鄧超文 張修杰 李紅中

摘 要：碳酸鹽巖在廣東省內(nèi)廣泛發(fā)育，尤其粵北地區(qū)出露最廣泛且非常集中，其次為粵西的云浮、陽(yáng)春和肇慶及湛江。受地層產(chǎn)狀及地貌影響，這些碳酸鹽巖地區(qū)極易形成巖溶并導(dǎo)致地面塌陷、滑坡和崩塌等。巖溶在我國(guó)分布的面積達(dá)346萬(wàn)km2，其區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)并威脅著各類工程的安全。實(shí)際生產(chǎn)中，孔中電視、孔間CT法、管波法、淺層地震法、地質(zhì)雷達(dá)法、高密度電法等地球物理方法可以的探測(cè)巖溶的分布，它們各有優(yōu)劣并適合于公路勘察的不同階段。

關(guān)鍵詞：廣東省 碳酸鹽巖 巖溶 地質(zhì)災(zāi)害 勘察方法

中圖分類號(hào)：P62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）03（a）-0076-01

巖溶是指可溶性巖石受流水的化學(xué)溶蝕為主和輔助性的機(jī)械侵蝕、搬運(yùn)、沉積作用為所形成的地貌，這類特殊的地質(zhì)現(xiàn)象在碳酸鹽巖地區(qū)最為典型。在廣東地區(qū)，占總面積4.07%的巖溶呈零散狀分布，而傳統(tǒng)“被動(dòng)回避”的規(guī)劃理念在以公路為主的道路線狀工程已基本不再適用。鑒于此，該研究對(duì)廣東省內(nèi)碳酸鹽巖的分布進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而對(duì)碳酸鹽地區(qū)巖溶勘察問(wèn)題進(jìn)行了梳理，旨在為廣東省內(nèi)巖溶地區(qū)公路勘察提供一定的建議。

2 碳酸鹽巖的分布特征

根據(jù)《廣東省區(qū)域地質(zhì)志》和《廣東省巖石地層》，廣東省內(nèi)碳酸鹽巖地層分布面積2.9×104km2約為全省面積的7%[5]。進(jìn)一步研究結(jié)果表明，廣東省內(nèi)的碳酸鹽巖發(fā)育區(qū)的巖溶面積共有7239km2，包括巖溶山地3793km2（52.4%），巖溶丘陵1827km2（25.2%），巖溶臺(tái)地866km2（11.9%），巖溶平原753km2（10.4%）。在空間上，碳酸鹽巖在粵北地區(qū)集中分布，其次為粵西的云浮、陽(yáng)春和肇慶及湛江，粵東的河源和惠州等地僅有少量分布。

根據(jù)巖石組合，廣東省內(nèi)含有可溶性巖石（碳酸鹽巖為主）的地層大致可分為如下三類地層。

（1）碳酸鹽巖為主的地層，主要有：①泥盆系，包括中泥盆統(tǒng)東崗嶺組、棋梓橋組和巴漆組，晚泥盆統(tǒng)融縣組、天子嶺組、帽子峰組；②石炭系，包括早石炭統(tǒng)長(zhǎng)多組、連縣組、石磴子組、梓門橋組，早-中石炭統(tǒng)大埔組，晚石炭統(tǒng)壺天群、黃龍組、船山組；③二疊系，包括早二疊統(tǒng)棲霞組，中二疊統(tǒng)茅口組、晚二疊統(tǒng)水竹塘組和長(zhǎng)興組；④三疊系，包括早三疊統(tǒng)大冶組。

（2）含碳酸鹽巖夾（互）層的地層，主要有：①元古界，包括中元古界云開(kāi)群；②元古界，包括晚元古界的早南華統(tǒng)大紺山組和晚南華統(tǒng)活道坑組；③寒武系，包括寒武紀(jì)八村群水石組；④奧陶系，包括早奧陶統(tǒng)羅洪組//晚奧陶統(tǒng)龍頭寨群古亭組；⑤泥盆系，包括晚泥盆統(tǒng)榴江組；⑥石炭系，包括早石炭統(tǒng)大賽壩組；⑦二疊系，包括中二疊統(tǒng)孤峰組。

（3）紅層巖溶地層，主要由泥頁(yè)巖、砂礫巖、泥灰?guī)r和石灰?guī)r組成，是白堊紀(jì)以來(lái)在大陸環(huán)境中形成的紫紅色的沉積層。

