浙江省工程物探勘察院 310005
摘要：本文对岩溶地区工程地质勘察方法中的地质测绘、工程钻探、地球物理勘探、遥感技术、静力触探进行详细的研究，明确了每种勘察方法的使用条件，阐述了岩溶勘察应注意的问题和勘察要求。
关键词：岩溶区；地质勘察；测绘
引言
由于岩溶在空间上发育的不均一性，造成岩溶地区的地质情况非常复杂，因此在进行岩溶勘察时，仅靠传统的地质方法（如槽探、坑探）难以得到满意结果。因为对岩溶认识不足，勘察方法不对路，工程处理不当，在一些城市发生了工程失误现象，造成了极大的损失，因此了解岩溶地区的地质状况，查清地下岩溶的分布情况，为工程提供可靠的地质资料至关重要。由此可见，岩溶地区工程地质勘察有着十分重要的作用，而合理的勘察方法也就成为人们所关注的问题。本文通过广泛地收集工程资料和前人的研究资料，对此进行整理、分析和研究，总结出适用于岩溶地区工程地质勘察的方法，如地质测绘、地球物理勘探、工程钻探、遥感技术、静力触探等，对这些方法进行总结，然后给出了岩溶勘察注意的问题和勘察要求。
1.常用方法的研究
1.1 地质测绘
地质测绘包括地表测绘及洞穴调查。地表测绘的基本要求是在搞清各种有关地质要素的基础上，查明场区岩溶现象分布与地下水的分布及运动情况，主要包括：①测区内岩溶与非岩溶地层在水平和垂直方向上的分布和相互间隔情况；②实地测绘场区岩溶地层内各种不同力学性质结构面的产状，弄清它们之间的配套关系，区分不同水理性质的结构面的主导方向；③根据各种天然及揭露水点的分布情况，区分它们是否与暗河系有关，以配合洞穴调查。洞穴调查的任务主要包括以下两方面：一是查明洞穴的形态特征及其和地质构造的关系，特别是顶板高度及结构面产状的测量，为研究岩溶的发育规律及顶板稳定性分析提供资料；二是弄清地下水系的来龙去脉，通过对地下通道的追索，弄清各种地面天然水点之间的联系和地下水系的补给来源。
1.2 地球物理勘探
地球物理勘探是利用物体的不同物理特性来分别物体的，根据不同的物体特性有不同的物探方法，如电阻率法、电位法、频率测深法、电磁法、声波探测、放射性测井等。对于岩溶病害探测常常采用：高密度电阻率法、自然电位法、视电阻率、探地雷达。下面就对这4 种方法分别进行探讨。
1）高密度电阻率法
高密度电阻率法的基本原理与常规的电阻率法完全相同，所不同的是高密度电阻率法在观测中设置了较高密度的测点，现场测量时，只需要将全部电极布置在一定间隔的测点上，然后进行观测。在设计和技术实施上，高密度电测系统采用先进的自动控制理论和大规模集成电路，使用的电极数量多，而且电极之间可自由组合，这样就可以提取更多的地电信息，使电法勘探能像地震勘探一样使用覆盖式的测量方式。
2）自然电位法
在电法勘探中，除广泛使用人工电场外，在某些情况下还可以利用天然电场。这是一种直流电场，往往和地下水的运动以及岩石、矿石的电化学活动性有关，观测和研究这种电场的分布，可解决矿产勘探或水文、工程地质问题，这就是自然电位法。一般情况下，含水岩层中的固体颗粒大多具有吸附负离子的作用，这样，岩石颗粒表面吸附了负离子，结果在运动的地下水中集中了较多的正离子，形成了在水流方向为高电位、背水流方向为低电位的过滤电场。也就是说，一般在漏水点，将形成负自然电位异常，而在出水点，将出现正的自然电位异常。
3）视电阻率法
视电阻率法是以岩层电阻率为基础，根据电流场分布规律研究地下不同深度上地质构造的一种电阻率差异。通过改变供电极极距的办法来获取不同深度上地质体的电阻率值，并利用专门的软件来处理不同的测点，不同深度上所探测到的大量数据，绘制出各种图件，再结合地质等其它相关资料的综合分析，就可以较为准确地确定覆盖层厚度、基岩起伏面、构造破碎带的位置及有关参数。
