探讨岩溶地区工程地质勘察的合理方法

摘 要：岩溶即喀斯特，可溶性岩石在水的化学溶蚀作用下，以及流水的潜蚀、冲蚀和崩塌等机械作用下，形成了岩溶地貌，即喀斯特地貌。岩溶地区的地貌往往外形奇特，有洞穴、石沟、石林、石芽、溶洞、地下河、峭壁等，由于岩溶发育的不确定性，并且非常隐蔽，因此勘察起来难度非常大。甚至可以引发地质灾害，如山体崩塌、地面塌陷等。因此，基于岩溶地区极高的勘察难度，在工程地质勘察的过程中相关人员必须十分重视岩溶地区的具体情况，谨慎认真地做好每一步勘探工作。本文简述了岩溶地质的形成，分析其地基类型，并提出一些具体的勘察方法。

关键词：岩溶地区；地质勘察；方法

我国的贵州、西藏、新疆、云南、广西、河北、青海、湖南、湖北、四川、山西、内蒙等地均有大面积岩溶地质，由于我国的可溶性碳酸盐岩分布较广，这一种在特殊的地质条件下形成的地质越来越引起人们的关注。越来越多的学者和勘察队伍深入岩溶地区进行勘测和研究，并且已经取得了许多成就与成果。由于岩溶地质的特殊性，在该地区建设工程项目之前，首先要做好工程地质勘察工作，必须深入了解该地区岩层的岩溶发育情况，并收集相关的地质数据，为工程建筑的后续建设提供有用的数据支持，这也是有效保障建筑物整体稳定、安全的一项重要的前期工作。因此，如何有效的开展地质勘察工作成为了当前地质勘测人员首要探讨与研究的问题。为了掌握岩溶地区有效的地质勘察方法，就必需了解该地区的岩溶发育特性和规律。随着工程建设项目越来越多，在实地勘测中遇到的问题也不断出现，工程技术人员不断在实践中解决问题，总结经验，使岩溶地区的勘察技术和水平得到进一步提高。

1 岩溶地质的形成

中国现代岩溶是在燕山运动以后准平原的基础上发展起来的，岩溶地区一般有大面积分布的厚层石灰岩，气候比较湿润，流动水较多。岩溶地质的形成是地下水长期溶蚀石灰岩地区产生的结果，碳酸钙（CaCO3）是石灰岩的主要成分， 碳酸钙与水和二氧化碳发生化学反应生成碳酸氢钙[Ca（HCO3）2]，而碳酸氢钙可溶于水（CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2），由于石灰岩层各部石灰质含量不同，因此被侵蚀的程度也不同，于是就形成了千姿百态、外形不一的喀斯特地貌。在我国的西南地区岩溶发育较为普遍，但是它容易造成地面塌陷、水源漏失、山体崩塌、滑坡、岩溶滲漏、矿坑突水突泥、地裂等不良地质现象。

2 岩溶地基类型

岩溶在发育过程中，表面往往会出现溶沟、石芽等，地下溶洞也会破坏岩体的完整，在流水和其他机械力一起作用下形成岩溶地貌。岩溶地基类型有很多，以下简要概述了覆盖型、裸露型和埋藏型岩溶地基。

2.1 覆盖型

覆盖型岩溶地基上部的覆盖层往往在十米以上，甚至可以厚达几十米，主要被松散堆积物覆盖。根据其厚度的不同，也可分为浅覆盖型和深覆盖型，前者小于三十米，后者大于三十米。此外，根据岩溶地面塌陷机制，还可以将覆盖型岩溶区分为土洞型、沙漏型以及泥流型等不同的类型。其中，沙漏型塌陷是指在這一过程中由外力因素导致沙颗粒向溶洞和岩溶通道漏失而产生的地面塌陷现象。上覆土层的特性较为松软，一般情况下多为冲洪积砂、红粘土等，因此覆盖型岩溶地基需要格外关注建筑地面塌陷、地基沉降等问题，考虑在复杂地质条件下地基的实际承载能力。

