王 智 強

(1.深圳市房地產(chǎn)評估發(fā)展中心，廣東 深圳 518034； 2.深圳市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中心，廣東 深圳 518034)

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城市可溶巖區(qū)地面塌陷災(zāi)害勘查重難點問題分析

王 智 強1,2

(1.深圳市房地產(chǎn)評估發(fā)展中心，廣東 深圳 518034； 2.深圳市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中心，廣東 深圳 518034)

結(jié)合巖溶地面塌陷勘查經(jīng)驗，從資料收集與整理分析、地質(zhì)測繪、物探、鉆探、試驗等方面，闡述了地質(zhì)調(diào)查工作的重點，在普查深圳市的基礎(chǔ)上，將巖溶發(fā)育區(qū)作為重點研究區(qū)域，采取多種手段查明了可溶巖的分布范圍及其發(fā)育規(guī)律。

巖溶勘查，地質(zhì)測繪，高密度電法，巖溶發(fā)育規(guī)律

1 概述

深圳市位于廣東省南部，以丘陵地貌為主，在深圳市東北部現(xiàn)龍崗區(qū)、坪山區(qū)、大鵬新區(qū)覆蓋型與埋藏型巖溶發(fā)育。近年來隨著該區(qū)域經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展，城市化進程加快，巖溶區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件對城市規(guī)劃的影響越來越大。如坪地香港城等項目均因前期對巖溶區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件了解不夠深入而在工程建設(shè)時，改變設(shè)計方案，增加了建設(shè)成本，使項目的投資風(fēng)險加大。深圳市經(jīng)濟高度發(fā)達，人口密度大，地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)，一旦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，傷亡人數(shù)多，財產(chǎn)損失大。因此在規(guī)劃建設(shè)之前查清擬規(guī)劃區(qū)域的巖溶發(fā)育地質(zhì)環(huán)境條件對區(qū)域規(guī)劃及招拍掛出讓用地等提供了重要的基礎(chǔ)資料。

常見的地質(zhì)調(diào)查工作主要包括資料收集與分析、鉆探、地球物理勘查、地球化學(xué)、測試等。但城市區(qū)域在很多方面與野外區(qū)域地質(zhì)調(diào)查不同，由于城市內(nèi)通信電力等管網(wǎng)錯綜復(fù)雜，電磁場相互干擾，車流以及工廠機器引起的震動波的影響，主干道路將區(qū)域人為分割造成工作面不足等特殊性，使得有些在其他區(qū)域應(yīng)用效果很好的方法并不適合在城市地區(qū)應(yīng)用。需要從城市地質(zhì)環(huán)境特點出發(fā)，抓住重點，選擇適合城市地區(qū)特點的技術(shù)方法，或采取不同的工作時間以規(guī)避不利影響，以取得良好的勘查成果。筆者根據(jù)實際工作經(jīng)驗，對各種方法的重點難點敘述如下。

2 搜集資料

地質(zhì)調(diào)查均是在前期地質(zhì)工作的基礎(chǔ)上進行的，前期地質(zhì)成果是當(dāng)前地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)和依據(jù)，其可靠性和準確性比較重要。通過對以往資料的分析，可以找到開展相關(guān)工作的切入點，對項目的立項，開展都具有十分重要的意義。在對龍崗區(qū)坪地街道一項目勘察資料進行分析時，發(fā)現(xiàn)該項目所在位置的基巖為可溶巖，該項目所在位置與原有的1∶50 000地質(zhì)成果資料所標示的可溶巖與非可溶巖分界線距離較遠。這一發(fā)現(xiàn)為該區(qū)域1∶10 000比例尺的巖溶地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查項目立項提供了有力的立項依據(jù)。

對于巖溶易發(fā)區(qū)附件的樓盤的地質(zhì)勘察報告應(yīng)重點收集，巖溶區(qū)工程地質(zhì)勘察報告一般鉆孔比較密集，對劃定巖溶易發(fā)區(qū)分界線和分析巖溶發(fā)育規(guī)律提供了重要的基礎(chǔ)資料。龍崗區(qū)坪地街道巖溶調(diào)查期間通過對中心區(qū)相鄰項目中航鼎尚華庭，坪達雅園，福地花園，坪地中心小學(xué)等項目資料的搜集共搜集到341個鉆孔，揭露土洞18個，溶洞311個。通過資料收集，一方面大大降低了勘察成本，另一方面也節(jié)省了項目時間。對分析坪地街道巖溶發(fā)育規(guī)律提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

搜集的資料應(yīng)完整準確，成果資料包括不同比例尺的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料，水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等調(diào)查與評價報告，地質(zhì)災(zāi)害評估報告，專題調(diào)查研究、工程地質(zhì)勘察、地球物理探查等綜合性研究勘察資料與成果報告。原始資料包括各種野外記錄，實際材料圖、鉆孔柱狀圖、野外記錄本、土工試驗報告、水質(zhì)分析報告、巖石單軸抗壓強度報告等。工程地質(zhì)勘察資料應(yīng)搜集有地形配套的鉆孔分布圖或準確的鉆孔坐標，一些前期的小型廠房或者宿舍樓的勘察項目并沒有采用深圳市坐標系或西安坐標系，而是采用了場地周圍的某一點作為坐標原點，這就增加了資料的利用難度。需要通過項目名稱，報告內(nèi)項目概況的描述以及建筑物形狀，結(jié)合已有的地形圖或者通過與項目負責(zé)人的溝通進行位置確認。

