【摘要】巖土工程勘察是巖溶地區(qū)工程設(shè)計(jì)前一項(xiàng)關(guān)鍵工作，在巖溶地區(qū)進(jìn)行勘察不僅要采用適宜的勘察方法和技術(shù)，還要具備豐富的巖溶地區(qū)勘察鉆探施工經(jīng)驗(yàn)，以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的巖溶地質(zhì)情況，保證工程建設(shè)的質(zhì)量。文中以工程實(shí)例分析了地質(zhì)勘察對(duì)巖土工作的重要價(jià)值，從多方面闡述了巖溶地區(qū)巖土工程勘察技術(shù)要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】巖溶地區(qū)；巖土工程；勘察技術(shù)

【中圖分類號(hào)】TU195" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2024）04-0041-03

0" 引言

巖溶地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，巖土工程勘察準(zhǔn)確與否對(duì)保證工程設(shè)計(jì)質(zhì)量有重要作用。巖溶地區(qū)地層復(fù)雜、強(qiáng)度變化大，因此需要勘察技術(shù)具備更高的水平和更廣泛的應(yīng)用。工程建設(shè)人員必須具備豐富的勘察經(jīng)驗(yàn)，掌握多種鉆探技術(shù)，并根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇和應(yīng)用，可保證工程在巖溶地區(qū)順利進(jìn)行，減少工程風(fēng)險(xiǎn)，提高建設(shè)質(zhì)量。巖溶地區(qū)的工程勘察技術(shù)要點(diǎn)的分析和探討對(duì)于保障工程質(zhì)量和安全具有重要的意義。

1" 地質(zhì)勘察對(duì)巖土工作的重要價(jià)值

巖溶地區(qū)的地層分布不均勻、巖石種類繁多，對(duì)工程勘察工作提出了更高的要求。地質(zhì)勘察是為了全面了解和準(zhǔn)確評(píng)估工程所處區(qū)域的地質(zhì)情況，以便為工程設(shè)計(jì)和施工提供更科學(xué)的依據(jù)。首先，通過地質(zhì)勘察可以讓設(shè)計(jì)和施工人員了解地層結(jié)構(gòu)。巖溶地區(qū)的地層分布不均勻，存在不同類型的巖石和土層，地層特性對(duì)工程的建設(shè)和建筑物的穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響。通過地質(zhì)勘察，可以準(zhǔn)確了解地層的分布和特點(diǎn)以及巖溶現(xiàn)象的空間分布，從而為工程設(shè)計(jì)和施工提供合理的處理方案。其次，地質(zhì)勘察關(guān)注巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造及其物理力學(xué)性質(zhì)。通過地質(zhì)勘察獲得巖石層的物理力學(xué)參數(shù)，在工程設(shè)計(jì)和施工過程中采取相應(yīng)的措施，確保工程的安全性和可靠性。最后，地質(zhì)勘察還需要關(guān)注地下水情況。巖溶地區(qū)的地下水系統(tǒng)復(fù)雜，地下水位的變化和水文地質(zhì)條件的差異會(huì)對(duì)工程的穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響，尤其是間隙地下水流作用對(duì)地基的不利影響。通過觀測(cè)掌握地下水位的變化規(guī)律、地下水質(zhì)量和水文地質(zhì)條件，從而在工程設(shè)計(jì)和施工過程中采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，防止地下水對(duì)工程的不利影響。

2" 巖溶地區(qū)巖土工程的特征分析

在巖溶地區(qū)巖土工程勘察時(shí)，要對(duì)其特征進(jìn)行詳細(xì)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的問題，確保巖土工程的安全性和可靠性，具體需要考慮以下幾個(gè)方面。

（1）巖溶地區(qū)地下水位變化較大對(duì)巖土工程的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。在巖土工程勘察時(shí)，要充分考慮地下水位的波動(dòng)范圍，并采取相應(yīng)的排水措施。同時(shí)，注意地下水與巖土之間的相互作用，以避免水土失衡導(dǎo)致的工程問題。

（2）巖溶地區(qū)溶洞發(fā)育較為普遍對(duì)巖土工程的地基穩(wěn)定性造成威脅。要對(duì)溶洞進(jìn)行充分的勘察和評(píng)估，并采取相應(yīng)的加固措施，例如填充溶洞、加固溶洞周邊地層和設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)等措施，以確保工程的穩(wěn)定和安全。

