設(shè)計(jì)人員、業(yè)主、勘查人員以及相關(guān)單位進(jìn)行報(bào)備。因此可知，各個(gè)工程項(xiàng)目的樁底端持力層中的中風(fēng)化角礫巖十分地完整，土洞處于發(fā)育狀態(tài)，巖層可以用作樁端持力層。與此同時(shí)，在成樁施工過程中，如果在建項(xiàng)目周邊出現(xiàn)坍塌等情況，必須及時(shí)上報(bào)給相關(guān)單位，并且邀請(qǐng)具備資質(zhì)的單位進(jìn)行專項(xiàng)論證，根據(jù)實(shí)際情況，提出更為經(jīng)濟(jì)、合理的意見，落實(shí)各項(xiàng)防范措施。復(fù)雜地形區(qū)的勘查工作在推進(jìn)過程中，所面對(duì)的勘查對(duì)象不僅包括巖土的力學(xué)性質(zhì)，也包括地層的分布與構(gòu)成等，還需要對(duì)巖溶的形態(tài)、巖溶的分布情況、巖溶的規(guī)模、巖溶的大小、土洞的情況等進(jìn)行詳細(xì)研究，由此才能為后續(xù)工程具備穩(wěn)定性提供助力。

2 勘查方法與技術(shù)

在復(fù)雜地形區(qū)所使用到的地質(zhì)探測技術(shù)與探測分析方法，除了最常見與傳統(tǒng)的鉆探手段之外，目前我國所使用到的手段與方法如下。

2.1 工程地質(zhì)測繪與調(diào)查工作

在開展工程地質(zhì)測繪與調(diào)查中，其包括內(nèi)容較多，比如地形地貌調(diào)查、水文地質(zhì)調(diào)查、地層巖性調(diào)查、試驗(yàn)與測量等內(nèi)容的調(diào)查，由此可以幫助工作人員，從宏觀角度出發(fā)，對(duì)于地層發(fā)育的特點(diǎn)與方法進(jìn)行充分的掌握，并且將此作為依據(jù)，逐漸開展勘探工作，該方法具備方便實(shí)用、簡單有效等作用，可以幫助人們獲得更為直觀的地質(zhì)基礎(chǔ)資料。

2.2 遙感技術(shù)

遙感作為一門綜合性技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)遙感目的的設(shè)備、方法論、技術(shù)的總稱，是當(dāng)前從地面到高空的多層次、多維度的立體觀測系統(tǒng)。目前遙感技術(shù)包括地球資源衛(wèi)星遙感、側(cè)視雷達(dá)遙感、熱紅外遙感、航空遙感等，這些技術(shù)是在20世紀(jì)70年代被引入到我國，已經(jīng)具備多年的使用歷史。上述技術(shù)具備重復(fù)性高、調(diào)查面積大等優(yōu)勢，對(duì)于地質(zhì)構(gòu)造、層組劃分、地貌形態(tài)等，都能帶來良好的效果，因此遙感技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在工程地質(zhì)勘查當(dāng)中[1]。

2.3 工程地質(zhì)原位測試技術(shù)

根據(jù)原位標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)等方法，來確定好土洞與溶洞中的充填物，該技術(shù)的在應(yīng)用過程中，施工方法簡單、應(yīng)用范圍廣泛、成本低廉，并且施工人員也有著豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。

2.4 示蹤試驗(yàn)

用示蹤跡對(duì)于特殊地形區(qū)的水文地質(zhì)情況進(jìn)行研究與觀測，可以了解到區(qū)域地層的實(shí)際發(fā)育情況，該方法在操作時(shí)十分簡單，且方便、可靠。

2.5 模型試驗(yàn)

使用一定尺寸的試驗(yàn)裝置，模擬土層、砂石等在不同條件下的地基穩(wěn)定情況，或者巖溶在坍塌過程中的情況。

2.6 插釬

使用到一定長度的鋼筋，在確定好間距之后，將其插入到覆土層中，由此來確定土層當(dāng)中是否會(huì)出現(xiàn)巖溶土洞。比如桂林的特殊地質(zhì)層，就是在完成地基基坑挖掘工作后，使用到插釬方法，來確定土層中是否存在塌陷軟弱層或者土洞，通過該方法，可以獲得明顯的效果，同時(shí)在操作時(shí)經(jīng)濟(jì)適用、簡單易行[2]。

2.7 管波探測法

在鉆孔過程中，管波彈測法就是使用管波，將其作為探測物理場最有效的方法，由此可以探測一定范圍內(nèi)的溶蝕裂隙、溶洞、軟弱夾層等，一些不良地質(zhì)體情況。在操作過程中，可以在樁位的中線位置，安裝一個(gè)勘查鉆孔，隨后發(fā)射管波，通過記錄與分析方式，獲得管波的反射信息，由此可以確定在固定樁位內(nèi)的軟弱夾層、裂隙帶的分布情況與發(fā)育情況，并且確定該嵌巖樁基樁的持力層是否具備完整性[3]。

圖1 特殊地形區(qū)工程勘探情況

2.8 跨孔CT法

根據(jù)跨孔CT法當(dāng)中的理論可知，如果介質(zhì)處于均勻情況，那么跨孔CT法當(dāng)中的巖土層波速等同于地質(zhì)層的真波速。如果地質(zhì)條件不均勻，跨孔CT法當(dāng)中的地質(zhì)層波速會(huì)受到影響。在實(shí)際工程中，可以利用跨孔CT法資料解釋CT剖面所存在的微風(fēng)化巖面、軟弱夾層等情況，隨后利用綜合對(duì)比、分析的方案，對(duì)于地質(zhì)層的波速特征與范圍進(jìn)行確定。

