陳 倉
(廣州市廣東有色工程勘察設(shè)計院,廣東 廣州 510000)
中國是一個巖溶相對發(fā)達的復(fù)雜地貌國家。隨著我國社會的不斷發(fā)展和經(jīng)濟體量的增加,巖溶地區(qū)的工程項目越來越多。過多的工程建設(shè)容易導(dǎo)致巖溶地基出現(xiàn)地質(zhì)問題,譬如巖溶地基的穩(wěn)定性,巖溶滲流和巖溶塌陷等巖溶工程地質(zhì)問題越來越受到重視[1]。二十一世紀(jì)以來,由于頂管地層的施工導(dǎo)致施工區(qū)域周圍土結(jié)構(gòu)變形,使土層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移,并且地面下沉,影響周圍建筑物的安全,嚴(yán)重的可能會造成居民生命安全隱患。所以,有必要做好頂管地層工程的巖土勘查技術(shù)分析,防止安全隱患的發(fā)生[2]。
(1)地質(zhì)測繪。地質(zhì)測繪通常含有地表測繪和洞穴測繪。在明確各種相關(guān)地質(zhì)要素的基礎(chǔ)上,找出巖溶現(xiàn)象分布情況和地下水分布情況是地表測繪的最低要求,其內(nèi)容有:首先,測繪地區(qū)水平和垂直方向上巖溶與非巖溶區(qū)的分布以及間距情況。其次,現(xiàn)場勘測區(qū)域內(nèi)巖溶地層中結(jié)構(gòu)面各方面的力學(xué)特性,掌握其中之間的聯(lián)系,劃清不同結(jié)構(gòu)面的水理性質(zhì)的主導(dǎo)方向的差別;第三,依照各種自然和已知的水分布情況,掌握水分布與河流系統(tǒng)是否有關(guān),并協(xié)助洞穴的勘測。同時還有必要結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造和地貌條件,找出巖溶地下水系統(tǒng)的位置及其補給和排放狀況。洞穴調(diào)查的任務(wù)主要包括以下兩個方面:第一,找出洞穴的形態(tài)特征及其與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系,尤其是屋頂高度和結(jié)構(gòu)面性質(zhì)的測量,為今后研究巖溶提供數(shù)據(jù),分析巖溶發(fā)育和頂板穩(wěn)定性;二是明確地下水系統(tǒng)的情況,通過追尋地下水道,明確地下水系統(tǒng)的環(huán)節(jié)和供水源之間的聯(lián)系[3]。
(2)地球物理勘探。地球物理勘探不要根據(jù)不同物體的物理特征進行各自區(qū)分。根據(jù)物體的不同特點,采取不同的地球物理勘探方法,如電阻率法,頻率探測法,電位法,電磁法,聲學(xué)探測法,放射性測井法等。對于巖溶結(jié)構(gòu)檢測一般會采用高密度電阻率法、電位法,有時根據(jù)情況也會采用電阻率和探地雷達。
(3)工程鉆探。地質(zhì)勘查中應(yīng)用最為廣泛的方法就是工程鉆探,但這一方法的耗時較長,該方法不僅能夠準(zhǔn)確地檢測鉆井位置和周圍地層狀態(tài)(巖土性質(zhì),厚度,地下水位等),也能夠測試鉆孔的原位和測試巖土芯的鉆取,獲得更可靠、更全面的巖土數(shù)據(jù)[4]。這種方法幾乎可以在除地形條件之外的任何條件下使用。鉆探工作的任務(wù)是能夠掌握巖溶在地下一定范圍內(nèi)的分布情況,特別是在地質(zhì)調(diào)查和地球物理勘探結(jié)果的基礎(chǔ)上,在地表沒有巖溶現(xiàn)象或覆蓋層的情況下,結(jié)合工程要求指導(dǎo)鉆井安排。工程地質(zhì)調(diào)查中使用的鉆探方法不一,因此有必要綜合實際情況選擇合適的勘查方法。另外,發(fā)揮鉆孔的作用以更好地了解地質(zhì)條件,鉆井時,經(jīng)常需要進行水文地質(zhì)工作,如鉆孔水壓試驗或抽水試驗等[5]。