（3）巖溶地區(qū)巖溶裂隙發(fā)育對(duì)巖土工程的地基承載力和變形性能產(chǎn)生影響。要對(duì)巖溶裂隙進(jìn)行充分的調(diào)查和分析，并采取相應(yīng)的加固措施。這包括填充裂隙、加固裂隙周邊地層和設(shè)置加固措施等，以提高地基的承載能力和變形性能。

3" 巖溶地區(qū)巖土工程勘察技術(shù)應(yīng)用的基本原則

（1）巖土工程設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮到巖溶地區(qū)特殊的地質(zhì)特征和工程需求。這包括選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方法和參數(shù)，考慮地下水位變化、溶洞發(fā)育、巖溶裂隙和巖溶溶蝕等因素對(duì)工程穩(wěn)定性的影響。通過采用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方法，可以提高巖土工程在巖溶地區(qū)的安全性和可靠性。

（2）巖土工程施工時(shí)，可以通過加固地基、防止地面沉降、控制地下水位等措施應(yīng)對(duì)巖溶地區(qū)的地質(zhì)條件，保障巖土工程在巖溶地區(qū)的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)還可以減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，提高工程的可持續(xù)性。

（3）在巖土工程的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營過程中，需要進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)測(cè)和評(píng)估工作。通過監(jiān)測(cè)和評(píng)估，包括地下水位、地表沉降、地下水化學(xué)性質(zhì)等方面的數(shù)據(jù)，對(duì)巖土工程的性能進(jìn)行有效掌控和調(diào)整，保證工程的可持續(xù)發(fā)展。

4" 巖溶地區(qū)巖土工程勘察技術(shù)分析

4.1" 做好地質(zhì)勘察測(cè)繪

在巖土工程項(xiàng)目中，地質(zhì)勘察測(cè)繪是一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，涵蓋了地形測(cè)量、地質(zhì)勘察和水文觀測(cè)等內(nèi)容。在進(jìn)行地質(zhì)勘察測(cè)繪時(shí)，需要使用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量儀器和方法，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。首先地形測(cè)量是地質(zhì)勘察測(cè)繪的重要組成部分。通過現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)，比如全站儀和GPS，可以獲取更精確和詳細(xì)的地形數(shù)據(jù)。其次地質(zhì)勘察是確定地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地層情況的關(guān)鍵步驟。通過采用鉆孔和地震勘探等方法，可以獲取關(guān)于地下巖土層的相關(guān)信息。在巖溶地區(qū)的工程項(xiàng)目中，地質(zhì)勘察測(cè)繪的準(zhǔn)確性對(duì)于評(píng)估地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)、制定地基處理方案以及選擇合適的施工方法非常重要。最后水文觀測(cè)是地質(zhì)勘察測(cè)繪中不可或缺的一部分。通過對(duì)地下水資源進(jìn)行調(diào)查和評(píng)估，可以了解地下水位、水質(zhì)和水動(dòng)力特征等信息。這些信息對(duì)于工程設(shè)計(jì)和施工過程中的水文地質(zhì)問題具有重要意義。

4.2" 巖溶地區(qū)的巖石勘察鉆探技術(shù)

巖溶地區(qū)的地質(zhì)條件非常復(fù)雜，巖石種類繁多，如表1所示，分布和埋藏深度各不相同。巖石的勘察技術(shù)需要考慮巖溶地貌的特點(diǎn)和巖石的溶蝕性質(zhì)。第一，要根據(jù)巖溶巖石分布的特點(diǎn)和勘察要求，合理布設(shè)鉆孔?？紤]到巖溶地區(qū)的地形復(fù)雜性和溶洞的存在，需要選擇合適的位置和間距，以覆蓋目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)情況。第二，根據(jù)地質(zhì)調(diào)查結(jié)果和勘察目的，合理選擇勘察設(shè)備和手段。根據(jù)工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)形式和巖石埋深不同，選用合理且高效的設(shè)備會(huì)取得事半功倍的效果。在巖石出露區(qū)域采用地質(zhì)雷達(dá)和潛孔錘鉆探相結(jié)合的方法，既避開地質(zhì)雷達(dá)易受地下水和土層的干擾，突出地質(zhì)雷達(dá)直觀全面的優(yōu)勢(shì)，又發(fā)揮潛孔錘無水鉆進(jìn)的優(yōu)勢(shì)。第三，根據(jù)巖溶巖石的特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)你@探工具。常用的鉆探工具包括旋挖鉆機(jī)、巖心鉆機(jī)和巖溶鉆機(jī)等。根據(jù)勘察要求和地質(zhì)條件，選擇合適的鉆探工具，以提高勘察效率和準(zhǔn)確性。第四，在鉆探過程中，需要采用適當(dāng)?shù)你@進(jìn)工藝。由于巖溶巖石的溶蝕性質(zhì)，巖石面起伏大，溶洞內(nèi)充填物狀態(tài)變化大，經(jīng)常產(chǎn)生漏水漏漿情況，容易發(fā)生井內(nèi)事故。因此，根據(jù)地質(zhì)情況和鉆具的性能，合理控制鉆壓、鉆進(jìn)速度及泵量，保證鉆孔的穩(wěn)定性和勘察效果。第五，在鉆探過程中，及時(shí)記錄鉆孔的相關(guān)信息，采取代表性的試樣，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和周邊鉆孔信息綜合分析溶洞連通性及高度，確定溶洞的空間分布情況，作出科學(xué)的地質(zhì)解釋[1]。

