巖溶發育地區巖土勘察要點分析

前言

我國巖溶發育區的分布較為廣泛,廣西、廣東、云南、貴州、四川、湖北、湖南的石灰巖分布比較集中,面積約占全國分布面積的一半,廣西桂林山水和云南路南石林皆因其獨特的巖溶地貌聞名于世。但巖溶在其獨特的外貌下,卻對工程建設有著巨大風險隱患。巖溶塌陷是其危害的表現形式,常會造成重大的人身傷害和財產損失。了解巖溶特征,采取針對性的勘察手段和工程處理措施,能有效避免巖溶塌陷等事故的發生。

一、巖溶發育特征

巖性、水、徑流通道是巖溶發育強弱的決定因素。

(一)巖溶發育的影響因素

1.巖溶與巖性

硫酸鹽類巖石的成分、組織結構等決定了其可溶性和速度。含泥質或其他雜質時,巖溶發育較弱,否則越純則巖溶越發育;巖石結晶顆粒越大巖溶越易發育。

2.巖溶與地質構造

節理裂隙影響巖體的完整性,在裂縫交叉處以及密集地區,形成徑流通道,巖溶易發育。強烈的構造運動會形成斷層和褶皺,在斷層裂隙、破碎帶和褶皺軸部,節理裂隙強發育,巖體破碎,有貫通性的裂隙,利于水的流動,巖溶發育強烈。在層間接觸帶或不整合接觸面,可溶巖與非可溶巖的層面處往往會有巖溶發育。

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傾斜或陡傾斜的巖層,層間有利于地表水下滲,巖溶發育較強;水平或緩傾斜巖層,當上覆或下伏非可溶性巖層時,不利于地表水下滲和流動,巖溶不發育或較弱。

4.巖溶與氣候

兩臺相機的做工都極為出色，按鍵的反饋力度也體現了出色的人體工程學設計，巧合的是快門壽命也同為20萬次。兩者的屏幕都采用了全向翻轉設計，并可以在相機左側翻出進行自拍。屏幕的分辨率和尺寸也幾乎一致。相比之下兩者的電子取景器差別很大，G9的取景器紙面上擁有更大的放大倍率和更高的分辨率，但從觀看感受來談，它在室外拍攝時比E-M1 II的取景器平淡得多，雖然你可以通過調整亮度、飽和度等方式調整G9取景器的顯示效果，不過我們仍然認為E-M1 II的取景器更加出色。

在雨水豐富、氣候潮濕的地區,地表水充沛,地下水有豐富的補給源,巖溶發育強烈。我國廣西、云南地區獨特的巖溶地貌,與氣候條件密切相關。

(七)紅粘土勘察。紅粘土分原生紅粘土和次生紅粘土,是一種特殊性巖土。在碳酸鹽類巖石分布區,其上常覆蓋有原生紅粘土;經過搬運、沉積后則為次生紅粘土。紅粘土具有高塑性、高孔隙比,豎向裂隙發育,具脹縮性。這些特性對邊坡(基坑)穩定產生大的影響。同時紅粘土還具有上硬下軟的工程特性,在與低洼處基巖接觸面,會賦存地下水,土層會較軟。而且因巖溶塌陷作用常會在紅粘土中伴生土洞。所以在巖溶地區,如覆蓋土層為紅粘土,應根據其特點,布置相應的勘察工作量。

在地表水和地下水的作用下,可溶性巖石發生顯著的變化,而巖溶就是變化過程中水文地貌的總稱。巖溶的發育必須滿足以下條件。

1.巖溶需要在可溶性巖石中發揮作用

如果沒有可溶性巖石的存在,即便地表水和地下水的沖擊破壞力再強,也無法形成大面積的溶蝕現象。所以,巖溶產生需要在可溶性巖石的“溫床”上才能發揮作用。其中,石灰巖主要遭受溶解,白云巖則是在滲透之后,開始出現溶蝕、分解,最后經過淋濾、崩解才產生的機械破壞。

2.地形地貌的變化直接推動普京哥巖溶的發育

3.巖溶與巖層產狀

復習是對學生的知識的盤點與回顧，復習課是一種必不可少的課堂教學模式，能幫助學生對所學基礎知識基本技能進行梳理和溝通，理出良好的認知結構從而加深理解、增強記憶，并培養學生思維的整體性，使不同層次的學生各有收益。采用思維導圖進行復習課的教學，有利于激發學生的復習興趣，讓復習課成為“嶄新課堂”“快樂課堂”“實效課堂”。作為教師，在上復習課之前也要進行認真的思考，了解學生是復習的主題，并清楚學生的薄弱點，哪些知識點欠缺，還有各層次學生的差異性。總之復習課要有針對性才會使學生有所收獲。