4）探地雷达
探地雷达（简称GPR）是探空雷达技术向地下的扩展。它是利用超高频短脉冲电磁波来探测地下介质分布的一种地球物理勘探方法。由于不同介质的反射波形特征不同，因此根据雷达剖面图像，结合测区已知的地质和钻探资料以便划分不同截止界面以及探查介质内部结构。
1.3 工程钻探
工程钻探一直是地质调查中最常用的方法，但所花费的时间较多。该种方法不仅可以明确所钻位置及附近的地层情况，还可以进行钻孔的原位测试和利用钻取的岩土芯做室内测试，以便获取更多、更准确的岩土信息。除地形条件对机具安置有影响外，几乎任何条件下均可使用钻探方法。钻探工作的目的是要了解一定深度范围内的岩溶发育情况，尤其当地表无岩溶现象或有覆盖层时，要在地质调查和物探成果的基础上，结合工程要求去指导钻孔布置。工程地质勘察中使用的钻探方法较多，因而要根据具体情况选用适宜的钻探方法。
1.4 遥感技术的应用
遥感技术具有调查面积大、重复性好等特点，遥感图像能宏观且真实地反映地表特征和各种地质现象的空间关系，遥感影像视域广阔、信息量大，在识别岩溶地貌形态、岩溶层组划分及地质构造特征等方面，具有其他勘测方法所不及的优点，尤其适用于我国南方裸露型岩溶地区。地球资源卫星遥感（MSS，TM，SPOT）、航空遥感、热红外遥感、侧视雷达遥感等，被广泛应用于岩溶地区工程地质勘察。
1.5 静力触探
静力触探手段在工程地质勘察中主要是用来确定软土、黏性土和砂类土的承载力。把静力触探用于覆盖型岩溶工程地质勘察，在长（春）大（连）铁路瓦房店路基塌陷病害整治工程提供了实践经验。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在一定的地层条件下，静力触探手段解决了其他勘探手段不能解决的问题，取得了良好的效果。在覆盖型岩溶工程地质勘察中，静力触探手段主要是查明第四系覆盖层中有无隐蔽土洞存在，土洞的规模及埋藏位置，疏松裂隙带的分布及其范围等。其方法是：在依据钻探物探资料进行初步稳定性分区的基础上，有针对性地布置静力触探孔，结合具体情况，解释静力触探PSh（PS 贯入阻力，h 探测深度），以是否出现异常值来推测有无土洞或裂隙带。静力触探方法得到的成果分析资料的准确性和可靠性，在勘探期间和紧接着的设计与施工中，都得到充分的证实。
1.6 各种方法的综合运用及优化
上述所列的各种方法都有一定的局限性，在上文中所提到的特殊调查背景下，要快速准确地查明岩溶现象，各种方法的综合运用及优化是必然的，特别是不同物探方法的成果之间以及物探与钻探成果之间的相互解释尤为重要。物探工作时间短，其成果对钻探工作指导性强，可以减少钻探工作量，从而缩短调查时间。另外，随着物探技术与设备的不断更新，探测精度相应提高，物探在工程勘察中的应用必将发挥更出色的效果。
2.岩溶勘察注意问题
（1）在开工前编写好勘察纲要，勘察纲要内容要完整，对勘察目的和要求要具体，设计要详细，施工方案要合理。勘察工期安排要合理，不能太仓促，不能由于业主不太清楚勘察是由众多工序组成就一味地迁就。勘察纲要要经过审核审定后才能施工，在施工中要严格按照勘察纲要的指导施工，不能开工后就将勘察纲要置之不理。
（2）在野外施工中，严格把好质量关。为了保证野外第一手资料的正确性，我们在施工前，专门对各施工机长进行岗前质量、技能及安全培训。在开工前，检查每台钻机的材料是否齐全，不齐全的决不允许开工。对样品要及时钻取，不能事后补样，严格按照要求封样，并及时送到实验室，以保证土、岩的各项物理力学指标的准确性。每个钻孔都要量测岩面和终孔深度，并作好记录。