3 巖溶勘察方法

廣東地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，7239km2的巖溶分布區(qū)，這些碳酸鹽巖在廣東省范圍內(nèi)呈零散狀分布。雖然碳酸鹽僅占廣東省土地總面積的4.07%，但它卻成為了公路建設(shè)無(wú)法避免的地區(qū)。在碳酸鹽巖地區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害的種類非常多，最為常見(jiàn)的主要是地面塌陷、滑坡和崩塌。在公路建設(shè)中，巖溶是碳酸鹽巖地區(qū)最主要的地質(zhì)災(zāi)害來(lái)源并被作為我國(guó)的六大地質(zhì)災(zāi)害類型之一，因而保證灰?guī)r區(qū)的工程安全成為了工程技術(shù)人員的當(dāng)務(wù)之急。目前，人們已經(jīng)發(fā)展了多種針對(duì)巖溶的地球物理勘探方法。

3.1 需要樁位配合的方法

（1）孔間CT法，該方法詳細(xì)探明樁位、樁側(cè)巖溶、基巖面起伏、臨空面等地質(zhì)情況，可評(píng)價(jià)基樁持力層的完整性，精度高，但是其工期長(zhǎng)、費(fèi)用高、存在盲區(qū)。實(shí)踐表明，該方法適合用于橋梁詳勘。

（2）管波法，探明基樁范圍內(nèi)的溶洞、溶蝕裂隙、軟弱層等地質(zhì)情況，可評(píng)價(jià)基樁持力層的完整性，但該方法既不能探明基樁范圍外的不良地質(zhì)體、臨空面，也不能分析溶洞距探測(cè)孔的距離及平面上的方位。實(shí)踐表明，該方法適合用于橋梁詳勘。

（3）孔中電視法，該方法直觀、速度快，可評(píng)價(jià)孔內(nèi)、樁側(cè)巖溶發(fā)育情況，但它的探測(cè)非常范圍局限。實(shí)踐表明，該方法適合用于橋梁詳勘。

3.2 不需要樁位配合的方法

（1）淺層地震法，該方法對(duì)于基巖面反應(yīng)較好，探測(cè)深度較深，適用于場(chǎng)地靈活度高，但其工作效率較低而成本相對(duì)較高，對(duì)于空洞型溶洞只能探測(cè)頂部。實(shí)踐表明，該方法適合用于橋梁及公路路基的初勘。

（2）地質(zhì)雷達(dá)法，探測(cè)精度較高，對(duì)于空洞型溶洞可以進(jìn)行完整探測(cè)，但該方法的深度較淺一般在20m左右，且對(duì)地形條件要求較高。實(shí)踐表明，該方法適合用于公路路基的初勘及詳勘。

（3）高密度電法，有效深度通常最深可到60m，工作效率高且費(fèi)用經(jīng)濟(jì)，但該方法的測(cè)線布置對(duì)場(chǎng)地要求高主要是測(cè)線布置較長(zhǎng)。實(shí)踐表明，該方法適合用于橋梁初勘和公路路基的初勘及詳勘。

4 結(jié)論

廣東省內(nèi)巖溶廣泛分布于震旦系至第三系的地層中并以中-上泥盆統(tǒng)和石炭系地層中的碳酸鹽巖地層分布最廣。在空間上，碳酸鹽巖在粵北地區(qū)出露最廣泛且非常集中，其次為粵西的云浮、陽(yáng)春和肇慶及湛江。針對(duì)巖溶的特征，人們發(fā)展了孔中電視、孔間CT法、管波等需要樁位配合的方法和淺層地震法、地質(zhì)雷達(dá)法、高密度電法等不需要樁位配合的方法。這些方法對(duì)廣東省內(nèi)巖溶的勘察工作具有重要的借鑒價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁道先.中國(guó)巖溶學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，1993：1-207.

[2] 鄧家喜.廣西典型巖溶發(fā)育區(qū)路基基底勘察及處治技術(shù)的研究[D].南寧：廣西大學(xué)，2006.

[3] 肖先俊.某鐵路巖溶段塌陷機(jī)理與工程措施研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2014.

[4] 魏興琥，雷俐，徐喜珍.廣東巖溶丘陵的分布及土地利用模式探討[J].中國(guó)巖溶，2011，30（3）：302-307.

[5] 蘇瑞俠，孫東懷，馮翠容.廣東碳酸鹽溶洞發(fā)育的控制因子[J].熱帶地理，2002，22（1）：80-84.

[6] 廣東省地質(zhì)礦產(chǎn)局.廣東省巖石地層[M].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1996：1-264.

[7] 廣東省地質(zhì)礦產(chǎn)局.廣東省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社，1988：1-941.

[8] 茍聯(lián)盟，徐春明，燕軻.公路工程巖溶探測(cè)常用物探方法淺析[C]//全國(guó)公路工程地質(zhì)科技情報(bào)網(wǎng)2014年技術(shù)交流會(huì)論文.廣州，2014.