巖土工程勘察中巖溶水文地質問題分析

蘇穎

摘 要：隨著我國經濟水平的快速發展，鐵路、公路、房建、水利項目中的巖土工程越來越多。巖土工程施工必須合理使用勘察鉆探技術。但是，有些巖土工程處于巖溶地區，對勘察鉆探技術的要求非常高，要求選用適合當地地質條件的勘察鉆探技術，否則會直接影響項目工程的順利進行和勘察結果的準確性。可見，巖溶地區巖土工程勘察鉆探技術的應用非常重要。

關鍵詞：巖土工程勘察;巖溶水文地質;問題;措施

1巖溶地區地質環境條件分析

該工程的主要勘察區域，為石灰巖巖溶區，且類型為覆蓋型，巖溶區石灰巖的上層直接覆蓋了第四系地層，發育巖溶、土洞、構造帶以及軟土層等，另外通過地下水勘探，發現地下水活動較為頻繁，周邊有較為明顯的暗河通道;覆蓋層大多為卵石層，其分布狀態以及厚度具有較為明顯的變化趨勢。綜合整體的地理環境來看，工程條件以及水文地質條件較為復雜，結合實際情況進行勘探之后，決定擬建建筑物的地基基礎，利用鉆孔灌注樁作為主要的地基結構，持力層為最下方的石灰巖層。為了進一步了解整體區域內的巖溶發育情況，有效確定樁基長度、嵌巖深度以及樁徑，選擇鉆探的方式進行區域勘探。

2巖溶地區巖土工程勘察鉆探技術的實踐應用

2.1施工準備

任何一項施工進行之前都必須做好準備工作，勘察鉆探工作也是一樣。巖溶地區的巖土工程進行勘察鉆探施工之前，應當做好以下準備工作：1）從巖溶地區具體情況出發，考量巖土工程的具體要求，編制詳細的勘察鉆探施工方案，結合巖土工程的巖溶發育狀態做出準確的預測，確保勘察工作順利進行。2）在施工前，要對實際鉆探技術人員進行崗前培訓，使其熟悉工作流程，掌握相應的鉆探技術;另外要對其進行鉆探安全教育，以提高施工安全性，確保勘察鉆探安全可靠。3）分析鉆探要求和目的，根據巖土工程的要求選擇合適的鉆探設備，配備相應的配套設施，為施工做好硬件方面的準備。

2.2地質測繪與調查

測繪從本質上看是在現有地形圖、地質圖的基礎上，將工程所在地的全部地質要素描述出來，包括地形、地貌、構造等等。在地質調繪階段，有三種比例尺應用較為頻繁。在可行性研究勘察中，多采用1∶50000～1∶5000的比例尺;在初勘時期，多采用1∶10000～1∶2000的比例尺;在詳勘階段，多采用1∶2000～1∶500的比例尺。若工作中需要對影響范圍較大的地質單位進行測繪，還可適當增加比例尺，使測繪誤差能夠始終控制在3mm以內。在地質調查方面，重點對工程所在地的地形地貌聯系進行調查，并對不同地貌單元進行劃分;調查現場地下水埋深、分布與補齊情況;調查現場巖土特點，其是否存在特殊土;調查工程所在地的水文、氣象資料，是否存在影響工程開展的不良因素，如滑坡、巖溶、泥石流等。

2.3黏性土勘察鉆探技術

在巖溶地區進行巖土工程施工時，通常會遇到黏性土地層。為保證勘察質量，需注意以下2點：

1）施工隊必須強化對勘察階段的監理，全面落實旁站、巡視、平行檢驗等工作。

2）要選擇合適的鉆進工藝，常用的有飽和回轉鉆進技術、沖擊鉆進技術，盡量避免對土層擾動和沖刷，提升采芯率，進而收集更完整的鉆探資料，真實反映土層情況。

2.4卵石層勘察鉆探技術

通常情況下，對巖溶地區卵石層進行勘察鉆探時，需注意以下幾個問題：

1）如果卵石層相對較厚，通常選用以旋轉鉆進和沖擊鉆進為主的鉆探方式，一般會采用跟管鉆進方式對護壁進行處理，在保證鉆探順利進行的同時提升勘察效果，從而獲取更加準確的數據。

2）當卵石層厚度很大而粒徑卻比較小的時候，因為卵石層本身孔隙率大、顆粒間粘結度差，很可能會發生井壁坍塌問題。為此，前期應投入一些黏土球，采用杵搗的方式，使黏土進入卵石之間提升孔井壁的穩定性，也能更有效地鉆探到地層巖芯，且保證巖芯的質量。

