综合勘探技术在岩溶地区勘察评价中的应用

张博

摘 要：近年来，伴随着建筑行业的持续发展，公路建设量不断增加，对运输能力、经济效益产生巨大影响。然而因公路使用时间的延长，易遇到岩溶发育带来的诸多问题，公路路基段建设、运营中，因巨大荷载的影响，使其出现坍塌现象，影响公路的正常使用。岩溶地区勘察中，因岩溶发育地区不确定性、隐蔽性显著，增加勘察难度。为保证工程的正常施工，需做好勘察工作，以在充分了解工程地质条件的情况下，保证工程质量。下面本文从常用勘探技术出发，总结勘察原理和在岩溶地区勘察中的应用效果。

关键词：综合勘探技术；岩溶；应用

中图分类号：U452 文献标识码：A

岩溶是可溶性岩层在水的影响下溶蚀，产生各种形态的总称。按照岩石成分可将其划分为硫酸盐、碳酸盐等。近年来，随着建筑业的不断发展，施工人员更加了解岩溶，并开始了对岩溶地质地貌、影响因素等方面的研究，获得显著效果。而勘察作为工程基础，若不做好勘察工作，将加大后期的设计、施工难度，故做好勘察工作是非常重要的，能为日后岩溶发育情况的评估提供保障。

1.岩溶地区的勘探技术

1.1 工程测绘和调查技术

工程测绘和调查技术是对岩溶地区地质、地貌等的调查、测绘，从宏观角度分析岩溶分布、性质，并根据相关资料勘察地质。该方法操作简便，能给岩溶地区的工程提供可行性资料。

1.2 遥感技术

遥感技术包括卫星遥感、红外线感应等技术，凭借诸多优势被广泛用于工程勘察中，给地质勘探行业带来严重影响。比如：遥感技术工作效率高，适合大区域岩溶地区的勘探，能清晰、直观地显示岩溶地区地貌、结构。通常情况，多将遥感技术用于大型工程位置的选择上，基本位置的选择使用比较少。

1.3 地球物理勘探技术

地球物理勘探技术多用于结构复杂的岩穴中，随着近年科技水平的提高，CT技术、雷达探测技术等被广泛用于岩溶地区勘察中，尤其是岩溶位置定位、洞穴坍塌定位中，效果显著。通过地面下沉监测方法的运用，能动态性地监控洞穴坍塌，但效果并不突出。这种情况下使用雷达探测技术，能直接监测岩溶系统中的水动态，且这种智能化的技术还能增强洞穴坍塌的监测效果。另外，地球物理勘探技术还能用于大区域岩溶发育、深层次岩溶分布情况的勘察中，但从实际情况来看，勘探结果易受技术、施工场地的影响。

1.4 示踪试验技术

岩溶地区勘察中使用示踪试验技术，能测定岩溶地下水的连通情况，检测岩溶发育及溶洞之间的连续性。示踪试验技术操作简便，安全、可靠，但该技术只能用于有水的溶洞中。

1.5 管波探测技术

管波探测技术是工程钻孔中借助管波作为场地，探测孔周围溶洞、裂缝等地质的新型方法，也就是用桩位中心的钻孔，通过所发射的管波，能准确记录、分析信号，便于勘探整个桩位发岩溶、裂缝情况，为桩基桩持力完整性的评估奠定基础。

1.6 工程地质原位测试技术

工程地质原位测试技术多在试验中融入针对性标准对溶洞情况、溶洞填充物、岩溶地质特征等进行测定，该技术在岩溶地区中广泛使用，现阶段已有着丰富的操作经验。并且，该技术操作简便，费用少，是众多勘探技术中比较常用的。

1.7 模型试验

岩溶地区勘察中使用合理的模型，对地质条件、土层实施模拟处理，比如：模拟岩溶地区的地基坍塌过程。

2.勘察原理

2.1 高密度电法工作原理

高密度电法工作原理类似于常规的电阻率法，是将岩土体电性差异基作为基础的方法，在电场施加作用下的电流分布规律，推断地下所具备的电阻率、地质体情况。该方法的物理前提是地下介质间的导电差异，和常规的电阻率法相似，高密度电法通过电极向地下提供电力，然后在两极之间测量电位差，从而得出准确的视电阻率值。根据最终得出的视电阻率剖面，实施计算、分析处理，能得到地下层的电阻分布情况，便于准确划分地层，判断电流异常等。

