趙宏偉
巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)勘察相對復(fù)雜,常常會受到巖溶發(fā)育不確定、具有較強隱蔽性等因素的影響而較困難,勘察的難度較大,嚴重情況下會引發(fā)山體崩塌以及地面塌陷等問題,所以要充分研究巖溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察方法,確保該區(qū)域地質(zhì)勘察的準(zhǔn)確性、安全性、可靠性。
我國的很多地區(qū)都存在著巖溶地質(zhì),這種較為特殊的地質(zhì)條件在很大程度上限制著建設(shè)工程的實施,很多專家學(xué)者都對巖溶地區(qū)實施了勘測以及研究,了解到了巖溶的發(fā)育情況,同時收集到了相應(yīng)的地質(zhì)數(shù)據(jù),為確保建筑物的穩(wěn)定安全提供了保證,所以如何更加有效地進行巖溶地區(qū)的地質(zhì)勘察工程成為了勘察人員最為關(guān)注的問題。隨著工程項目不斷增多,巖溶地區(qū)會遇到越來越多的地質(zhì)問題,工程技術(shù)人員需要不斷在實踐中解決問題并總結(jié)經(jīng)驗,發(fā)展勘察方法,使得勘察技術(shù)得到進一步提升。
此種方法就是通過對巖溶地區(qū)的地層巖性、水文情況等內(nèi)容實施測量和實驗,從宏觀層面了解巖溶的具體分布以及特點,將其作為基礎(chǔ)實施深入的工程地質(zhì)勘察工作。此種方法相對簡單且實用,可以直觀獲取野外工程地質(zhì)資料。
此種方法主要就是通過原位標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、動力觸探試驗等方式確定出溶洞內(nèi)部填充物、巖溶塌陷堆積物工程地質(zhì)性質(zhì)以及地基土承載力等內(nèi)容。此種技術(shù)措施應(yīng)用相對簡便,并且施工成本低,可以大范圍推廣應(yīng)用。
遙感技術(shù)進入到我國已經(jīng)有幾十年時間,其中航空遙感、熱紅外遙感、地球資源衛(wèi)星遙感、側(cè)視雷達遙感等是最為重要的內(nèi)容之一,通過這些技術(shù)所具有的重復(fù)性好、調(diào)查面積大等優(yōu)勢能夠在巖溶層組劃分、地貌形態(tài)構(gòu)造等方面獲取較好成果,可以廣泛應(yīng)用在巖溶地區(qū)地質(zhì)勘察方面。此技術(shù)主要用在大型工程選址方面,而在普通的民用建筑方面應(yīng)用相對較少。
此種方法主要就是在鉆孔中通過管波實施探測,能夠獲取孔旁范圍內(nèi)部溶洞、溶蝕裂隙、軟弱夾層等不良地質(zhì)體。從另一個角度講,就是通過樁位中心的勘察鉆孔進行管波發(fā)射,通過對管波反射信號的采集記錄來探測整個樁位范圍內(nèi)的巖溶、軟弱夾層及裂隙帶的發(fā)育和分布情況,同時能夠?qū)η稁r樁基樁持力層的完整性實施評定分析。
此種方法主要就是利用示蹤劑(熒光染料等)實施巖溶地下水聯(lián)通試驗,同時通過對其進行仔細觀察獲取巖溶的發(fā)育情況以及溶洞分布情況。此種方法操作相對簡便且可靠,但是此種方法并不適合應(yīng)用于沒有地下水的溶洞。
此種方法主要應(yīng)用在巖溶塌陷方面的分析研究,主要是通過相應(yīng)尺寸的試驗裝置模擬確定砂土層在不同情況下巖溶地基穩(wěn)定性以及巖溶塌陷情況。
此種方法主要就是通過相應(yīng)長度的鋼釬插入到上覆土層中,能夠獲取土層內(nèi)部巖溶土洞的情況。此方法施工相對簡單,并且經(jīng)濟實用,能夠明確土層中是否存在土洞或者塌陷軟弱層。
