关于岩溶区地质工程勘察技术探讨

【摘 要】在施工过程中，由于岩溶地区地质情况复杂，因此必须在施工之前深入现场进行地质勘察工作，采取适宜的地质工程勘察技术对了解岩溶区地质情况具有重要作用。文中首先介绍了岩溶区地质情况，重点阐述其地质工程勘察的相关技术，并展开分析。

【关键词】岩溶区；地质工程；勘察技术

当前我国工程建筑行业发展快速，对于工程建筑质量及建筑技术的要求及规范也愈来愈严格。在进行岩溶区地质工程勘察时，必须采取适宜的勘察技术，了解岩溶区的实际地质状况及地貌等情况。那么，关于岩溶区地质工程勘察技术主要有哪些，下面结合笔者以往的工作经验，就常见的勘察技术及勘察方法展开描述，具体情况如下所述。

1.岩溶区概述

岩溶区，即可溶性岩层受水的化学和物理作用产生沟槽、裂隙和空洞，以及由于空洞顶板塌落而使地表产生的陷穴、洼地等现象和作用的总称。岩溶作为工程建设中的一种典型的不良地质现象，对工程建设的危害极大。但由于在特定的范围内，岩溶发育的不确定性、随机性及隐蔽性，要查明区内的岩溶发育情况，仅靠某单一方法是难以达到理想的效果，因此要求我们采用综合的勘察手段进行勘查。

2.岩溶区地质工程勘察技术

一般工程上利用地球物理的特性来探测地层、岩性、构造等地质问题方法称为工程物探。其方法一般包括电法、磁法、地震、重力和放射性等。在岩溶勘察中常用的是电法、弹性波法勘探，它们与其它法相比具有速度快、效率高、成本低，搬运轻便等特点，不仅能对地质现象进行定性解释，在一定条件下还能给予定量分析，下面主要介绍岩溶区地质工程勘察中常用的技术与方法。

2.1电法勘探技术

电法勘探是以电性差异为基础，利用仪器观测天然或人工的电场变化或岩土体电性差异，来解决某些地质问题的物探方法。包括的方法有多种，这里仅介绍目前最常用的一种，即电阻率法中的高密度电阻率法。

高密度电阻率法属于电阻率法的范畴，以岩土体的电性差异为基础，通过观测人工建立的地下稳定电场，研究在施加电场的作用下，地下传导电流的变化分布规律。相对于传统的电法而言，高密度电阻率法具有观测精度高、数据采集量大、地质信息丰富、生产效率高等特点。一次布极可以完成纵、横向二维勘探过程，既能反映地下某一深度沿水平方向岩土体的电性变化，同时又能提供地层岩性沿纵向的电性变化情况，具备电剖面法和电测深法两种方法的综合探测能力。

高密度电阻率法的数据处理是把所测得的视电阻率，经数据格式转换、数据预处理、地形校正、正演和反演计算，最后得到视电阻率成像色谱图并对其进行地质解释。

2.2高密度地震映像法勘探技术

高密度地震映像法简称地震映像法。此方法是以介质间存在波阻抗差异为前提条件，利用人工激发的地震波在不同的弹性介质中传播差异的规律来勘探地下介质的变化情况。地震信号的时间反映即是地下地质体的反映，连接起来的地震时间剖面即是地下界面形态的反映；接收点离震源很近，直接接收激发点与接收点之间的垂直反射波，从而提高了采集数据信噪比。在查岩溶时，它有应用条件的：要求被追踪的地质体与围岩有波阻抗差，被追踪的地质体层次不多，具有一定的厚度、介质均匀、波速稳定，界面起伏不大，无乱反射现象，同时对环境也有要求，要求地形起伏较小，无障碍物，无雷电、交流电及各种振动干扰，地下水较浅等。由于以上的特点，该法主要用于定性了解溶洞分布的范围、规模。