4.3" 卵石層勘察技術(shù)工藝要點(diǎn)

巖溶地區(qū)巖土工程項(xiàng)目遭遇卵石層的概率較大，第一，針對(duì)厚度較小的卵石層，目前主要采用旋轉(zhuǎn)鉆處理或泥壁旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)處理機(jī)制，技術(shù)人員在進(jìn)行卵石層鉆孔工作后，要借助套管進(jìn)行處理，將套管一起直接打入外殼結(jié)構(gòu)。第二，針對(duì)厚度較大的卵石層，一般利用旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的處理方式，卵石層本身的孔隙率較大，會(huì)增加井壁坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，技術(shù)人員在實(shí)際操作過程中要適量添加黃土，避免孔壁出現(xiàn)嚴(yán)重的安全隱患。第三，針對(duì)粒徑較大的卵石層結(jié)構(gòu)，要結(jié)合具體情況進(jìn)行針對(duì)性分析，針對(duì)含有漂石的卵石層，要對(duì)實(shí)際操作予以改良，卵石層的孔隙率較大，就會(huì)導(dǎo)致顆粒之間的黏結(jié)度不足，一般借助回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的處理方式[2]。

4.4" 做好地基變形參數(shù)的計(jì)算

在巖溶地區(qū)的工程中，地基的變形特點(diǎn)常常與地質(zhì)條件密切相關(guān)。因此，在進(jìn)行地基變形參數(shù)的計(jì)算時(shí)，要充分考慮巖溶地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)，選擇合適的計(jì)算方法和模型，以保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了確保工程的穩(wěn)定性和安全性，需要進(jìn)行詳細(xì)的地基變形參數(shù)的計(jì)算。通過準(zhǔn)確計(jì)算地基的變形特點(diǎn)，可以更好地預(yù)測(cè)和評(píng)估可能出現(xiàn)的地基問題，從而采取相應(yīng)的措施來解決這些問題。

5" 巖溶地區(qū)勘察技術(shù)在工程實(shí)例中應(yīng)用

江蘇某重點(diǎn)保障房項(xiàng)目，地下車庫開挖深度約10 m，基礎(chǔ)型式為樁筏和筏板形式為主，上部建筑基本為28層框剪結(jié)構(gòu)，荷載較大。地貌為丘崗和漫灘交接地貌單元，地勢(shì)起伏大，地層復(fù)雜，從漫灘相軟土到階地相黏性土均有分布。場(chǎng)地分布多種巖石，強(qiáng)度差異很大，其中礫巖為鈣質(zhì)膠結(jié)，強(qiáng)度高且?guī)r溶發(fā)育，如不能準(zhǔn)確查明建筑物基礎(chǔ)持力層礫巖巖溶情況，將無法對(duì)其進(jìn)行有效處理，待建筑物投入使用后，在上部荷載及地基的附加荷載的作用下，溶洞頂板可能坍塌，使地基突然下沉，造成地基失穩(wěn)、地基不均勻沉降、建筑物倒塌等嚴(yán)重事故，嚴(yán)重?fù)p害人民生命財(cái)產(chǎn)安全[3]。因此需對(duì)場(chǎng)區(qū)巖溶情況采取合理的勘察技術(shù)手段獲得準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)參數(shù)。該場(chǎng)地巖溶發(fā)育情況如表2所示。