3 遙感

通過資料和遙感數(shù)據(jù)分析，解譯地貌類型，進行野外調(diào)查，并與資料對比分析巖溶發(fā)育的地形地貌條件，確定地下水的流向分布，為分析巖溶發(fā)育規(guī)律提供基礎(chǔ)資料。通過利用現(xiàn)有的航、衛(wèi)片資料，可以有效減小野外工作量，提高工作效率?？赏ㄟ^google earth 或百度地圖的標注功能提前標注好觀測路線或觀測點，利用相應(yīng)手機軟件共享標注點，在現(xiàn)場野外調(diào)查時結(jié)合手機定位功能，可有效提高工作效率。google earth可提供及時高精度的衛(wèi)星影像資料，但是在使用時應(yīng)注意坐標的修正。應(yīng)充分利用不同時期的衛(wèi)星影像資料，動態(tài)分析，對調(diào)查區(qū)做全面的了解。在利用航、衛(wèi)片進行劃分地貌單元，確定地貌形態(tài)時，應(yīng)著重對洼地，漏斗，谷底等巖溶負地形和溶丘洼地，峰叢洼地等巖溶地貌組合動態(tài)的解譯，解譯各種水文地質(zhì)現(xiàn)象。

4 地質(zhì)測繪

地質(zhì)測繪是后續(xù)相關(guān)工作的基礎(chǔ)，主要任務(wù)是查明地質(zhì)環(huán)境條件及巖溶塌陷發(fā)生發(fā)展的基本規(guī)律。測繪范圍應(yīng)包括巖溶塌陷現(xiàn)象分布及影響的全部區(qū)域，以及塌陷發(fā)生的動力因素的影響范圍。測繪應(yīng)采用比例尺高一級的地形圖作為底圖，在測繪之前應(yīng)根據(jù)已經(jīng)收集掌握的地質(zhì)資料編制地層巖性柱狀圖，確定填圖單位。觀測路線在圖上的間距一般為2 cm～3 cm，觀測點的間距一般為1 cm～3 cm，或圖面0.25個點/cm2～1個點/cm2，其密度不要均勻分布，應(yīng)按復(fù)雜程度適當(dāng)加密或稀疏[1]。

5 鉆探

鉆探是進行城市地質(zhì)勘查的主要方法。通過鉆探可以進行分層，劃分工程地質(zhì)層組，劃分基巖風(fēng)化層(帶)，確定基巖起伏面，驗證物探異常，驗證隱伏斷裂和活動斷裂。進行地下水動態(tài)監(jiān)測，采集地下水水樣及深部巖土試樣[2]。鉆探可以準確可靠地反映地層的實際情況，但是成本較高，在城市地質(zhì)調(diào)查中應(yīng)合理布置工作量。鉆孔要結(jié)合物探線的解譯成果進行布置，一方面要合理控制間距，間距過大，不能保證精度要求，間距過小覆蓋范圍過小造成資源浪費。鉆探要盡量布置在物探解譯的異常點，物探揭露有溶洞或在斷層或者巖性分界線的位置。

巖溶區(qū)調(diào)查鉆探有的位于廠區(qū)內(nèi)的空地，有的布置在道路兩側(cè)或道路交叉口，因此鉆探安全問題不容忽視。鉆探的安全不僅包括鉆機施工的安全、過往行人及車輛的安全。城市道路范圍地下管線較多，地下管線的安全不容忽視。根據(jù)深圳市市政及地鐵項目鉆探經(jīng)驗，通過在開孔前進行管線探測和進行挖深不小于3 m的挖探，可以在很大程度上避免管線事故。在布置鉆孔前應(yīng)收集水電燃氣通信等管線資料，在平面布置鉆孔時應(yīng)盡量避免管線集中的位置。在現(xiàn)場施工之前，應(yīng)邀請管線的管理或權(quán)屬單位進行現(xiàn)場確認，保證合理的安全距離。

應(yīng)合理分配鉆探工作量，調(diào)查工作是一個循序漸進的過程，通過物探的異常布置鉆探工作，鉆探中發(fā)現(xiàn)需進一步查明的情況，再布置物探，因此布置鉆探和物探工作量時應(yīng)預(yù)留10%～20%的工作量，以便后期調(diào)節(jié)使用。

鉆探工作在地質(zhì)測繪及物探工作的基礎(chǔ)上進行,每一個鉆孔都盡量考慮綜合利用,滿足多種需求。同一個鉆孔不僅可以承擔(dān)普通地質(zhì)勘查的功能，在合理布置鉆孔后可以與跨孔CT鉆孔合并使用。抽水試驗鉆孔經(jīng)過在孔口進行加固及在周邊設(shè)置指示牌提醒周邊人員注意保護，可作為長期水文觀測孔，以避免重復(fù)投入。