如某工程勘察场地，地表为10～30m的覆盖层，属覆盖型岩溶。图2为勘察中采集的地震映象剖面，图中形成下凹的同相轴，为露出基岩面的溶洞。

2.3地质雷达法勘探技术

地质雷达法是通过分析返回电磁波的时频特征和振幅特征，可以了解地下介质的特征信息，达到探测与检测的目的。地质雷达探测的分辨率被公认为高于其他物探手段，它是一种用于探测浅层观测地质问题和进行观测检测的高新物探手段。地质雷达定性预测路基下或桥梁墩台位处溶洞或采空洞的存在较准确，但对溶洞或采空洞的大小预测与钻探结果之间存在一定的差异。

2.4钻探技术

钻探前应先编制钻孔设计书，然后认真进行钻孔观测编录及资料分析整理。

在钻探的过程中，其中钻探点布置的密度及钻探点的终孔深度为钻探投资的费用中起着决定性的因素，合理控制这两因素对勘察工程的质量、进度及费用是关键。

钻探点的密度满足一般岩土工程勘探要求外，还应当对某些特殊地段进行重点勘探并加密勘探点，如地面塌陷、地下水消失地段；地下水活动强烈的地段；可溶性岩层与非可溶性岩层接触地段；基岩埋藏较浅且起伏较大的石芽发育地段；软弱土层分布不均匀的地段；物探异常或基础下有溶洞、暗河分布的地段等。钻探点的深度除满足一般岩土工程勘探要求，对路基、隧道勘探深度应至设计标高以下5～8m，路基深度还应满足不小于持力层的厚度，桥基一般应至桩端或基础设计标高以下5～8m，对有可能影响场地地基稳定性的溶洞，勘探孔应进入完整基岩3～5m或至少穿越溶洞，对重要建筑物基础还应当加深；对于为验证物探异常带而布设的勘探孔，其深度一般应进入异常带以下适当的深度。一般性钻孔也可根据剖面上的下部的溶洞顶部最薄处厚度大于或等于其近似的水平投影跨度为原则控制钻孔深度。

另外，还有管波探测技术，通过在钻孔中利用“管波”作为探测物理场，探测孔旁一定范围内的溶洞、溶蚀裂隙、软弱夹层等不良地质体的最新孔中物探方法，即利用桩位中心的一个勘察钻孔，通过发射管波，采集记录并分析管波反射信号，就可探明整个桩位范围内的岩溶、软弱夹层及裂隙带的发育和分布情况，并评价嵌岩桩基桩持力层的完整性。

2.5工程地质原位测试技术

工程地质原位测试技术主要采用原位标准贯入试验、动力触探试验等测定溶洞和土洞中充填物、岩溶塌陷堆积物的工程地质性质和地基土承载力，该技术在各岩溶地区有较成熟的应用经验，施工简单，成本较低，应用广泛。

2.6示踪试验技术

用示踪剂（荧光染料等）进行岩溶地下水联通试验以及长期观测的研究，以查明岩溶的发育程度和溶洞相互连通、分布情况，该方法简单，较方便可靠，但不适用于无地下水的溶洞。

2.7模型试验技术

采用一定尺寸规模的试验装置，模拟砂、土层在各种条件下（如不同水动力条件）的岩溶地基的稳定性或岩溶塌陷过程，一般用于岩溶塌陷的研究。

除以上基本手段外，现场还应根据勘察的需要进行相应的测试与观测，如：水位、流速、流向及水质的长期观测，覆盖层土样的物理力学性质试验，选取代表样进行测试，动力触探和静力触探试验，即采用测试与观测技术。

3.小结

可以说，岩溶区地质具有十分特别的地貌特征，它遍布全世界，其化学成分及种类繁多，促使其具有各种各样的地貌形式，可见其地质勘察价值之大。所以我们研究如何能使地质勘察技术更符合这种地貌，能够更好地、准确地得到数据，只有这样才（下转第337页）（上接第253页）能降低误差，才能更好的研究。要想更好地勘察岩溶区地质，就要有更好的勘查技术。■

【参考文献】

[1]邹才能，张颖.油气勘探开发实用地震新技术.北京：石油工业出版社，2008.

[2]王妙月，等.勘探地球物理学.北京：地震出版社，2003.

[3]GB50021-2001，岩土工程勘察规范[S].

[4]秦美前，刘晓军，商南南.岩溶地区的工程地质勘察与稳定性分区[J].采矿技术，2004，4（1）：67-68.