岩溶地区工程地质勘察方法探讨

傅 玉

(中石化石油工程设计有限公司，山东 东营 257026)

岩溶地区工程地质勘察方法探讨

傅 玉

(中石化石油工程设计有限公司，山东 东营 257026)

岩溶作用的主要危害是岩溶区形成地下溶洞、上覆土体中形成土洞造成岩溶塌陷对建筑物造成破坏。采用常规勘探方法与高密度电阻率法、地质雷达法等物探手段相互验证的技术方式，查明了岩溶的基本分布，取得了良好的工程效果，并提出一些在勘察过程中应注意的问题。

岩溶，钻探，物探，验证

0 引言

溶槽、溶沟等是岩溶地区较为典型的不良地质构造，是影响工程的重要隐患,甚至危及上部建筑安全，给工程设计和施工带来极大的困难。详细查清其分布范围及规模，为建设工程的技术核心重点、难点。

本文采用常规勘探方法并结合高密度电阻率法和地质雷达等地球物理的探测手段，综合评价场地的岩溶发育程度及分布范围。

1 工程概况

某压气站场地属低山—丘陵地貌单元，剥蚀—溶蚀槽谷地形；场地地形较平缓，呈北东高南西低，地面最大相对高差约10 m。

地层主要为第四系残积红粘土、红粘土夹块石土及三迭系下统嘉陵江组中厚层可溶性灰岩夹薄层含泥质灰岩，场地岩溶化发育程度较高，溶蚀洼地、落水洞、竖井等垂直岩溶形态分布广泛，形成庞大而复杂的地下水赋存空间和运移通道，地下水补给畅通、资源丰富，以暗河或岩溶大泉的形式集中向乌江泄流，动态季节变化较大。

2 勘探方法

在建(构)筑物边柱线、角点、装置位置布置勘探点；采用XY-150型钻机揭示地层层序、结构，岩土工程特性；采用瑞典地质雷达及E60D型高密度电法仪物探手段，沿拟建(建)构筑的边线布置物探测线进行岩溶探测。

3 常规勘探

工程地质测绘：主要调查、测绘地表岩溶的位置、数量、规模及特征等；地质钻探：主要揭露隐伏岩溶的位置、溶洞内的填充性质等。

3.1地表岩溶的分布情况

场地位于溶蚀槽谷中，周边斜坡地表基岩裸露，基岩表层溶槽、溶沟、石芽广泛发育，总体上呈现为槽谷套漏斗、漏斗套落水洞的复式岩溶景观。溶槽、溶沟在水平及垂直方向上发育不规则，无法准确确定其走向及规模，在一定深度内水平方向岩、土分布不均匀，水平方向上无连续的岩石界面。地表即见有落水洞、溶蚀漏斗、岩溶沟槽26处，岩溶点密度高达79个/km2，见图1，图2。

3.2隐伏岩溶分布情况

场地共有41个钻孔遇溶洞、溶蚀沟槽，1个钻孔遇土洞，见洞(隙)率为21%，线岩溶率为3.60%～38.7%，平均线岩溶率为17.8%，属岩溶中等—强发育区。

主要分布在场地北段和南段东侧，隐伏岩溶发育标高集中在355 m～365 m和370 m～375 m二段，形态以净高大于0.50 m的溶洞为主，最大净高为9.90 m，少数为净高小于0.50 m的溶腔，多由红粘土全充填或半充填，少量为无充填的空洞。地下隐伏岩溶以水平通道为主，与岩溶的区域发育规律相一致，见图3，图4。

场地内BZK84孔11.40 m～18.90 m段揭露约7.5 m高半填充的溶洞，但在其周围2.0 m处布置的6个加密钻孔均为揭露溶洞，未能查明溶洞的空间发育方向。

3.3构造对岩溶发育方向和规模的控制

场区岩溶发育具有一定的规律性，地表主要为溶沟、石芽、漏斗和落水洞等垂直岩溶形态，地下则主要为溶洞、溶腔等组成的小型水平岩溶管道系统。区内岩溶发育主要受构造控制，岩溶发育的主要方向，与地层走向和区域构造的展布方向一致，总体上呈北东—南西向，有顺岩层走向或沿纵张裂隙发育的特点；岩溶发育的次要方向，与区域挤压应力的作用方向一致，呈北西—南东向，即顺横张裂隙发育。

