蘇穎

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，鐵路、公路、房建、水利項(xiàng)目中的巖土工程越來(lái)越多。巖土工程施工必須合理使用勘察鉆探技術(shù)。但是，有些巖土工程處于巖溶地區(qū)，對(duì)勘察鉆探技術(shù)的要求非常高，要求選用適合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件的勘察鉆探技術(shù)，否則會(huì)直接影響項(xiàng)目工程的順利進(jìn)行和勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。可見(jiàn)，巖溶地區(qū)巖土工程勘察鉆探技術(shù)的應(yīng)用非常重要。

關(guān)鍵詞：巖土工程勘察;巖溶水文地質(zhì);問(wèn)題;措施

1巖溶地區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件分析

該工程的主要勘察區(qū)域，為石灰?guī)r巖溶區(qū)，且類型為覆蓋型，巖溶區(qū)石灰?guī)r的上層直接覆蓋了第四系地層，發(fā)育巖溶、土洞、構(gòu)造帶以及軟土層等，另外通過(guò)地下水勘探，發(fā)現(xiàn)地下水活動(dòng)較為頻繁，周邊有較為明顯的暗河通道;覆蓋層大多為卵石層，其分布狀態(tài)以及厚度具有較為明顯的變化趨勢(shì)。綜合整體的地理環(huán)境來(lái)看，工程條件以及水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行勘探之后，決定擬建建筑物的地基基礎(chǔ)，利用鉆孔灌注樁作為主要的地基結(jié)構(gòu)，持力層為最下方的石灰?guī)r層。為了進(jìn)一步了解整體區(qū)域內(nèi)的巖溶發(fā)育情況，有效確定樁基長(zhǎng)度、嵌巖深度以及樁徑，選擇鉆探的方式進(jìn)行區(qū)域勘探。

2巖溶地區(qū)巖土工程勘察鉆探技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

2.1施工準(zhǔn)備

任何一項(xiàng)施工進(jìn)行之前都必須做好準(zhǔn)備工作，勘察鉆探工作也是一樣。巖溶地區(qū)的巖土工程進(jìn)行勘察鉆探施工之前，應(yīng)當(dāng)做好以下準(zhǔn)備工作：1）從巖溶地區(qū)具體情況出發(fā)，考量巖土工程的具體要求，編制詳細(xì)的勘察鉆探施工方案，結(jié)合巖土工程的巖溶發(fā)育狀態(tài)做出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，確保勘察工作順利進(jìn)行。2）在施工前，要對(duì)實(shí)際鉆探技術(shù)人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)，使其熟悉工作流程，掌握相應(yīng)的鉆探技術(shù);另外要對(duì)其進(jìn)行鉆探安全教育，以提高施工安全性，確?？辈煦@探安全可靠。3）分析鉆探要求和目的，根據(jù)巖土工程的要求選擇合適的鉆探設(shè)備，配備相應(yīng)的配套設(shè)施，為施工做好硬件方面的準(zhǔn)備。

2.2地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查

測(cè)繪從本質(zhì)上看是在現(xiàn)有地形圖、地質(zhì)圖的基礎(chǔ)上，將工程所在地的全部地質(zhì)要素描述出來(lái)，包括地形、地貌、構(gòu)造等等。在地質(zhì)調(diào)繪階段，有三種比例尺應(yīng)用較為頻繁。在可行性研究勘察中，多采用1∶50000～1∶5000的比例尺;在初勘時(shí)期，多采用1∶10000～1∶2000的比例尺;在詳勘階段，多采用1∶2000～1∶500的比例尺。若工作中需要對(duì)影響范圍較大的地質(zhì)單位進(jìn)行測(cè)繪，還可適當(dāng)增加比例尺，使測(cè)繪誤差能夠始終控制在3mm以內(nèi)。在地質(zhì)調(diào)查方面，重點(diǎn)對(duì)工程所在地的地形地貌聯(lián)系進(jìn)行調(diào)查，并對(duì)不同地貌單元進(jìn)行劃分;調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)地下水埋深、分布與補(bǔ)齊情況;調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)巖土特點(diǎn)，其是否存在特殊土;調(diào)查工程所在地的水文、氣象資料，是否存在影響工程開(kāi)展的不良因素，如滑坡、巖溶、泥石流等。

