冉 華
(貴州省有色金屬和核工業(yè)勘查局二總隊(duì),貴州 六盤水 553000)
近年來,我國國民經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷增長,各類工程項(xiàng)目日漸增多。為了保障工程的順利開展,需要在工程建設(shè)前對施工區(qū)域進(jìn)行巖土工程勘察。在此過程中,基礎(chǔ)地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用十分關(guān)鍵,因此研究分析基礎(chǔ)地質(zhì)勘察技術(shù)在巖土工程中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
在我國的西南地區(qū),巖溶發(fā)育情況較為普遍,很容易導(dǎo)致地面塌陷、巖溶滲漏、滑坡等不良地質(zhì)問題,在巖溶地區(qū)進(jìn)行巖土工程建設(shè)過程中,必須采取有效的地質(zhì)勘察技術(shù),掌握巖溶的規(guī)模、密度以及空間分布規(guī)律等。常見的地質(zhì)勘察技術(shù)分為以下幾種:
為了充分滿足巖土工程對地下巖層、土壤、地下水等情況進(jìn)行精準(zhǔn)的勘察,確保工程的順利開展,最常采用的地質(zhì)勘察技術(shù)就是鉆探技術(shù),它有助于相關(guān)勘察人員最直觀的掌握施工區(qū)域的地下巖層情況,為工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)提供科學(xué)的依據(jù)。根據(jù)鉆探方式的不同,鉆探技術(shù)分為沖洗、回旋及振動(dòng)鉆探三種,在實(shí)際工作過程中,相關(guān)工作者應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況,選擇相對恰當(dāng)?shù)你@探方式[1-3]。
受到不同地區(qū),地質(zhì)條件差異化較大的影響,單一的地質(zhì)勘察技術(shù)手段無法滿足巖土工程的地質(zhì)勘察需要。尤其是部分地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造相對復(fù)雜,可能存在較多的邊坡或者險(xiǎn)道,不利于鉆探技術(shù)的施工作業(yè)。針對這些特殊的施工區(qū)域,可以選用槽探技術(shù),直接對工程所在區(qū)域的勘察對象進(jìn)行最直觀的勘察,從而為巖土工程提供全面、詳細(xì)的地質(zhì)勘察信息。
高密度電阻率法實(shí)利用電極,對目標(biāo)勘察區(qū)域進(jìn)行供電,從而形成人工電場,利用地下巖土不同介質(zhì)的電阻率差異,從而根據(jù)巖土介質(zhì)的電阻率分布情況來判斷地下巖質(zhì)的結(jié)構(gòu)。相比較其他地質(zhì)勘察方法,該勘察上幾乎圖像清晰直觀、勘察精度高,可以實(shí)現(xiàn)對巖溶、特殊性土的分布進(jìn)行勘察確定。
所謂地震層析成像技術(shù),就是首先對勘查區(qū)域進(jìn)行鉆孔,然后對鉆孔區(qū)域巖體的波速進(jìn)行測試,根據(jù)不同介質(zhì)波速的不同,來對井間剖面的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行勘察。一般來說,對于完整石灰?guī)r而言,其彈性縱波波速均高于4500m/s,而存在一定溶蝕裂隙發(fā)育的灰?guī)r,其彈性縱波波速大約處于2800m/s到4500m/s,而巖溶充填物的彈性縱波波速低于2800m/s。由此可見,在巖溶發(fā)育地區(qū),采用該勘察技術(shù),可以有效完成基巖面的埋深、巖溶分布、溶洞分布以及溶蝕裂隙發(fā)育范圍等勘察。
該種地質(zhì)勘察技術(shù),主要利用了電磁波在地下傳播過程中,遇到不同地質(zhì)體,會(huì)產(chǎn)生不同的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,通過對電磁場強(qiáng)弱和特性的分析判斷,可以推斷出其性質(zhì)和空間形態(tài)。不同頻率的電磁波在地下的穿透深度不同,相同頻率的電磁波遇到不同的介質(zhì),穿透深度也存在差異。因此,采用大地電磁探測技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對地下溶洞的勘察。
為了提高巖土工程地質(zhì)勘察的質(zhì)量,在進(jìn)行野外巖土基礎(chǔ)地質(zhì)勘察之前,相關(guān)工作者應(yīng)首先重點(diǎn)了解野外勘察文件,做好相關(guān)資料的收集工作,根據(jù)基礎(chǔ)地質(zhì)的具體情況,確定勘察技術(shù)的科學(xué)合理應(yīng)用,從而避免因?yàn)榭辈旒夹g(shù)的選擇不當(dāng),影響最終勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。