5.1" 融合多種技術(shù)進(jìn)行勘察

針對(duì)這種復(fù)雜巖溶情況，在項(xiàng)目勘察過程中，根據(jù)不同地段、不同地層和巖溶發(fā)育程度等特征，結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)采取相應(yīng)的勘察技術(shù)措施。首先，在勘察施工前的測(cè)量定位要精確，巖溶中溶洞、溶槽等不規(guī)則性、無序性要求勘察工作必須精確。其次，充分了解場(chǎng)地巖石特性、巖溶發(fā)育程度及場(chǎng)區(qū)建筑物分布情況，采取多種勘察技術(shù)相結(jié)合。對(duì)巖石露頭的部位，采用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)?；A(chǔ)范圍內(nèi)的溶洞平面位置和埋深，根據(jù)巖石和溶洞充填物反映出來的不同電磁波特性，從而準(zhǔn)確判斷溶洞分布、發(fā)育情況、埋置深度等；對(duì)巖石埋藏深度較淺部位，地質(zhì)雷達(dá)無法準(zhǔn)確探測(cè)的區(qū)域，采用適應(yīng)山地作業(yè)的潛孔錘鉆機(jī)進(jìn)行鉆進(jìn)，作業(yè)過程中，根據(jù)沖擊巖石和溶洞充填物發(fā)出的聲音特征、鉆進(jìn)速度、井口殘留碎渣等特征，精確查明溶洞的位置分布和埋深；在上覆土層較厚部位采用全孔取芯工藝鉆進(jìn)，并對(duì)現(xiàn)有鉆進(jìn)工藝和設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)：采用變徑鉆進(jìn)作業(yè)方法，即在遇巖面時(shí)采用大直徑鉆頭無壓力鉆進(jìn)入巖，鉆頭全斷面入巖一定深度后改用小一級(jí)鉆頭鉆進(jìn)，解決鉆頭在陡坡（溶洞底亦然）處偏離問題，同時(shí)大直徑孔起到導(dǎo)正作用；采用加長巖芯管鉆進(jìn)，當(dāng)溶洞高度小于巖芯管長度時(shí)溶洞頂鉆孔能起到導(dǎo)正作用，避免因孔斜而造成孔內(nèi)事故的風(fēng)險(xiǎn)，準(zhǔn)確探明溶洞高度和洞內(nèi)充填物性質(zhì)[4]。

5.2" 勘察技術(shù)應(yīng)用成效

優(yōu)化勘察施工組織方案，理順各種勘察技術(shù)的權(quán)重和次序，根據(jù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，合理安排進(jìn)場(chǎng)順序，動(dòng)態(tài)調(diào)整人員和設(shè)備，降低成本，提高效率，縮短了大量工期。采取行之有效的勘察技術(shù)措施，提高勘察質(zhì)量和技術(shù)管理，取得準(zhǔn)確的地質(zhì)資料和巖溶空間分布，從節(jié)約成本、縮短工期等方面為項(xiàng)目建設(shè)提供經(jīng)濟(jì)合理的巖土工程解決方案：地下室范圍和深度進(jìn)行局部調(diào)整，減少巖石破除量；把地基處理施工前置，在勘察鉆孔結(jié)束時(shí)即進(jìn)行壓密注漿處理，加固溶洞充填物，大大改善了地基的穩(wěn)定性，同時(shí)避免由于地下水水位的變化使得溶洞充填物被侵蝕、溶蝕情況，避免因此可能引起地基失穩(wěn)而影響建筑物安全情況[5]。

6" 結(jié)語

地質(zhì)勘察對(duì)巖土工作具有重要的價(jià)值。通過全面了解和準(zhǔn)確評(píng)估工程所處區(qū)域的地質(zhì)情況，可以為工程設(shè)計(jì)和施工提供科學(xué)依據(jù)，確保工程的穩(wěn)定性和安全性。因此，在巖溶地區(qū)進(jìn)行巖土工程時(shí)，地質(zhì)勘察是不可或缺的環(huán)節(jié)，需要進(jìn)行全面、精確調(diào)查和分析。

參考文獻(xiàn)

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[2] 霍達(dá).巖溶地區(qū)巖土工程勘察鉆探技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用分析[J].居業(yè)，2021（8）：71-72.

[3] 李騰鑄.關(guān)于巖溶地區(qū)隧道巖土工程勘察重點(diǎn)與難點(diǎn)的探討[J].冶金與材料，2023，43（7）：142-144.

[4] 趙麗娟.新型勘察技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用與發(fā)展[J].城市建設(shè)理論研究，2024（9）：190-192.

[5] 徐念望.巖土工程勘察在復(fù)雜地質(zhì)條件下的技術(shù)應(yīng)用[J].江蘇建材，2024（1）：127-129.

[作者簡介]周松元（1973—），男，湖南茶陵人，大學(xué)本科，高級(jí)工程師，研究方向：巖土工程勘察。