2.3黏性土勘察鉆探技術(shù)

在巖溶地區(qū)進(jìn)行巖土工程施工時(shí)，通常會(huì)遇到黏性土地層。為保證勘察質(zhì)量，需注意以下2點(diǎn)：

1）施工隊(duì)必須強(qiáng)化對(duì)勘察階段的監(jiān)理，全面落實(shí)旁站、巡視、平行檢驗(yàn)等工作。

2）要選擇合適的鉆進(jìn)工藝，常用的有飽和回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)、沖擊鉆進(jìn)技術(shù)，盡量避免對(duì)土層擾動(dòng)和沖刷，提升采芯率，進(jìn)而收集更完整的鉆探資料，真實(shí)反映土層情況。

2.4卵石層勘察鉆探技術(shù)

通常情況下，對(duì)巖溶地區(qū)卵石層進(jìn)行勘察鉆探時(shí)，需注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

1）如果卵石層相對(duì)較厚，通常選用以旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)和沖擊鉆進(jìn)為主的鉆探方式，一般會(huì)采用跟管鉆進(jìn)方式對(duì)護(hù)壁進(jìn)行處理，在保證鉆探順利進(jìn)行的同時(shí)提升勘察效果，從而獲取更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

2）當(dāng)卵石層厚度很大而粒徑卻比較小的時(shí)候，因?yàn)槁咽瘜颖旧砜紫堵蚀?、顆粒間粘結(jié)度差，很可能會(huì)發(fā)生井壁坍塌問(wèn)題。為此，前期應(yīng)投入一些黏土球，采用杵搗的方式，使黏土進(jìn)入卵石之間提升孔井壁的穩(wěn)定性，也能更有效地鉆探到地層巖芯，且保證巖芯的質(zhì)量。

3）如果卵石層的厚度大、粒徑也大，進(jìn)行跟管鉆進(jìn)的時(shí)候需要使用植物泥漿，其粘度較大，可對(duì)泥漿泵的泵量進(jìn)行控制。此外，要使用合適的鉆頭，利用半和式的雙管以回轉(zhuǎn)鉆的方式進(jìn)行鉆探。此時(shí)，技術(shù)人員一定要熟悉該地區(qū)的地質(zhì)條件以及踏勘情況，并能做出準(zhǔn)確判讀，根據(jù)實(shí)際情況選用最合適的方式施鉆，提高巖芯采取率，進(jìn)而提高鉆探質(zhì)量。另外，還要避免孔壁坍塌，防止發(fā)生嚴(yán)重的孔內(nèi)事故。

2.5泥球護(hù)壁聯(lián)合套管法

若存在溶槽、溶洞以及溶溝等情況，可以通過(guò)局部灌漿的方式填充溶洞，來(lái)提升后期鉆進(jìn)以及施工穩(wěn)定性。例如，本工程選擇了泥球護(hù)壁聯(lián)合套管法進(jìn)行施工，主要針對(duì)存在較多巖溶裂隙的區(qū)域，原有的黃土以及膨潤(rùn)土的填充效果不佳，便可以將濕粘土球下到孔內(nèi)，鉆具下入過(guò)程中，上下進(jìn)行擠壓，在下降的過(guò)程中，會(huì)將所有的泥球擠到周邊的縫隙中，從而形成泥漿，再通過(guò)掃孔作業(yè)，有效增強(qiáng)護(hù)壁保護(hù)力度。

若溶洞中的填充物較少或者大部分填充物為流塑型，質(zhì)地較為松散時(shí)，那么在鉆進(jìn)期間會(huì)對(duì)周邊地層形成較大擾動(dòng)，可能會(huì)出現(xiàn)塌孔以及卡鉆等情況。因此在該過(guò)程中必須要配合撈渣作業(yè)，為了增強(qiáng)撈渣效率，可以下入第一級(jí)套管，然后利用錘擊套管的方式，配合鉆進(jìn)作業(yè)，達(dá)到最大深度。