作為基礎(chǔ)地質(zhì)勘察的重要技術(shù)性工作之一,通過野外勘察工作的開展,便于工作人員快速的、全面的獲取巖土工程所在區(qū)域的基礎(chǔ)地質(zhì)信息。二次過程中,對工作人員的現(xiàn)場操作要求較高,必須重視技術(shù)準(zhǔn)備工作的開展,確保各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足地質(zhì)勘察的要求。
在進(jìn)行采樣工作完成后,需要將采集到的地質(zhì)樣品送至試驗(yàn)時(shí),進(jìn)行室內(nèi)測試,從而獲取基礎(chǔ)的地質(zhì)數(shù)據(jù)。在室內(nèi)測試過程中,必須嚴(yán)格按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求進(jìn)行操作,確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。通常情況下,在開展室內(nèi)測試過程中,主要包含了兩個(gè)方面:第一,及時(shí)試驗(yàn)樣本,這一種樣本送到實(shí)驗(yàn)室之后就需要及時(shí)開展測試。第二,不必及時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)的樣本,這一類樣本可以采取有效的存儲(chǔ)方式保存采集的樣本,不必及時(shí)進(jìn)行樣本試驗(yàn)。
在開展基礎(chǔ)地質(zhì)勘查過程中,不應(yīng)忽視現(xiàn)場檢測技術(shù)的應(yīng)用。通過有效的現(xiàn)場檢測,有助降低工程的施工成本,保障工程的安全順利開展。工作人員可以根據(jù)現(xiàn)場檢測的實(shí)際結(jié)果,對巖土工程的施工方案進(jìn)行調(diào)整,從而降低工程風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生,提高工程的施工質(zhì)量。
某省為了推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,推進(jìn)旅游強(qiáng)省建設(shè),需要對現(xiàn)有的機(jī)場進(jìn)行擴(kuò)建。但由于該區(qū)域?qū)儆趲r溶發(fā)育區(qū)域,對機(jī)場工程的場地地基穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響。工程區(qū)域內(nèi)地勢呈現(xiàn)東高西低、南高北低的走勢,相對地面起伏較大,存在一定的溶丘和溶蝕洼地發(fā)育情況,且部分區(qū)域存在隱伏型巖溶。為了探明本工程區(qū)域的隱伏型巖溶發(fā)育情況,計(jì)劃采用電阻率探測、地質(zhì)雷達(dá)、地震映像等勘察技術(shù)。
本工程結(jié)合機(jī)場施工設(shè)計(jì)方案,沿著跑道的方向進(jìn)行電測探探測器的布置,現(xiàn)場設(shè)置普查點(diǎn)超過2萬個(gè),加密線約3200點(diǎn)。通過勘察結(jié)果來看(如圖1)部分區(qū)域存在較明顯的低阻異常情況,可能為巖溶溶蝕破損帶。其中可能存在9個(gè)沖田杏溶洞,最小埋深約為4.9米,最大埋深約為17.6m。
圖1 電阻率探測示意圖
采用地震映像探測法來彌補(bǔ)電阻率探測工作過程中,存在的垂直方向分辨率較差的問題。對斷層破損帶以及巖溶的分布情況進(jìn)一步判斷和查明。結(jié)合本工程的實(shí)際情況,共設(shè)置了10條探測線。為了確保探測質(zhì)量,本次地震映像采用12
種偏移距同時(shí)接受,測點(diǎn)距為2m。根據(jù)結(jié)果來看,本區(qū)域110~140m、245~265m兩段處面存在明顯的振幅增大情況,推測屬于明顯的巖溶發(fā)育區(qū)域。
為了查明溶洞的發(fā)育方向和規(guī)模,在本工程地形起伏較小的區(qū)域設(shè)置了地質(zhì)雷達(dá)探測,工程區(qū)域共設(shè)置了12條測線,布置了57個(gè)孔斷面。通過地質(zhì)雷達(dá)對鉆孔探測,初步推斷出溶洞的形態(tài)(如圖2所示)鉆孔ZZ219附近的雷達(dá)測線都存在明顯的溶洞異常,因此推測該溶洞為豎直漏斗狀溶洞。
圖2 雷達(dá)掃描平面圖
綜上所屬,隨著工程項(xiàng)目的日漸增多,對巖土工程的勘察工作的要求也越來越高。為了保障工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行,必須采取科學(xué)有效的技術(shù)手段對施工區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)勘察。本文通過對常見基礎(chǔ)地質(zhì)勘察技術(shù)的介紹,并結(jié)合實(shí)例分析了勘察技術(shù)在巖土工程中的實(shí)際應(yīng)用,有效的保障了工程的順利開展,推動(dòng)了我國社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。