不同的地質構造和地層結構,會呈現出不同的地形地貌。所以,巖溶的發育程度和規模,受到巖石的構造、巖層的厚薄、斷裂、風化、搬運等因素的影響。比如,背斜構造的兩翼的巖溶程度比中間的程度更加劇烈,向斜構造則反之。所以,巖溶地基巖土工程在遇到可溶性巖石時,很容易在隧道穿越后遭受暗河、溶洞等巖溶現象。

(四)巖溶的危害

地表巖溶地貌:山地及斜坡地帶,表現為溶槽、溶溝、石芽等;平地多以漏斗、豎井、落水洞、溶蝕洼地等形態出現。

裂隙、斷層和接觸帶具有明顯的方向性,發育此處的巖溶呈帶狀;當場地下伏基巖為可溶巖與非可溶巖互層、歷史上地殼有強烈的升降運動,往往會發育多層巖溶,分布更為復雜。巖溶常與土洞伴生,并產生地面裂縫和塌陷。

地下巖溶地貌:主要為溶洞和地下暗河。隱伏于上部巖土層之下,在埋深及分布范圍不明的情況下,對工程建設有重大隱患。

(三)巖溶地貌形態

因此，鄭州市必須優化城市發展規劃，提供完善的城市創新基礎設施，對標國際一流創新型城市各項指標，著力解決短板問題，與國內外知名研發機構建立產學研用創新平臺，依托平臺培養人才、聯合創新和布局“鄭州智造”產業，加快鄭州高新技術產業的價值鏈攀升。

在我國境內修筑鐵路過程中,巖溶坍塌事故時有發生,多達上百處。以京廣線復線工程為例,修筑隧道穿越石灰巖時,因將幾個巖溶洞穴挖露出來,使得泥砂以及水流大量外涌,為整個工程的完善帶來了較大的困難。在施工時,地面出現了多處坍塌現象,隧道中充滿了倒灌的水流。如廣東的某些地區,因為巖溶問題導致了大片土地塌陷,居民房屋出現開裂下陷問題,給人民生命財產造成巨大的損失。

二、巖溶勘察主要工作內容

巖溶勘察主要解決場地和地基的穩定性問題,而巖溶的發育程度與巖性、地質構造、氣候、地表水和地下水等密切相關,針對巖溶發育特征,勘察工作相應地從這些方面入手。根據現行《工程勘察通用規范》(GB55017－2021)對巖溶勘察的相關規定,為評價巖溶場地及地基的穩定性,并為工程建設的設計和施工提出處理措施的建議,為此要完成的主要勘察工作內容如下:

(一)收集區域地質背景資料及已有勘察資料,包括區域地質構造、水文氣象、地震歷史等。主要的目的是了解區域地質發展歷史、地震活動情況、是否存在斷裂構造,了解場地在地質歷史時期是否有升降運動,判定構造運動是否已趨穩定;水文氣象是為了了解區域地下水的賦存狀況,地表水及降水情況等。利用已有資料可宏觀的判斷場地巖溶發育程度和趨勢、空間分布形態以及場地區域穩定性。

(二)工程地質測繪和現場調查。進行實地踏勘,了解場區的工程地質環境,測繪比例尺宜選擇1:500～1:2000。比例尺越大越詳細,但相應工作量也增加,可根據巖溶的發育程度、形態大小、工程的實際需要等選擇。工作的主要內容為地層巖性、地形地貌及地質構造等的測繪,查清巖溶發育形態、分布范圍,并整理成圖;現場調查主要是收集場地附近與巖溶相關的工程案例,場區及附近是否發生過塌陷、滑坡、地表水體消失等異常現象。在可研和選址階段主要為項目用地和避讓提供決策依據;詳勘階段更能指導工程勘察有針對性地布置工作量,為查清巖溶而選擇針對性的勘察方法。

(三)鉆探與取樣。查明巖土層結構,基巖的起伏和埋藏深度,斷裂構造、節理裂隙、塌陷、巖溶(土洞)的位置與規模,溶洞(土洞)的洞頂及洞底標高,巖溶的充填情況以及充填物的性質,量測地下水位。鉆孔間距宜10～30米,測繪和調查發現有巖溶和塌陷的區域要布設鉆孔,當巖溶發育強烈時應加密鉆孔;對于一樁一柱的基礎,宜逐柱布置勘探孔;對于大型工程,必要時可采用井探、槽探、洞探的方式,更能直觀查明淺埋巖溶洞隙、斷層等的形態、產狀等。鉆探深度應不少于洞底以下2米,且滿足基礎底以下不少于5米。采取有代表性的巖土樣做物理力學試驗,每層試樣不應少于6件(組),充填物應取樣。

