岩溶地区水文地质条件勘察的重要性研究

李宏飞

（安徽省地勘局第一水文工程地质勘查院，安徽蚌埠 233000）

水文地质调查是岩土工程地质勘察的重要组成部分，也是岩土工程地质条件评价不可或缺的内容。不同地区的水文地质条件是不同的，同一地区的水文地质条件在不同的时间段、季节等条件下也存在差异。因此，为了确保拟建工程的安全性，必须加强水文地质条件的调查工作。碳酸盐岩地区的水文地质条件与砂岩区、花岗岩区的存在明显差异，且碳酸盐岩地层受水文地质条件影响更加明显。因此，在岩溶地区（碳酸盐岩地区）研究水文地质条件极为重要。鉴于此，本文结合岩溶地区水文地质调查实例，分析水文地质条件研究在岩溶地区的重要性。

1 研究区域岩溶地质条件

岩溶地区的地质条件与其他区域（砂岩区、花岗岩区等）的地质条件存在明显的差异，因此，研究岩溶区的水文地质条件不能局限在研究狭小的范围内，而应该是分析其区域岩溶的地质条件，重点调查碳酸盐岩地层的空间展布形态以及出露范围，区域断裂构造、褶皱构造等的叠加破坏。同时，根据碳酸盐岩岩性的差异以及构造分布规律等评价岩石类型以及岩溶含水介质，如含水层类型等，进而评价含水层在水平延伸方向以及垂直倾向方向的变化规律。此外，在研究区域岩溶地质条件时，应加强地形地貌变化规律的研究，如研究区是位于区域岩溶地层单元的分水岭还是汇水区域内。如某拟建区域位于中二叠统栖霞组厚层微晶灰岩内，该灰岩局部含有少量的燧石结核，层厚约90～140m等，富水性强，在研究区水文地质单元划分中属于弱含水层；补给来源为大气降水，主要沿着岩溶裂隙以及构造裂隙补给，向碳酸盐岩地层形成的向斜轴部聚集，并沿着轴部裂隙向碳酸盐岩倾向方向排泄。

区域岩溶地质条件研究中应加强岩溶地区地下水的补径排条件，这是由于岩溶地区一般发育岩溶地貌，且以岩溶裂隙水为主，补给通道较发育，受地表水体的影响较大，尤其是大气降水。同时，由于岩溶地区各种裂隙极为发育，导致小裂隙逐渐发展成为大裂隙，进而发展形成地下暗河等。故在岩溶地区需加强补径排条件的研究工作，才能确保岩土工程条件评价的合理性。

2 调查岩溶发育规律

岩溶地区水文地质条件调查主要针对的岩溶发育规律，岩溶发育规律主要包括调查区内岩溶的形态特征以及空间分布规律、蓄水构造、地下岩溶管道以及岩溶裂隙、洞穴类型、结构以及形态特征等，查明岩溶地区是否存在地下暗河等。因此，岩溶地区水文地质条件调查至关重要。同时，岩溶发育规律也是评价岩溶地区是否再存地下暗河以及较大范围地下水的主要依据之一。岩溶发育规律研究中对岩溶地区裂隙的统计以及综合研究至关重要，包括断裂、褶皱、节理、岩层层面等软弱结构面，上述软弱结构面是岩溶裂隙发育的主要部位。

如某岩溶地区，为查明该区域深部岩溶发育规律，进行了电法测量（图1）。由图1可知：该剖面充电点7归一化[ΔU/(MN×I)]曲线零值点主要集中在116.5点附近，推测该区域所对应的地下水系与充电点7（干沟上游消水坑）可能连通。为验证该含水层的正确性，在该剖面上布置2个钻孔进行验证（ZK14.7-114、ZK14.7-118）。

ZK14.7-114钻探结果表明：0～27.0m主要为黄色粘土，夹少许白云岩团块岩溶被水或者泥浆填充、裂隙含水；27m以下主要为浅灰、灰色厚层块状粉中晶白云岩，该层含岩溶裂隙—溶洞水，其中36～37m裂隙发育，39～2m为溶洞。ZK14.7-116钻探结果表明：0～27m为褐黄色泥土夹灰、灰白色灰岩团块，为回填层；27～45m主要为浅灰、灰色厚层块状粉中晶白云岩，该层含岩溶裂隙—溶洞水，富水性强，45～51m为溶洞，抽水试验结果表明该孔水量大于463.62t/d。综合分析认为：剖面上覆地层杂填土夹白云岩团块、厚度约27m；下伏地层为三叠系下统茅草铺组浅灰、灰色厚层块状粉中晶白云岩、岩溶裂隙发育，含岩溶裂隙—溶洞水。

3 研究水位变化特征

岩溶地区的水文地质条件受补给影响较大，容易引起水位的变化，这是由于岩溶地区的地下水以岩溶裂隙水为主，在地下水形成之前，由于断裂、褶皱、节理以及岩层层面等薄弱区域的影响，使得地表水体沿着上述薄弱区域进行下渗，由于水的溶解作用，导致上述裂隙逐渐扩大，进而形成广泛而发育的岩溶裂隙，随着岩溶作用的不断持续，岩溶裂隙逐渐扩大，进而与周边的裂隙逐渐沟通，形成地下溶穴、溶洞等，最终形成地下暗河等。因此，岩溶地区的地下水与地表水之间的沟通性较好，所以该区域的地下水水位明显受地表水体的影响，进而导致水位变化较大。若拟建区域位于岩溶地区，则需要对该区域的水位变化进行充分的估计，这是由于一个区域的地下水水位是处于动态变化过程中的，不同季节地下水位是存在较大差异的（图2），而岩土工程条件受地下水影响较大。因此，查明拟建区域地下水位变化和最大地下水水位是提高岩土工程勘察质量的基础。岩土工程勘察中地下水位的变化对拟建工程的影响主要体现在：①若地下水位变化较明显，则在基坑开挖过程中可引起突水、涌水等事故，主要原因在于地下水位的突然增高使得上覆岩土层的静压力降低[3]；②对岩土层结构的影响，若岩土层一直处于饱水状态，当地下水位下降明显时，则容易造成原来饱水状态的岩土层逐渐失水，进而降低了岩土层的物理力学性能，极易引起拟建区域的不稳定沉降。

图2 岩溶地区地下水变化示意图

4 结束语

综上所述，岩溶地区的水文地质条件是复杂的，研究水文地质条件对准确评估岩溶地区工程地质条件意义重大。岩溶地区的水文地质条件受地貌、岩性、构造以及大气降水的影响较为明显，一般来说，潮湿多雨地区的岩溶地貌较发育，而干旱少雨区域的岩溶地貌不发育，对拟建工程的影响相对较小。本文以举例的方式分析了岩溶地区水文地质条件研究的重要性，同时为岩溶地区水文地质条件调查研究提供参考，为更加准确地评估岩溶地貌对拟建区域的影响提供指导。