（3）准确揭露岩溶形态的分布、形状和规模。由于场地溶洞发育，且局部岩面起伏较大，为了准确掌握第一手资料，我们现场安排了三名工程师，项目负责人有针对性地参与一台钻机的工作。严格按有关规定指导钻机施工，对取样编录、原位测试过程严格要求，现场技术人员手要勤，眼要快，对地层变化观察要仔细，尤其是有软土和溶洞情况的钻孔。在木次勘察中，为了更好地揭露地层情况，都是进行一桩三孔。
（4）严格把好资料整理关，勘察报告除了要符合国家规定的深度要求，还要严格贯彻执行国家强制性条文的规定。有的放矢地提出恰当的见解，而不是泛泛而谈，所提参数要准确，不能以保守值为好，保证工程勘察质量，正确反映工程地质条件，并由院总工审核勘察成果。
3.岩溶勘察的要求
拟建工程场地或其附近存在对工程安全有影晌的岩溶时，应进行岩溶勘察。岩溶勘察宜采用工程地质测绘和调查、物探、钻探等多种手段结合的方法进行，并应符合下列要求：
（1）可行性研究勘察应查明岩溶、洞隙的发育条件，并对其危害程度和发展趋势作出判断，对场地的稳定性和工程建设的适宜性做出初步评价；
（2）初步勘察应查明岩溶洞隙及其伴生土洞、塌陷的分布、发育程度和发育规律，并按场地的稳定性和适宜性进行分区。
（3）详细勘察应查明拟建工程范围及有影响地段的各种岩溶洞隙和土洞的位置、规模、埋深，岩溶堆填物性状和地下水特征，对地基基础的设计和岩溶的治理提出建议。
（4）施工勘察应针对某一地段或尚待查明的专门问题进行补充勘察。当采用大直径嵌岩桩时，尚应进行专门的桩基勘察。
可行性研究和初步勘察宜采用工程地质测绘和综合物探为主，勘探点的间距不应大于规范规定，岩溶发育地段应予加密。测绘和物探发现异常地段，应选择有代表性的部位布置验证性钻孔。控制性勘探孔的深度应穿过表层岩溶发育带。详细勘察的勘探工作应符合下列规定：
（1）勘探线应严格沿着建筑物轴线布置，勘探点间距不应大于规范规定，条件复杂时每个独立基础均应布置勘探点；
（2）勘探孔深度除满足规范规定外，当基础底面下的土层厚度不符合规范规定时，应有部分或全部勘探孔钻入基岩；
（3）当预定深度内有洞体存在，且可能影响地基稳定时，应钻入洞底基岩面下不少于2m，必要时应圈定洞体范围；
（4）对一柱一桩的基础，宜逐柱布置勘探孔；
（5）在土洞和塌陷发育地段，可采用静力触探、轻型动力触探、小口径钻探等手段，详细查明其分布；
（6）当需要查明断层、岩组分界、洞隙和土洞形态、塌陷等情况时，应布置适当的探槽或探井；
（7）物探应根据物性条件采用有效方法，对异常点应采用钻探验证，当发现或可能存在危害工程的洞体时，应加密勘探点；
（8）凡人员可以进入的洞体，均应入洞勘查，人员不能进入的洞体，宜采用井下电视等手段探测。
施工勘察工作量应根据岩溶地基设计和施工要求布置。在土洞、塌陷地段，可在己开挖的基槽内布置触探或钎探，进行检测。对大直径嵌岩桩，勘探点应逐桩布置，勘探深度应不小于底面以下桩径的3 倍并不小于5m，当相邻桩底的基岩面起伏较大时应适当加深。
4.结语
多种方法如地质测绘、工程钻探、地球物理勘探、抽水试验、遥感技术等各种方法综合运用及互相印证，更有助于全面认识岩溶发育规律，准确评价岩溶区的工程地质条件和水文地质条件，从而避免岩溶地质灾害的发生，做到既节省工作量，又能较为准确达到地质勘察的目的。
论文作者:徐克辉,雍韶君,黄景兰
论文发表刊物:《基层建设》2016年25期9月上
论文发表时间:2016/12/12
标签：岩溶论文; 方法论文; 地质论文; 物探论文; 静力论文; 电阻率论文; 遥感论文; 《基层建设》2016年25期9月上论文;