(四)原位測試。原位測試常采用標準貫入試驗、重型動力觸探試驗、波速試驗、旁壓試驗等,用以了解巖土層及充填物的力學性能、巖層的完整性。在大型工程的人工探井、槽、洞中,可進行現場剪切、載荷試驗等,得到更為準確的巖體強度和變形參數。

(五)地球物理勘探即物探。物探和鉆探是互補的關系。物探是對巖溶場地的普查,查明建設場地的巖面起伏,裂隙、巖溶(土洞)位置和分布范圍,鉆孔之間的巖溶發育的連通性,指導鉆孔工作量的布置;物探也可用于后期施工時巖溶地基處理效果及基樁持力層完整性的檢測。鉆探是對物探結果的進一步的確認,確定巖溶區的巖性、溶洞大小及頂底板標高、溶洞充填情況及充填物性狀等。

地面物探測線以基礎或探查到的巖溶發育點為中心,按“十”字形或“井”字形布設測網,測線間距宜3～10米,主要方法有高密度電阻率法、淺層反射波法、探地雷達法等,可根據場地環境、巖溶埋深等因素選定。此外還可采用井中聲波測井、井間CT等鉆孔中物探方法。

(六)地表水及地下水。調查場地及周邊是否存在地表水體,場地匯水面積、地表水體的水文資料、與地下水的相互補給關系。查明地下水的賦存情況及地下水位,補給來源,徑流排泄通道,水位變化幅度、腐蝕性等。進行抽水、注水或壓水試驗,測定巖土層滲透系數和含水層涌水量。

(二)巖溶的發育條件

納入標準：(1)年齡≥18歲；(2)患者心衰的癥狀及體征符合《中國心力衰竭診斷和治療指南》中慢性失代償性心力衰竭的診斷標準；(3)NYHA分級Ⅲ～Ⅳ級；(4)LVEF<40%；(5)體質指數<35 kg/m2。排除標準：(1)對托伐普坦過敏者；(2)各種原因所致的對口渴不能做出正常反應及不敏感者；(3)存在腦血管疾病、重度肝腎功能損傷、心源性休克、明顯感染及惡性腫瘤等高危因素；(4)低容量性低鈉血癥；(5)不同意長期隨訪的患者。

三、巖溶地區地基基礎設計和施工注意事項及常見處理方法

通過上述的勘察工作后,對所取得的資料經過分析整理,在巖溶發育區常會面臨如下問題,勘察報告應提請在地基基礎設計和施工時必須重視。

(一)巖溶地區基巖面起伏大,在基槽開挖后基底面常常是土巖組合地基土,由于土巖壓縮性不均勻易產生差異沉降,需在基礎與巖石接觸部位設置級配中粗砂褥墊層,用以調整變形。采用紅粘土為基礎持力層時,滿足基礎埋置深度的要求后宜盡量淺埋。

在事業單位人力資源開發中，發展通道員工發展、晉升的路線，科學的、明確的發展通道可幫助組織招攬人才、留住人才，也有利于讓員工看到自身職業發展的方向，并為此制定不同階段的職業目標，提高自我開發積極性。

(四)對于采用樁基礎的建筑,如詳勘階段未一樁一孔布設鉆孔,則應進行施工勘察,逐柱布置勘探孔,鉆探深度為樁底以下3d(d為樁直徑)且不少于5米,此范圍內巖層完整,無溶洞、破碎帶。

(三)場地內或周邊有豐富地下水時,宜疏不宜堵。應因地制宜地設置排水暗溝、管道等,與原有自然徑流環境相協調,保持地下水生態環境不受破壞和污染。堵塞原有地下水流通道,場地地下水位將上升,造成季節性的地勢低洼處淹沒;長期的高水位浸泡,將降低地基土強度,變形增大,影響結構安全;同時水位上升,對地下建構筑物還會產生抗浮問題。

(二)當基底巖體有強烈溶蝕或有互層狀的層間夾泥等不利地基土時,在地基變形允許的情況下,可適當增大基礎底面積,降低基底壓力。

長大縱坡試驗段碾壓完成后，為防止縱坡路段出現縱向離析帶，攤鋪機在攤鋪時應搭接20cm的瀝青混合料，防止其離析和開裂。

(五)淺層較小的巖溶洞隙,可采用換填的方式淺層楔狀填塞。在填充洞隙與溝槽時,先清除軟弱填充物,再填塞砂石、混凝土等,以增強地基的強度和完整性。

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(六)較大的巖溶洞隙,采用跨越覆蓋。采取鋼筋混凝土梁板跨越溶洞,結合實際情況,選擇剛性較強的平板加以覆蓋,按照簡支梁綜合計算。