2.6現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)

將現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，可對(duì)原設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行核對(duì)和優(yōu)化，積累更多經(jīng)驗(yàn)，為巖土工程的開(kāi)展提供更多支持。檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)工作需在不同時(shí)段內(nèi)開(kāi)展，有在施工階段，有在工程交付后的運(yùn)營(yíng)階段。當(dāng)前科技飛速發(fā)展，越來(lái)越多先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用到巖土工程中。例如，工程地質(zhì)測(cè)繪制圖、地質(zhì)綜合分析等工作陸續(xù)采用了GIS、GPS、PS等技術(shù)，且地質(zhì)雷達(dá)、物理層成像技術(shù)等也逐漸在勘探階段普及應(yīng)用。

2.7軟土層的勘察鉆進(jìn)技術(shù)

針對(duì)軟土層進(jìn)行鉆進(jìn)，不論使用任何鉆進(jìn)方法，都要保證快速的進(jìn)尺速度。如果遇到土洞或土洞填充物，可能出現(xiàn)掉鉆問(wèn)題，具體表現(xiàn)為：鉆具不能繼續(xù)加壓，不能轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有自重狀態(tài)的孔自動(dòng)下落。由于淤泥質(zhì)土塑性不好，土質(zhì)松軟，提鉆之后可能會(huì)出現(xiàn)孔內(nèi)縮徑問(wèn)題。在進(jìn)行二次下鉆的時(shí)候就達(dá)不到原來(lái)的深度。

土洞沒(méi)有填充物或者填充物較少時(shí)，土洞內(nèi)留有一定空間，在二次下鉆時(shí)就會(huì)出現(xiàn)偏移原孔位的問(wèn)題。如果土洞中填滿了填充物，土洞緊密連接下部的灰?guī)r，鉆進(jìn)此層之后，孔內(nèi)會(huì)出現(xiàn)多處漏水或者全泵量漏水。此時(shí)，地下水位會(huì)快速發(fā)生變化，可能會(huì)出現(xiàn)孔壁坍塌問(wèn)題。針對(duì)這種情況，在軟土層鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)使用肋骨鉆頭使孔徑變大，鉆探到軟土后應(yīng)快速設(shè)置套管來(lái)保護(hù)孔壁。

2.8打造最靈活的調(diào)整方案

巖溶地區(qū)的地層結(jié)構(gòu)以及外界環(huán)境具備較強(qiáng)的多變性，在實(shí)際的勘察鉆探施工過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)較多的臨時(shí)風(fēng)險(xiǎn)，針對(duì)這些問(wèn)題要及時(shí)制定前期預(yù)控方案，并且綜合既有的工程類案例進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。例如在對(duì)巖溶發(fā)育基巖進(jìn)行鉆探時(shí)，必須要了解整體施工環(huán)境的地層地貌，準(zhǔn)確計(jì)算巖心采樣率。若鉆探過(guò)程中出現(xiàn)了泥漿流失或者埋鉆和燒壞鉆頭等現(xiàn)象，必須及時(shí)調(diào)整方法。方法調(diào)整需要結(jié)合具體的環(huán)境巖層結(jié)構(gòu)以及土壤成分進(jìn)行分析，這樣才可以為整體工程的有效推進(jìn)提供根本保障，也能夠保障人員以及機(jī)械的安全。

結(jié)論

綜上所述，當(dāng)前許多巖土工程都在巖溶地區(qū)開(kāi)展，其地質(zhì)條件較為復(fù)雜，施工難度較大，在勘察鉆探期間，應(yīng)做好地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查、工程勘探、采取試樣、現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)等工作，并結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況選擇相應(yīng)的勘察鉆探技術(shù)，制定基礎(chǔ)工程施工方案等，提升巖土工程勘察質(zhì)量與效率，為項(xiàng)目實(shí)施與工程建設(shè)提供強(qiáng)大的支撐，在保證工程質(zhì)量前提下確保如期完工，最大限度地減少工程成本，以獲得較高的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益。

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