3）如果卵石層的厚度大、粒徑也大，進行跟管鉆進的時候需要使用植物泥漿，其粘度較大，可對泥漿泵的泵量進行控制。此外，要使用合適的鉆頭，利用半和式的雙管以回轉鉆的方式進行鉆探。此時，技術人員一定要熟悉該地區的地質條件以及踏勘情況，并能做出準確判讀，根據實際情況選用最合適的方式施鉆，提高巖芯采取率，進而提高鉆探質量。另外，還要避免孔壁坍塌，防止發生嚴重的孔內事故。

2.5泥球護壁聯合套管法

若存在溶槽、溶洞以及溶溝等情況，可以通過局部灌漿的方式填充溶洞，來提升后期鉆進以及施工穩定性。例如，本工程選擇了泥球護壁聯合套管法進行施工，主要針對存在較多巖溶裂隙的區域，原有的黃土以及膨潤土的填充效果不佳，便可以將濕粘土球下到孔內，鉆具下入過程中，上下進行擠壓，在下降的過程中，會將所有的泥球擠到周邊的縫隙中，從而形成泥漿，再通過掃孔作業，有效增強護壁保護力度。

若溶洞中的填充物較少或者大部分填充物為流塑型，質地較為松散時，那么在鉆進期間會對周邊地層形成較大擾動，可能會出現塌孔以及卡鉆等情況。因此在該過程中必須要配合撈渣作業，為了增強撈渣效率，可以下入第一級套管，然后利用錘擊套管的方式，配合鉆進作業，達到最大深度。

2.6現場檢驗與監測

將現場檢驗與監測數據對比分析，可對原設計參數進行核對和優化，積累更多經驗，為巖土工程的開展提供更多支持。檢驗與監測工作需在不同時段內開展，有在施工階段，有在工程交付后的運營階段。當前科技飛速發展，越來越多先進技術被應用到巖土工程中。例如，工程地質測繪制圖、地質綜合分析等工作陸續采用了GIS、GPS、PS等技術，且地質雷達、物理層成像技術等也逐漸在勘探階段普及應用。

2.7軟土層的勘察鉆進技術

針對軟土層進行鉆進，不論使用任何鉆進方法，都要保證快速的進尺速度。如果遇到土洞或土洞填充物，可能出現掉鉆問題，具體表現為：鉆具不能繼續加壓，不能轉動時有自重狀態的孔自動下落。由于淤泥質土塑性不好，土質松軟，提鉆之后可能會出現孔內縮徑問題。在進行二次下鉆的時候就達不到原來的深度。

土洞沒有填充物或者填充物較少時，土洞內留有一定空間，在二次下鉆時就會出現偏移原孔位的問題。如果土洞中填滿了填充物，土洞緊密連接下部的灰巖，鉆進此層之后，孔內會出現多處漏水或者全泵量漏水。此時，地下水位會快速發生變化，可能會出現孔壁坍塌問題。針對這種情況，在軟土層鉆進過程中，應使用肋骨鉆頭使孔徑變大，鉆探到軟土后應快速設置套管來保護孔壁。

2.8打造最靈活的調整方案

巖溶地區的地層結構以及外界環境具備較強的多變性，在實際的勘察鉆探施工過程中，可能會出現較多的臨時風險，針對這些問題要及時制定前期預控方案，并且綜合既有的工程類案例進行經驗總結。例如在對巖溶發育基巖進行鉆探時，必須要了解整體施工環境的地層地貌，準確計算巖心采樣率。若鉆探過程中出現了泥漿流失或者埋鉆和燒壞鉆頭等現象，必須及時調整方法。方法調整需要結合具體的環境巖層結構以及土壤成分進行分析，這樣才可以為整體工程的有效推進提供根本保障，也能夠保障人員以及機械的安全。

結論

綜上所述，當前許多巖土工程都在巖溶地區開展，其地質條件較為復雜，施工難度較大，在勘察鉆探期間，應做好地質測繪與調查、工程勘探、采取試樣、現場檢驗與監測等工作，并結合區域實際情況選擇相應的勘察鉆探技術，制定基礎工程施工方案等，提升巖土工程勘察質量與效率，為項目實施與工程建設提供強大的支撐，在保證工程質量前提下確保如期完工，最大限度地減少工程成本，以獲得較高的經濟與環境效益。

參考文獻：

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