申波

摘要：本文作者首先概述了我國(guó)巖溶地區(qū)地下建設(shè)的概況、簡(jiǎn)介了需要勘測(cè)的內(nèi)容、需要用到那些技術(shù)以及一些問(wèn)題的注意事項(xiàng)和解決方法。希望可以提供些許參考。

關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū)；地下洞室勘測(cè)；技術(shù)研究

隨著我國(guó)在鐵路、公路、水利、采礦工程的地下工程建設(shè)中，巖溶地區(qū)的地下水、天然氣及其它不良工程地質(zhì)條件都是影響地下工程施工安全、工程質(zhì)量及結(jié)構(gòu)安全的主要因素，已得到廣泛的關(guān)注，并具有較多的研究成果，大幅度地降低了其危害程度。但是，地下工程的建設(shè)對(duì)周圍環(huán)境的破壞，特別是對(duì)巖溶地區(qū)地下工程標(biāo)高以上地區(qū)的水、土資源將會(huì)造成較大的影響，甚至可能對(duì)該地區(qū)整個(gè)水、土環(huán)境造成破壞，逐漸引起社會(huì)各界的重視。

因此，研究和預(yù)測(cè)巖溶地區(qū)地下工程建設(shè)對(duì)環(huán)境的影響具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。通常，我國(guó)巖溶地區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，各種時(shí)代、各種成因的巖溶十分發(fā)育，鐵路、公路、水利工程中地下工程特別是長(zhǎng)大地下工程的建設(shè)會(huì)嚴(yán)重影響工程所在地的地下水、地表水環(huán)境，從而給巖溶地下地區(qū)的環(huán)境造成改變和破壞。因此，重視和研究巖溶地區(qū)地下工程建設(shè)對(duì)環(huán)境的影響，提出相應(yīng)的治理措施和對(duì)策，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。

一、地下洞室?guī)r溶工程地質(zhì)問(wèn)題勘測(cè)內(nèi)容

（1）地下洞室?guī)r溶工程地質(zhì)勘察應(yīng)在調(diào)查區(qū)域巖溶發(fā)育特征和水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行。（2）調(diào)查洞室內(nèi)的地形地貌特征，研究不同地形地貌條件對(duì)巖溶發(fā)育的影響。（3）查明地下洞區(qū)碳酸鹽巖的類別、分布、產(chǎn)狀、厚度及其與非碳酸鹽巖層的組合情況。（4）查明地下洞室區(qū)的褶皺形態(tài)、性質(zhì)、特征等，研究不同構(gòu)造部位對(duì)巖溶發(fā)育和形態(tài)的影響。（5）查明地下洞室區(qū)主要斷層的結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、性質(zhì)、規(guī)模、延伸情況，及其位置與洞室的關(guān)系，研究斷層對(duì)巖溶巖層切割錯(cuò)位情況，斷層與巖溶發(fā)育關(guān)系。（6）調(diào)查地下洞室區(qū)的重要巖溶現(xiàn)象，特別是溶洞、溶隙、落水洞、管道、地下暗河等的分布、位置、形態(tài)、規(guī)模、填充情況以及它們與洞室的關(guān)系。（7）查明洞室區(qū)各巖溶含水層的地下水位、動(dòng)態(tài)規(guī)律及最高、最低水位，劃分巖溶含水和相對(duì)隔水層，查明巖溶泉的出露位置、泉水動(dòng)態(tài)，查明含水層和相對(duì)隔水層遭受斷層切割的情況，收集歷史暴雨強(qiáng)度資料。（8）根據(jù)地下水與河水的補(bǔ)排關(guān)系，確定洞室區(qū)水動(dòng)力條件；按地下循環(huán)條件，劃分巖溶水動(dòng)力帶，并判斷隧洞所處的地下水循環(huán)帶位置。

二、地下洞室?guī)r溶工程勘測(cè)技術(shù)

（一）地質(zhì)測(cè)繪及巖溶調(diào)查

（1）引水線路區(qū)的測(cè)繪和調(diào)查范圍應(yīng)包括各比較線路及其兩側(cè)各500～1000m的地帶。當(dāng)巖溶管道水系統(tǒng)規(guī)模較大并對(duì)隧洞影響較大時(shí)，地質(zhì)測(cè)繪及調(diào)查的范圍應(yīng)不限于要求，而應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大至補(bǔ)給區(qū)，以方便對(duì)該巖溶管道系統(tǒng)的補(bǔ)給、徑流、排泄條件進(jìn)行宏觀分析判斷，有利于評(píng)價(jià)巖溶及地下水對(duì)地下洞室的影響。（2）巖溶地區(qū)隧洞線路的測(cè)繪比例尺一般選用1： 10000，當(dāng)巖溶水文地質(zhì)條件極為復(fù)雜時(shí)，測(cè)繪比例尺可選用

