浅谈岩溶地区勘察

2016-03-16刘金彪

环球市场 2016年13期

关键词：站场溶洞物探

刘金彪

宁夏回族自治区电力设计院

浅谈岩溶地区勘察

刘金彪

宁夏回族自治区电力设计院

广西属喀斯特地貌，碳酸盐岩分布广泛，降水量丰富，地表岩溶和地下岩溶均特别发育，著名的广西景区石林属于典型的由于岩溶现象形成的特殊地貌。近年来，我公司在广西地区的生产任务越来越重，岩溶问题给我们的工程勘察带来了很大的困扰，令人头疼。本人就此问题查阅了大量资料，并结合我公司在广西地区的勘察经验，针对不同工程类型总结了相应的勘察方案和施工建议，供参考。

岩溶；影响；勘察方案；施工建议

1　岩溶类型

地表岩溶包括石芽、溶沟、溶槽、漏斗、竖井、落水洞、溶蚀洼地、溶蚀谷地、孤峰、峰林等；地下岩溶包括溶洞和地下暗河。

2　岩溶对不同类型工程的影响

我公司在广西承担的勘察项目主要有线路、河流穿越、站场、油库勘察，其中岩溶对河流定向钻勘察、站场和油库勘察有着很大的影响。

2.1对定向钻河流穿越的影响

定向钻穿越对岩溶较为敏感，若定向钻穿越路径上遇到溶洞，则会出现漏浆，必须对溶洞进行封堵，才能保证定向钻顺利穿越。如果不能对溶洞进行有效的封堵，则有可能因此而半途而废。在封堵的过程中，还要视溶洞的体积和连通性采取必要的封堵措施。溶洞的体积越小、无连通性，对定向钻穿越基本无影响；溶洞的体积越大、联通性好，对溶洞的封堵越困难。定向钻穿越若遇到溶洞，它的成功性往往取决于对溶洞是否进行了有效封堵。

2.2对站场、油库工程的影响

岩溶对站场、油库工程的影响主要表现为地基失稳，引起上部结构变形，严重者可导致上部结构倒塌。基底下溶洞顶板厚度过薄，不能承受上部结构的荷载，在上部结构施工过程中就会发生地基突然失稳，严重者可导致安全事故；未对基础下部的溶沟、溶槽进行有效的地基处理，随着时间的延长，也会由于地基的不均匀性，导致上部结构发生裂缝；若基础附近有溶沟、竖向溶蚀裂隙、落水洞等，有可能使基础下部岩层沿倾向于其临空面的软弱结构面产生滑动。

3　针对岩溶的勘察方案

合理运用多种勘察方法和探测技术进行综合勘察。采用地质测绘、物探、钻探“三结合”的综合勘察方法。地质是基础，据此指导物探，物探又可以指导钻探。

3.1针对定向钻穿越的勘察方案

在岩溶地区，对定向钻穿越要着重查明场区溶洞和地下暗河的分布，勘察手段有以下3种：

（1）工程地质测绘：从宏观上把握岩溶发育规律和特性，在一个较大范围内查明岩溶发育的各种地质背景条件和发育历史。在较大区域内是否有地下暗河、落水洞的分布，在拟建场区着重调查溶洞、溶沟、溶槽的发育规模和溶洞的连通性。一般应避开漏斗、竖井、落水洞、规模较大的溶洞和地下暗河。

（2）工程物探：可根据场区地层、地形情况合理选择工程物探方法，常见的工程物探方法有浅层地震法、钻孔间地震法、探地雷达法、高密度电法等。测线应布置在穿越断面上，对穿越深度范围内的岩溶情况进行探测。对于较大规模的岩溶发育区，工程物探测试成果图中应该有明显的异常区，可选择避开；对于较小规模的岩溶发育区，工程物探测试成果图中虽然没有明显的异常区，但由于其发育规模较小，对定向钻穿越的影响不大。对于工程物探异常地带还应布置垂直于穿越断面方向的物探测线，查明横向异常区的大小。

（3）工程钻探：根据工程物探异常区的位置，于穿越断面两侧适当位置布置钻孔，着重查明异常区的岩芯情况。若异常区为溶洞，可查明溶洞的充填程度、充填物，还可根据钻孔的返水情况，大致查明溶洞的连通性。

3.2针对站场、油库的勘察方案

在岩溶地区，对站场、油库要着重查明场区溶洞、溶沟和溶槽的分布，勘察手段有以下3种：

（1）工程地质测绘：与3.1节中内容相同。

（2）工程物探：可根据场区地层、地形情况合理选择工程物探方法，常见的工程物探方法有浅层地震法、钻孔间地震法、探地雷达法、高密度电法等。测线应布置在建（构）筑物基础部位，对影响深度范围内的岩溶情况进行探测。对于较大规模的岩溶发育区，工程物探测试成果图中应该有明显的异常区，可选择避开；对于较小规模的岩溶发育区，工程物探测试成果图中虽然没有明显的异常区，但由于其发育规模较小，对基础的影响不大。主要用于初步勘察阶段。

（3）工程钻探：钻孔布置与基础的重要性和荷载大小有关，一般重要的设备基础应一孔或多孔，对荷重大于200吨或柱基应每柱一孔，并在物探异常区位置布置钻孔。对一般条形基础可按有关规范定：20～25m间距沿柱列线或条形基础中心线布孔。孔深应在基础底面标高以下进入基岩3～5m或溶洞底板以下完整岩石3m，同时应布置适当数量的控制孔，重点布置在强岩溶带中、深部可能存在暗河通道的地段。在钻探布置时，勘探线应垂直于构造线（即岩溶发育带）布置，并沿地质测绘和物探所示异常分布带进行布孔。

4　对施工的建议

4.1对定向钻穿越的建议

在进行定向钻施工前，可对查明的溶洞进行提前封堵，避免在施工过程中遇到溶洞封堵比较困难的情况，也可适当缩短工期，减小工期压力。可根据具体情况选择钻孔灌浆、灌砂石等措施。

4.2对站场、油库的建议

（1）在场地范围及附近不得大量抽取地下水，以相对保持场地地下水的平衡，以免造成地表沉陷。

（2）当基底下溶洞顶板厚度1m以内者，必须挖开处理，剔除溶洞、溶槽裂隙中的充填土，用100#毛石混凝土灌满填实，作为基础的垫层；当基底下溶洞顶板厚度大于3m，可不予处理；当基底下溶洞顶板在1～3m之间者，经确认顶板厚度大于洞径的，可以不处理，小于洞径的，则必须处理。

（3）对溶沟、溶槽不良地基的基本处理方法：在基坑中存在溶沟时，当沟宽＜300mm者不必处理，沟宽300～600mm者可挖去沟宽深度的土，表面用木夯夯实，填100#砼即可，因为小于600mm宽溶沟内留下的充填土，在荷载作用下沟侧及底部岩石对土的限制，其压缩变形很小，不会对基础产生影响。沟宽＞600mm者，或者沟宽虽＜600mm，但基坑底面积需要处理的面积＞20%者，应采用钢筋网跨越的方法处理。