2.2 孔内电视勘探

孔内电视勘探系统原理是在设备中使用特殊性的棱镜成像耦合器，将钻孔中的图像无死角地显示出来，借助计算机技术控制图像的采集，满足模型、数值之间的转换需求。图像处理系统能自动的处理、采集、记录孔壁图像，并将其保存至硬盘中，用二维、三维的形式展示出。另外，孔内电视勘探系统也能把锥面反射镜中的图像转换成柱状图、展开图。

3.综合勘探技术在岩溶地区勘察中的应用结果比对

3.1 测绘和钻孔、物探对比

拟修建长380m，线路中心最高36m，属于溶蚀、侵蚀地貌，冲沟呈现Y型分布在山体中间，自然坡度处于25°～31°之间，左侧在下山腰处，山体的最高高程为1070m。路段的左侧为岩溶洼地，沟谷高程980m，路基通过段面高程1009m。

通过工程地质测绘、钻探，发现地表多覆盖粉质黏土、碎石土，厚度处于3.4m～15m之间，下伏基岩为灰岩。该路段左侧呈现漏斗状，是当地地表水的排泄通道，山脚处存在早前岩溶坍塌时形成的洞穴。地质测绘结果显示，溶孔、溶槽发育显著，处于岩溶的中、强发育阶段。

3.2 钻探及孔内电视成果对比

通过对地质测绘、物探结果的综合，发现该勘察工作共沿着路基横向、纵向布置6个左右的钻孔。并且，对钻孔进行了针对性的试验，结果：①LK01钻孔。该钻孔多位于线路中心，钻孔深度处于3m～8m之间，多为溶蚀破碎带，溶沟、溶槽发育显著。其中，半充填溶洞深度处于5m～8m之间，充填物是碎块，根据孔内电视显示，溶孔、裂缝等形态过度发育，和钻探结果基本相似；②LK02钻孔。该钻孔位于线路中心左侧4m～5m处，在半山腰。结果显示，溶蚀破碎带深度在14m以内，溶蚀现象过于发育，其中，半充填溶洞深度处于1.5m～2.5m之间，充填材料是碎块。孔内电视结果显示，溶孔、裂缝等形态过度发育，且局部被黏土、砂土填充，钻探、孔内电视结果基本相似；③LK03L、K04、LK05、LK06钻孔。这4个钻孔在山间低洼处或山腰，钻探结果显示，这4个钻孔比较完整，仅局部可见形态发育情况。孔内电视结果表明正常，局部见溶槽发育，和钻探结果相似。

3.3 勘探成果

本次综合勘探结果显示，该路段地层为中风化的灰岩，测绘、钻探、孔内电视结果基本相似；路基段的岩溶处于中等发育阶段，路基填筑过程中可先清除表面软土，并对影响路基底部的溶沟、裂缝等实施注浆处理。

结语

在岩溶地区开展勘察工作意义重大，因岩溶地区勘察工作烦琐、复杂，实际施工中需充分了解施工场地、地质特征，全面掌握地质、分布规律，并给予勘探地区准确的评价，以制定科学、合理的施工方案。本文通过对岩溶地区实施综合勘探发现：测绘技术能清晰、直观地掌握的岩溶规律、发育特征，为勘探技术的选择提供保障；高密度电法能勘察出岩溶深度、发育情况，钻探技术通过岩芯的直接取出，能全面了解内部充填、岩溶发育情况；钻孔电视能从勘探孔内直接采集图像，准确定位岩溶发育现状，增强勘探资料的可行性，保证勘探工作的合理性、安全性。综合勘探技术在岩溶地区勘察中的应用，能从某种程度上消除单一方法带来的局限性，增强勘探资料科学性，为岩溶地区工程施工奠定基础。

参考文献

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