(1)補給區(qū)以及徑流區(qū)巖溶發(fā)育特點。在補給區(qū)存在多種巖溶地貌,例如石牙、巖溶峰叢、溶蝕落水洞等,主要按照垂向進行發(fā)育且相對密集,這些區(qū)域的發(fā)育相對較淺且規(guī)模具有較大差異,存在土層覆蓋區(qū)的溶蝕溝槽和巖溶洞隙頂部易發(fā)育土洞。但是需要特別注意的是,已有徑流區(qū)的古巖溶經(jīng)地殼上升運動后所形成的補給區(qū)巖溶也存在著干溶洞,一定要對其進行差異性分析;而徑流區(qū)的巖溶更多是地下水平溶洞以及暗河,在某些匯水補給位置存在垂向落水洞以及溶隙發(fā)育情況,同時存在著土層覆蓋區(qū),接觸帶土體一旦受到滲壓作用就會形成土洞。正常情況下主干溶洞以及暗河主要為水平發(fā)育狀態(tài)且較深,此種情況下不會對地面工程形成明顯的損害,主要會危害到大型的地下工程,例如水電站以及地下廠房等。
(2)巖溶補給區(qū)和徑流區(qū)工程勘察方法分析。對于巖溶補給區(qū)以及徑流區(qū)來說,工程勘察要遵照的基本原則為:首先要實施地面情況的調(diào)查,能夠明確巖溶的發(fā)育以及分布情況,同時和物探方法相融合來判定可能存在覆蓋型落水洞的區(qū)域和地下溶洞、土洞的發(fā)育位置,最后要按照具體的工程情況采取針對性的方式方法實施勘察分析。
普通的工民建勘察分析。對于此種情況來說,可以先進行適度的地面調(diào)查以及物探,之后在此基礎(chǔ)上對特殊區(qū)域以及具體建筑地基實施高密度釬探以及加密鉆探,以此種方式來滿足評價工程地質(zhì)穩(wěn)定性的相應(yīng)要求。
橋梁樁基礎(chǔ)勘察分析。對于此種情況來說,先實施適度的地面調(diào)查以及物探,以此種方式實施巖溶發(fā)育情況的評定,之后實施勘探。對于巖溶發(fā)育區(qū)域來說,地下巖溶發(fā)育區(qū)域很難準(zhǔn)確獲取,所以要在每一棵樁位打多個勘探孔,要確??咨畛鰳兜拈L度,從而保證樁基的穩(wěn)定性。
水庫庫區(qū)和壩區(qū)勘察分析。正常情況下不適合在巖溶地區(qū)建設(shè)水庫等設(shè)施,若是一定要進行建設(shè),需要在充分進行地面調(diào)查以及物探的基礎(chǔ)上實施相應(yīng)試驗(包括鉆探、壓水試驗、連通試驗等),以此來對水庫庫區(qū)的滲漏情況進行分析。正常情況下壩區(qū)的勘探布孔范圍要超出一般性非巖溶區(qū)域,主要是因為其在庫水壓力下會形成潛蝕管涌的情況。
巖溶排泄區(qū)的巖溶主要以盆地邊緣裸露型巖溶排泄帶以及盆地覆蓋型為主,具有非常復(fù)雜的工程地質(zhì)環(huán)境,需要通過系統(tǒng)的方式實施勘察分析。通過簡單的工程勘察很難發(fā)現(xiàn)及評定巖溶危害。
(1)對于裸露型巖溶排泄區(qū)工程勘察。此方面的勘察可以按照先調(diào)查再集中重點的方式來進行,此種情況的巖溶工程地質(zhì)情況相對清晰,通過調(diào)查+物探的方式就可以明確地質(zhì)情況。
(2)對于盆地埋藏型巖溶區(qū)工程勘察。此方面的勘察不能只通過局部勘探的方式來進行,需要實施更大區(qū)域的系統(tǒng)性研究。充分調(diào)查收集勘探資料后,要對容易發(fā)生巖溶危害的區(qū)域?qū)嵤┪锾?、抽水試驗、鉆孔勘探等方面的綜合性勘察。另外,不但要進行常規(guī)地質(zhì)評價,同時也要針對容易產(chǎn)生的巖溶危害提供專項處理方案。
本文簡要介紹了巖溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察方法,并針對不同巖溶發(fā)育地區(qū)闡述了具體方法。通過本文的介紹能夠?qū)r溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察提供一定參考和幫助。