(4)遙感技術(shù)。遙感技術(shù)是基于電磁輻射理論,將電磁波技術(shù)應(yīng)用于各種探測器之中,以實現(xiàn)遠程目標(biāo)輻射到電磁波信息的接收,傳輸?shù)降孛娼邮照咎幚?,形成遙感數(shù)據(jù)或者圖像資料,以此檢測并識別對象的整個過程。這是基于現(xiàn)代物理學(xué),數(shù)學(xué),電子計算機技術(shù)和地質(zhì)法等全面發(fā)展的基礎(chǔ)之上發(fā)展而來的。遙感在新的鐵路選線,水利水電工程區(qū)域穩(wěn)定性評價,巖溶水庫滲漏分析等方面應(yīng)用價值廣泛,在渾水河流和青江流域規(guī)劃以及大瑤山鐵路隧道選線中也取得了較為滿意的勘探效果。
必須在施工開始前,制定好一份勘查綱領(lǐng),并且其內(nèi)容必須完整,明確勘查目的和工作要求,設(shè)計要規(guī)范。合理安排勘查期間的施工,時間不宜太緊??辈榫V領(lǐng)需要通過相關(guān)部門審批后進行開工,在施工中要根據(jù)既定的綱領(lǐng)進行施工指導(dǎo),認真履行相關(guān)內(nèi)容。在開始工作之前,檢查每個鉆機的檢查報告完整與否。如果相關(guān)證件不完整,則不允許開始施工。在鉆取樣品時,應(yīng)及時進行,而不可以事后補充。
樣品應(yīng)嚴(yán)格按要求密封,并及時送到實驗室,以保證土壤巖石各種物理力學(xué)指標(biāo)的準(zhǔn)確性,檢測并做好相關(guān)記錄。
需要了解巖溶、洞穴的發(fā)育狀況,判斷其破壞程度和發(fā)展?fàn)顟B(tài),并預(yù)先對地層的穩(wěn)定性和工程施工可行性做出評價;工程勘查的可行性分析需要根據(jù)工程地質(zhì)圖和綜合地球物理勘探為主要依據(jù),勘探點間距不可以超過標(biāo)準(zhǔn)要求,巖溶開發(fā)區(qū)應(yīng)加強密度。在測繪和物探過程中,需要位于具有典型性的區(qū)域進行驗證鉆孔。受控探測孔的深度應(yīng)穿過表層巖溶帶。前期勘查工作應(yīng)了解巖溶洞穴及其相關(guān)土洞和崩塌的分布狀況,以及發(fā)展情況和規(guī)律,并根據(jù)場地的可行性進行劃分施工區(qū)域。
了解擬建工程及受影響區(qū)段內(nèi)各種巖溶洞穴和土洞的分布、尺度、巖溶填埋特性等特征,并針對地基設(shè)計和巖溶治理提出意見。
①勘探線應(yīng)根據(jù)建筑物軸線嚴(yán)格進行設(shè)置,勘探點間距應(yīng)根據(jù)要求設(shè)定,情況特殊時,應(yīng)為每個獨立基礎(chǔ)安排勘探點;②除滿足規(guī)定要求外,勘探孔的大小需要當(dāng)基礎(chǔ)土層厚度不符合規(guī)范要求時,部分或全部勘探孔鉆入基巖;③如果在預(yù)定深度有異樣,可能會影響基礎(chǔ)的穩(wěn)定性,應(yīng)鉆入洞底部基巖下,深度必須大于兩米;④對于每個樁柱的基礎(chǔ)都要布置探孔;⑤可以用靜態(tài)探測,輕功率探測,小口徑鉆探等手段詳細了解土洞和崩塌區(qū)的發(fā)育情況;⑥如果要求找出斷層、巖群邊界、洞室和坍塌等情況時,必須安排合理的探井。⑦物探要考慮地區(qū)物理條件選取科學(xué)的方法,鉆探檢驗異常點。若檢測到危險洞穴時,勘探點應(yīng)進行加密;⑧任何可以進入的洞穴,都必須經(jīng)過勘查方可進入,對于人員無法進入的洞穴,應(yīng)當(dāng)使用井下探頭等檢測設(shè)備。具體的工作內(nèi)容和工作量需要依照巖溶地基的設(shè)計和施工要求進行。在相關(guān)勘查地段,探頭可以布置在已挖掘的溝槽中進行檢測。對于體積較大的嵌巖樁,勘探點應(yīng)密集分布,且勘探深度應(yīng)大于底部樁下直徑,且不小于5m。
綜上所述,當(dāng)今形勢下,我國的基建設(shè)施行業(yè)得到了快速發(fā)展,整體規(guī)模不斷擴大,因此提高巖土勘探技術(shù)水平是進行所有建設(shè)的基礎(chǔ),且技術(shù)方法種類較多,例如地質(zhì)測繪,工程鉆探,地球物理勘探,抽水試驗,遙感技術(shù)等多種工程方法。全面考慮各種技術(shù)與方法的優(yōu)勢劣勢,取長補短,相互支持,更全面了解巖溶地貌情況,客觀地研究巖溶地區(qū)的地質(zhì)狀況和水下環(huán)境情況,務(wù)必防止發(fā)生惡劣的巖溶地質(zhì)災(zāi)害,做好既降低了工作量,同時還可以實現(xiàn)工程任務(wù)目標(biāo)。