2.2 埋藏型

碳酸盐岩石表面上被红土等松散土层覆盖，导致了溶岩被渗透水流溶蚀，最终形成了埋藏于松散土层下岩溶。通常情况下覆盖非可溶性岩石的大小、厚度不同，如果非可溶性岩石的强度以及厚度能够承载上部建筑物所需要的足够的承载力，那么其岩层下部的岩溶发育情况可以不在考虑范围内。埋藏型岩溶主要包括了石芽、溶沟、溶斗、溶蚀洼地等不同类型的岩溶，勘察人员则需要借助雷达技术来对岩溶中的流水动态的压力进行直接的监测，并且科学合理地运用智能化的监控来对于埋藏型岩溶进行有效的勘察。

2.3 裸露型

裸露型岩溶地基的地表往往植被稀少，这一岩溶的形成主要是因为岩石裸露地表，是过长期大气降水，地表水的溶蚀、侵蚀作用最终形成的，如石芽、溶沟、溶斗等。由于石芽表面非常陡峭，有些溶沟的深度甚至可达十米以上，并且能够与溶蚀所造成的溶隙相互连接，导致石芽表面起伏很大，很容易造成地基滑动，甚至会造成地裂缝、地基沉陷等工程问题。实际勘测中，将裸露型地基详细地分为石芽地基和溶洞地基，石芽地基是由于大气降水或者地表水侵蚀裸露碳酸盐裂隙及节理而形成的；而溶洞地基主要关注的是溶洞顶板的稳定性，通常顶板稳定性与顶板厚度、岩石性质以及水文地质条件等有关。石芽地基的基岩面不平整，起伏较大可能会使得地基不稳定产生滑动或沉陷等问题。

3 岩溶地区工程的勘察方法

由于岩溶地区的特殊性，可溶性岩层由于其生成的地质年代不同，因此经过长期的地质作用下岩层所形成的具体形态也是各不相同的，勘测人员应当遵从因地制宜的原则对该地区工程地质进行勘测。在实际勘测中，为获取更加详尽的地质资料，提高工程地质勘察的准确性，勘测人员必须一些现代化设备和技术开展岩溶地区工程地质勘察工作。

3.1 钻探

在工程地质勘察工作中，勘测人员需要重视钻探工具的合理使用。由于钻探适用范围非常广泛，并且受外界因素的影响非常小的特点，可以有效地勘测到一定深度地下岩层的岩溶发育情况。因此，钻孔的位置和钻进方法就十分重要，合理的钻孔布置有可以测得更为准确的数据，此外，为了能够有效的判断岩体的完整性并且保证岩溶鉴别的可靠性，勘测一般优先采用双层岩芯管金刚石钻头和泥浆护壁的钻进方法。

3.2 静力触探

运用压力装置，将配置有触探头的触探杆压入勘测土层，对土层的贯入阻力依靠量测系统进行测量，从而确定土层容许承载力、变形模量等物理性质称之为静力触探。在一定的地质条件下，静力触探可以有效地解决一些其他方法无法勘测到的问题，此外在覆盖型岩溶地基的地质勘察工作中，静力触探能够有效地探查到隐蔽土洞及其分布规律与位置，从而进一步提高土勘探的准确度。

3.3 遥感技术应用

遥感技术为岩溶地区工程勘察工作提供了强大的技术支持，遥感技术利用电磁辐射波对探测目标进行探测，最后依靠相关接受设备获得遥感资料，对岩溶形态及地质构造的识别具有极大的优势。随着我国随着航空航天技术的发展，遥感技术已经广泛地应用到岩溶地区的工程地质勘察工作当中。这就要求勘测人员对遥感资料根据地物表现出的色调、大小、阴影、组合图案等特征具有深入的了解。

4 结束语

相关勘测人员应当根据当地岩溶地貌的实际情况，了解岩溶发育全貌，如溶隙、溶洞、溶蚀带、水文地质条件等，制定适宜的质量保证系统措施、落实人员责任，通过多种方法对该地区进行勘察，提升勘察结果的准确性，进而提高岩溶地区的工程地质勘察的整体水平。

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作者简介：

段全江（1977- ）男，大专，汉族，助理工程师。