6 物探

深圳市巖溶多為埋藏型或覆蓋型，地質(zhì)構(gòu)造露頭較少，給查明巖溶發(fā)育和地質(zhì)構(gòu)造特征帶來很大的難度?？辈閰^(qū)位于建成區(qū)，基礎(chǔ)設(shè)施完善，交通道路錯綜復(fù)雜，長距離布置物探測線受到限制，同時也增加了物探資料解譯的多解性。當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)、生活干擾較大，對物探數(shù)據(jù)采集影響大。為避免不利影響在開展工作前應(yīng)對區(qū)域地質(zhì)做一全面系統(tǒng)的了解。收集勘查區(qū)區(qū)域地質(zhì)資料、水文地質(zhì)資料、地質(zhì)災(zāi)害規(guī)劃資料以及周邊地區(qū)的巖土工程勘察成果資料。進場施工前，先進行現(xiàn)場踏勘，在分析收集資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場踏勘情況擬定施工方案，進行實驗剖面測量，合理布設(shè)物探測網(wǎng)。

在進行高密度電法測試時，接地電阻是現(xiàn)場一個重要的試驗參數(shù)，是直接檢驗成果質(zhì)量的指標。接地電阻與電極半徑，入土深度以及電極附近的巖石土壤電阻有關(guān)，電極半徑越大，電極表面積大，接地電阻越小。同樣電極入土深度越大，與土壤接觸面積越大，接地電阻越小。接地電阻與電極附近的巖石、土壤的電阻率成正比，土壤電阻率小，接地電阻便小，反之則大。城市道路以水泥路面或瀝青混凝土路面為主，在實際操作時，嚴格按照國家相應(yīng)的規(guī)范及技術(shù)標準設(shè)置接地電阻報警值，保證足夠大的供電電流和供電電壓，并現(xiàn)場繪制視電阻率剖面，檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，保證野外第一手數(shù)據(jù)質(zhì)量準確可靠。為保證接地電阻在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)，對水泥混凝土路面可采用土堆澆透鹽水后，打入電極，減小接地電阻。當(dāng)測線橫穿交通道路時，應(yīng)采用線槽對供電電纜和接收電纜進行有效保護。經(jīng)過實地驗證，在混凝土路面效果良好。但對于瀝青混凝土，由于瀝青的排水性，澆鹽水的方法效果不理想，因此在實際布置物探線時應(yīng)盡量避開瀝青混凝土路面。

7 試驗

常用的試驗方法有標準貫入試驗、抽水試驗、連通試驗和室內(nèi)巖土試驗，其目的是獲得不同巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)和水文地質(zhì)參數(shù)，為評價工程地質(zhì)環(huán)境條件和研究巖溶塌陷發(fā)育規(guī)律提供定量指標。對于標準貫入試驗應(yīng)加強現(xiàn)場管理，由于目前鉆探隊伍魚龍混雜，有些施工人員為了偷工減料以標貫器直接在鉆探巖芯上面刻樣，然后在班報表編造試驗數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場應(yīng)實行旁站取樣，禁止包樣。對于現(xiàn)場抽水試驗，應(yīng)首先明確目的是為獲得可溶巖滲透系數(shù)還是第四系砂層的混合流的抽水試驗。根據(jù)地層的滲透系數(shù)合理選擇水泵的功率，功率過小，水位降不下去，功率過大地下水不能及時補充不能形成穩(wěn)定的降水水位。在建筑物附近抽水時應(yīng)考慮對周邊建筑物的影響，避免因降水引起建筑物不均勻沉降開裂。

8 結(jié)語

可溶巖區(qū)地質(zhì)調(diào)查是進行城市區(qū)域規(guī)劃和制定地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃的重要基礎(chǔ)資料。只有精心組織，科學(xué)安排，嚴謹施工才能保證成果資料準確可靠。地質(zhì)調(diào)查節(jié)點多，難度大，只有抓住重點，提綱挈領(lǐng)，才能科學(xué)高效完成工作。

[1] 劉傳正.地質(zhì)災(zāi)害勘查指南[M].北京：地質(zhì)出版社，2000：189.

[2] 程光華.中國城市地質(zhì)調(diào)查技術(shù)方法[M].北京：科學(xué)出版社，2013.

Discussion of the key issue of subsidence disaster exploration in city karst area

Wang Zhiqiang1,2

(1.ShenzhenCenterforAssessmentandDevelopmentofRealEstate,Shenzhen518034,China;2.ShenzhenCenterforEnvironmentalMonitoringofGeology,Shenzhen518034,China)

Relied on the experience of karst collapse exploration, a series of site investigation method for karast collapse problem was proposed, which includes collecting and collating the data, geological mapping, geophysical prospecting, drilling, tests. Based on the Shenzhen general survey for all the test data, this study play insight into how to find karst developing region and obtain its location and growing-developing regularity.

karst exploration， geological mapping， high density resistivity method， karst development law

1009-6825(2016)20-0070-03

2016-05-03

王智強(1983- )，男，碩士，工程師

TU412

A