3 不同地層發(fā)育區(qū)的勘查技術(shù)與方法

3.1 徑流區(qū)與補(bǔ)給區(qū)的工程勘查情況

3.1.1 地下水補(bǔ)給區(qū)的地層發(fā)育情況

地下水補(bǔ)給區(qū)主要發(fā)育的地形地貌包括溶蝕漏斗、溶蝕落水洞、巖溶峰叢、石牙等，并且呈現(xiàn)出垂直發(fā)育的形式，且發(fā)育情況十分密集，具備埋藏淺、發(fā)育淺、規(guī)模大小不一等情況，有土層覆蓋區(qū)的洞隙都與溶蝕溝槽是發(fā)育土洞的主要位置。

3.1.2 地下水徑流區(qū)地質(zhì)發(fā)育情況

地下水徑流區(qū)巖溶有著十分密集的暗河與溶洞，部分匯水補(bǔ)給區(qū)域，有著溶隙發(fā)育與落水洞，并且各個(gè)溶洞之間，處于相互連接的狀態(tài)，上面有一定的土層對(duì)其進(jìn)行覆蓋，通過接觸帶土體后，起到滲壓與潛蝕的作用，隨后形成土洞。通常主干的暗河與溶洞呈現(xiàn)出水平發(fā)育的情況，發(fā)育程度較深，不容易對(duì)于地面的建筑造成威脅，但是卻對(duì)于大型地下工程，比如地下廠房、水電站等，帶來一定的威脅。覆蓋性土洞與落水洞對(duì)于地面建筑物、水庫工程、地下工程施工等，都會(huì)帶來一定的危害，表現(xiàn)情況為漏失、坍塌等[4]。

3.2 地下水排泄區(qū)的工程勘查工作

地下水排泄區(qū)，多是以盆地邊緣的暗河、盆地覆蓋性巖溶為主，通常情況下裸露的暗河規(guī)模龐大，成為集中排泄地下水的地點(diǎn)。覆蓋性的巖溶主要是以管道式溶洞為主，并且埋藏在第四系的含水層下方，形成良好富水性的巖溶含水層。巖溶地下水排泄區(qū)所具備的地質(zhì)危害，通常是在開采地下水過程中，會(huì)導(dǎo)致覆土層出現(xiàn)沉陷、失穩(wěn)等情況，繼而對(duì)工程帶來威脅。

4 復(fù)雜地形區(qū)運(yùn)用工程勘查的主要方法

在對(duì)復(fù)雜地形區(qū)進(jìn)行勘測過程中，并不是采用單一的機(jī)械勘查方法，而是需要從實(shí)際情況出發(fā)，將多種勘查方法加入其中，對(duì)于現(xiàn)場情況，進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷與評(píng)價(jià)，為后續(xù)施工提供更為準(zhǔn)確的判斷依據(jù)。在下文中，筆者將以一個(gè)例子為例：在對(duì)某水庫進(jìn)行勘查過程中，該水庫在一個(gè)U型的峽谷之內(nèi)，洼地、溶洞、落水洞均處于發(fā)育狀態(tài)，河岸較長、兩岸陡峭。在前期開發(fā)過程中，河床底部的基巖處于大量裸露的狀態(tài)，河床的覆蓋厚度確定為三米到五米。在水庫巖溶勘探中，選擇的方案為：對(duì)于地質(zhì)進(jìn)行全面地測繪，利用物探指導(dǎo)鉆探、巷探、物探先行等多種方式，對(duì)于成果進(jìn)行檢驗(yàn)。根據(jù)物探資料可知，在有壩肩埋深為五十米到八十米的電阻率高等值線中，出現(xiàn)了多個(gè)低電阻率值封閉曲線，因此可知該深度范嗣內(nèi)，灰?guī)r具備較差的完整性，溶蝕作用十分強(qiáng)烈。地質(zhì)發(fā)育情況為，在高程的480m到520m，后經(jīng)過鉆探資料可知，在鉆孔八與鉆孔九中，深度為五十米到六十米，高程為480m到500m，溶洞的出現(xiàn)，證實(shí)了高程480m到500m之間，存在強(qiáng)滲漏帶，通過探勘結(jié)果可知，在480m高程以下，巖體存在薄弱的透水性，按照七十米壩高進(jìn)行設(shè)計(jì)，庫水位高程確定為470m到480m之前，處于較差透水性的巖性段，以此判斷其有著較好的滲漏條件，不可能形成較大的滲漏通道。通過該實(shí)例可知：利用物探方法進(jìn)行工程地質(zhì)勘探可以取得理想效果。在勘查過程中，應(yīng)當(dāng)發(fā)揮物探的全面性、先進(jìn)性作用，也要發(fā)揮鉆探的直觀性特點(diǎn)，并且保證其處于相互滲透與相互補(bǔ)充的狀態(tài)，使得不同的勘探手段進(jìn)行更加有序，在工作中也需要對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整，及時(shí)地解決問題與發(fā)現(xiàn)問題，保證地質(zhì)勘探水平得到全面提高。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著施工環(huán)境日益復(fù)雜、工期要求與工程質(zhì)量提高等情況，如果采用單一的勘查方法，已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代施工所提出的相關(guān)需求。所以需要將不同的勘探手段結(jié)合起來，才能充分解決工程勘查所面臨的各種問題。