1： 5000。

（二）初期勘探技術(shù)

地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)

地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)是利用高頻電磁波（主頻為數(shù)十?dāng)?shù)百乃至數(shù)千兆赫）以寬頻帶短脈沖的形式，由地面通過(guò)發(fā)射天線向地下發(fā)射，當(dāng)遇到地下地質(zhì)體或介質(zhì)分界面時(shí)發(fā)生反射，并返回地面，被放置在地表的接收天線接收并由主機(jī)記錄下來(lái)，形成雷達(dá)剖面圖。由于電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí)，其路徑、電磁波場(chǎng)強(qiáng)度以及波形將隨所通過(guò)介質(zhì)的電磁特性及其幾何形態(tài)而發(fā)生變化。因此，根據(jù)接收到的電磁波特征，即波的旅行時(shí)間（亦稱雙程走時(shí)）、幅度、頻率和波形等，通過(guò)雷達(dá)圖像的處理與分析，可確定地下界面或目標(biāo)體的空間位置或結(jié)構(gòu)特征。適用于淺層覆蓋層分層、巖溶及構(gòu)造破碎帶、滑坡和塌陷等地質(zhì)災(zāi)害的探測(cè)，探測(cè)深度一般在15m以內(nèi)較為準(zhǔn)確。

三、CT物探

CT物探探測(cè)原理為：完整巖體對(duì)電磁波表現(xiàn)為低吸收，當(dāng)巖體中存在斷層破碎帶、軟弱夾層、巖溶洞穴時(shí)，電磁波響應(yīng)會(huì)因其影響程度不同而發(fā)生相應(yīng)變化，即對(duì)電磁波的吸收會(huì)增高，利用電磁波吸收系數(shù)的變化，并結(jié)合地質(zhì)情況即可推斷巖溶分布及發(fā)育特征，也可用于圈定構(gòu)造破碎帶等。CT物探適用于在30一50m深巖層中探測(cè)。

四、巖溶地區(qū)水、土保護(hù)措施初探

我們認(rèn)為，對(duì)巖溶地區(qū)地下工程建設(shè)對(duì)環(huán)境的影響和破壞進(jìn)行專門的評(píng)價(jià)，特別是對(duì)水環(huán)境的影響評(píng)價(jià)具有重要意義，確保地下工程建設(shè)中對(duì)環(huán)境問(wèn)題認(rèn)識(shí)的超前性和治理方案的針對(duì)性。

（一）加強(qiáng)檢測(cè)

加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)巖溶大突水、突泥工作，了解封堵圍巖粗大出水管道后2次襯砌的襯背水壓力的大小及其變化，提高圍巖止水與加固效果，減少地下水通過(guò)巖溶管道流失和造成古巖溶激活的可能性，保護(hù)地下水資源，維護(hù)現(xiàn)有沙土環(huán)境。

（二）高外水壓力問(wèn)題及其處理

外水壓力為隧洞涌水作用在隧洞襯砌結(jié)構(gòu)上的水壓力。在采用經(jīng)驗(yàn)公式確定其值時(shí)，外水壓力的大小取決于隧洞涌水介質(zhì)形式、涌水水頭。如果涌水介質(zhì)為管道、洞穴，水頭折減系數(shù)就大，外水壓力值就大；若為破碎帶或裂隙巖體，其水頭折減系數(shù)小，外水壓力值就小。如廣西天生橋二級(jí)Ⅰ號(hào)引水隧洞2+256樁號(hào)右壁沿白云質(zhì)灰?guī)r中發(fā)育的巖溶管道發(fā)生大涌水。隧洞開挖至2+256樁號(hào)時(shí)，隧洞切斷巖溶管道，小管道坡度45度時(shí)，隧洞切，延伸至隧洞底板以下。管道斷面直徑1～1.5m，局部擴(kuò)大為5～7m溶洞，暴雨時(shí)沿管道涌水，流量最大達(dá)1m3/s。封堵管道出口后從旁邊另沖出一涌水口，噴距達(dá)5m。經(jīng)過(guò)勘測(cè)后，推測(cè)外水壓力約2.8MPa，隧洞采用加厚襯砌處理，解決了高外水壓力問(wèn)題。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水電工程探測(cè)工作是水電工程施工的重要環(huán)節(jié)。本文重點(diǎn)對(duì)地下洞室?guī)r溶工程常見的地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行分析，對(duì)洞室?guī)r溶工程勘測(cè)過(guò)程中常見的問(wèn)題進(jìn)行了探討，并結(jié)合實(shí)際案例對(duì)處理措施進(jìn)行了分析。

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