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(七)規模范圍較大的洞隙抑或地下水較高時,可采用樁基礎。此時應進行施工勘察,確保樁底以下3～5倍樁徑且不少于5米的深度范圍內巖體穩定性好,無影響地基穩定性的洞隙。

(八)當洞隙埋藏較深,亦可通過鉆孔灌注水泥砂漿、混凝土、硅液等,以堵填洞隙。對于多層深埋的洞隙,亦可采用“串珠”狀混凝土灌注樁,充分利用洞間各層巖層強度,在湖南長沙的某高層建筑的巖溶發育場地已得到實際采用,取得良好的效果。

(九)在邊坡工程中,坡面巖體若風化破碎、裂隙發育,易產生崩塌和滾石,應清爆后再支護加固。在隧道等地下工程中,圍巖不穩、裂隙發育、巖體破碎,可選擇灌漿加固,提高圍巖的穩定性。

四、目前勘察工作面臨的問題

在競爭激烈的市場環境下,工程建設各參與方都在追求高效益和高速度,對勘察工作沒有足夠重視,不利于提高勘察工作質量。

在招投標階段，工程造價越低的項目越具備競爭力，因此做好工程造價控制對于企業競標有重要的推動作用。通過BIM技術建模和可視性規劃，造價工作人員能夠在短時間內規劃出工程信息，并提取出詳細的工程量報告。所以為在招投標階段獲得優勢，造價管理人員需要通過BIM技術建模對項目的分期規劃、工程量情況、造價成本整理成詳細的清單報表，在編制投標報價的同時吸引投資商，使其更為詳細和透徹地了解項目開發情況。此外，政府部門在這一階段也可以通過BIM技術進行招投標的監督工作，避免行業內部壟斷或舞弊行為的發生，使建筑工程招投標工程更加公正透明。

我們東川攝影界基本上也以紅土地為創作基地，我們攝影家協會，140多個會員，差不多都從拍紅土地中得到過鍛煉。我們拍紅土地要晚于昆明，時間是2000年左右。我們交通不太好，去紅土地要繞湯丹。后來東川城區到新田的公路修通后，去的頻次才多起來。

(一)現場監管缺失。勘察質量的監管目前僅限于施工圖審查,審查的內容為勘察報告,對勘察現場的真實性無法核實。全行業對勘察現場的監管幾乎都是勘察單位自身的管理,容易造成管理失位。筆者所在的湖南市場,曾經要求提交現場見證報告的管理方式,因效果不佳而取消,目前正在征求各方意見,建立監管平臺,擬采取信息化的監管手段。

不同濃度地桃花提取物表現出對刺莧和稗生長初期不同程度的抑制作用。地桃花在我國分布廣泛且具有較強的生長能力和繁殖力，對地桃花提取物除草活性化合物的進一步研究，可為其作為一種天然的除草劑和生長抑制劑提供更科學的依據。

(二)惡性的市場競爭,不合理的工期和勘察單價,而建設方又樂見短工期和低價格。勘察單位迫于工期和資金的壓力,沒有經過前期充分的收集資料和調查,勘察手段單一。絕大部分項目,僅僅鉆幾個鉆孔,采幾組試樣,原位測試也僅限于標準貫入試驗、動力觸探試驗等幾種,且鉆探工藝簡單粗暴,未根據具體巖土層選擇適合的鉆探方法,無法得到準確地層信息,更別說對發育的巖溶查明了。

(三)無區域性長期地下水觀測資料。早期的觀測資料絕大部分是上世紀計劃經濟時期取得的,隨著城市建設的高速發展,地下水徑流地質環境發生較大變化,早期的資料已不能準確反映現在場地真實的情況。由于勘察周期很短,無法得到建設場地在一個水文年度或更長周期內的地下水水位等變化信息,不能全面正確評價地下水對場地及建構筑物的影響。

如何解決上述問題,需要行業監管部門、建設參與各方特別是勘察單位提高責任和質量意識,科學施策、敬畏技術、行為規范、精準勘察。

結束語

巖溶是對工程建設安全有重大影響,其發育地區的地形地貌變化大,所涉及的水文地質與工程地質條件更為復雜,工程勘察工作中科學的監管、合理的工期、多樣的勘察手段、長周期系統性的地下水觀測資料數據庫的建立,能有效提高巖溶發育區工程勘察質量,為設計和施工提供全面準確的地質資料。通過對勘察所取得的全面且準確的地質資料的全面分析,選擇最為合適的地基基礎方案、地基處理方案,采取合理可行的施工技術措施,能保障巖溶發育地區地基基礎的穩定性,確保工程質量安全。

[1]工程地質手冊(第五版).

[2]《巖土工程勘察規范》(GB50021－2001)(2009版).

[3]《工程勘察通用規范》(GB55017－2021).