区内落水洞和岩溶漏斗在地表成串珠状分布，其连线方向与上述方向一致，表明构造对本区岩溶发育具有控制性作用。

4 工程物探方法及评价

4.1工程物探方法

1)高密度电法可以有效地探测空洞、圈定空洞的空间位置，并能探测充泥洞穴和充水空洞。本次为提高勘探精度，适当选择小极距，但为避免极距过小产生自身干拢等情况，选择2 m极距。

2)地质雷达具有分辨率高的优势，在岩溶勘察中曾取得了令人满意的效果。

4.2成果评价

地质雷达及高密度电阻率法所显示的剖面特征与钻探揭露的岩溶情况无统一的异常规律可循，除钻探所揭露溶洞外，在场地ZK16,ZK17孔间发现深部的雷达反射信号较强，推断可能为一处地下隐伏岩溶； BZK69,BZK70孔间发现一低阻圈闭异常区，推测可能为一处地下隐伏充填型岩溶发育区； ZK18,BZK80孔间发现一低阻圈闭异常区，推测可能为一处地下隐伏充填型岩溶发育区。

4.3异常分析

场地内局部基岩出露及施工场地内铺有碎石等影响，导致电极向下供电情况较差，形成高阻屏蔽效应，形成局部低阻假异常现象。通过现场测试可知，横向地质体勘探精度约2 m，且随着勘探深度加大，横向地质体最小识别尺寸也相应加大，约为深度的1/3～1/6；不同物探方法自身的局限性，对于在高阻背景环境下，电场对深部无填充型溶洞等高阻地质体反应效果较弱；场地内其他电场、磁场等因素的干扰等，均无法准确地查清整个场地的岩溶发育情况，推测的异常可能与实际情况不符。图5中BZK103,BZK105验证孔为揭露溶洞。

5 结语

1)岩溶场地勘察的特点是无规律可循，在已经揭露溶洞的钻孔周围加密钻孔后并发现新的溶蚀现象，因此，岩溶场地布置大量钻探的工作，工程意义不大， 建议工作重点为施工勘察及现场的施工处理。2)常规勘探方法与高密度电阻率法、地质雷达法等物探手段相互验证的技术方式效果明显，但由于测试场地内基岩出露、工业电线等干扰较大，影响有效信号，使物探数据出现一定偏差，成果分析时，应根据现场情况，综合分析测试成果。3)从总体情况来看，高密度电法、地质雷达勘探等勘察方法，不能完全揭露场地内存在的溶洞、溶蚀沟槽，对于大于2 m左右的溶蚀作用揭露效果较明显。

[1] 林济南.陆域高密度地震映象技术在岩溶勘察中的应用[J].西部探矿工程，2003(12)：72-73.

[2] 牛 磊.地质雷达在岩溶勘察中的应用[J].煤矿现代化，2013(5)：163-165.

[3] 罗 阳.地质雷达在岩溶地区对溶蚀带、溶洞的探测应用[J].交通科技,2013(5)：81-82.

[4] 柳文静.高密度电法在岩溶洞隙探测中的应用[J].安徽建筑，2011(1)：66-68.

Discussiononengineeringgeologicalprospectingmethodinkarstarea

FuYu

(SinopecPetroleumEngineeringDesignCo.,Ltd,Dongying257026,China)

The main harm of karstification is the formation of underground karst caves in karst areas and the formation of soil caves in overlying soil, causing karst collapse to destroy buildings. This paper adopts the conventional exploration method and geological radar method of high density resistivity method, such as geophysical prospecting means mutual authentication technology, the basic distribution of karst has been identified. It has achieved good effect of engineering, and puts forward some should pay attention to the problems in the process of investigation.

karst, drilling, geophysical, verification

1009-6825(2017)30-0068-02

2017-08-17

傅 玉(1981- )，男，工程师

P624

A