錢(qián)永晶

居安勘測(cè)有限公司，浙江 杭州 311700

1 喀斯特地區(qū)巖土工程勘察的特征及原則

1.1 特征

喀斯特地區(qū)的地表結(jié)構(gòu)復(fù)雜，變化多，還具有較多特殊的地質(zhì)條件，這給喀斯特地區(qū)的巖土工程地質(zhì)勘察帶來(lái)了難度，尤其是探究喀斯特地區(qū)地質(zhì)性狀、居住和建筑的適宜性等問(wèn)題上，需要深入研究和探討。

1.2 原則

喀斯特地質(zhì)勘察可分為四個(gè)階段：可行性調(diào)查、初步調(diào)查、詳細(xì)調(diào)查和施工調(diào)查。進(jìn)行地質(zhì)勘察時(shí)通常不鉆孔，必要時(shí)可以安排少量鉆孔。在初步調(diào)查階段，應(yīng)調(diào)查物理性能指標(biāo)異常的部位，以查明喀斯特的基本形態(tài)和規(guī)模。通過(guò)大量的工程實(shí)例可知，以下調(diào)查方案的布局是合理的：首先堅(jiān)持工程地質(zhì)測(cè)繪，然后依據(jù)具體的調(diào)查內(nèi)容，了解現(xiàn)有的喀斯特地區(qū)的場(chǎng)地條件、喀斯特發(fā)育狀況和程度，確定喀斯特結(jié)構(gòu)的類(lèi)型和發(fā)展規(guī)模，并結(jié)合具體的物探方法，開(kāi)展高效的水文地質(zhì)檢測(cè)試驗(yàn)。

2 喀斯特巖土工程勘察的方法及選取

2.1 工程地質(zhì)調(diào)繪及測(cè)量放線(xiàn)

勘察設(shè)計(jì)人員要對(duì)所勘察的區(qū)域進(jìn)行環(huán)境、地質(zhì)條件及地形地貌的實(shí)地調(diào)研，同時(shí)收集周邊地區(qū)的地質(zhì)勘察所需的相關(guān)資料信息，進(jìn)行整合分類(lèi)處理。

（1）對(duì)所選取的控制點(diǎn)進(jìn)行分析和復(fù)核，分析控制點(diǎn)的數(shù)據(jù)是否精確，這決定了場(chǎng)地鉆孔點(diǎn)的位置及數(shù)量是否合理。

（2）對(duì)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)信息進(jìn)行復(fù)核，控制勘探點(diǎn)的坐標(biāo)信息，提供優(yōu)化后的勘探設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，抓取對(duì)圖紙上呈現(xiàn)的具體勘察信息。電子版的圖紙往往需要多方設(shè)計(jì)人員、勘察設(shè)計(jì)人員共同參與調(diào)取，以免在勘察設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)生變更。

（3）鉆孔放線(xiàn)之前，需要及時(shí)測(cè)量放線(xiàn)，并由甲方蓋章準(zhǔn)許，復(fù)核后確保無(wú)誤再放線(xiàn)施工。

2.2 鉆探

鉆探勘察主要應(yīng)借助鉆機(jī)，鉆向地下結(jié)構(gòu)，并在地層結(jié)構(gòu)中形成圓柱形的鉆孔結(jié)構(gòu)，然后在不同的深度體系下，鉆取鉆孔剖面結(jié)構(gòu)的巖土、水樣等標(biāo)本，為實(shí)驗(yàn)研究土樣的性質(zhì)和地下水的賦存情況進(jìn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)對(duì)比分析。

2.3 物探

在工程地質(zhì)勘察與調(diào)繪的基礎(chǔ)上，合理選取其他勘察方法，應(yīng)用到各個(gè)地質(zhì)勘察的不同階段，可有效地為喀斯特地區(qū)的勘察工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。物探法的使用類(lèi)型較多，尤其是在喀斯特地區(qū)的巖土地質(zhì)勘察方面，需要充分結(jié)合具體的勘察目標(biāo)和思路對(duì)地質(zhì)勘察的目標(biāo)和方法進(jìn)行細(xì)化，具體的勘察思路和方法如下。

（1）高密度電法。高密度法以巖土體電性差異為主，對(duì)物探方法和內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比分析，這樣能夠充分結(jié)合物探思路和方法對(duì)具體的電場(chǎng)信息進(jìn)行優(yōu)化，并結(jié)合具體的傳導(dǎo)信息促使物探方法符合設(shè)計(jì)的根本需求。從具體的應(yīng)用上看，可以對(duì)巖洞、土洞的土體結(jié)構(gòu)大小、位置等參數(shù)進(jìn)行分類(lèi)和分布分析；而從勘察的具體要求看，需要依據(jù)喀斯特地區(qū)的巖土工程具體類(lèi)型，較為直觀(guān)可靠地觀(guān)察具體的異常部位或者結(jié)構(gòu)，這樣能夠促進(jìn)施工過(guò)程和施工流程的便利化。

（2）地質(zhì)雷達(dá)法。地質(zhì)雷達(dá)法又被稱(chēng)為探地雷達(dá)法，主要是借助電磁波的基礎(chǔ)特性，發(fā)射天線(xiàn)進(jìn)行定向電磁波發(fā)射，再結(jié)合反饋信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)喀斯特地區(qū)地質(zhì)情況的勘察?？λ固氐貐^(qū)的地質(zhì)情況相對(duì)復(fù)雜，加上反射波電信號(hào)系統(tǒng)傳遞的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致信號(hào)重疊，因此易產(chǎn)生誤差。

（3）淺層地震法。地震勘探是一種通過(guò)研究地下地震中人工地震源引起的地震波傳播規(guī)律來(lái)解決地質(zhì)問(wèn)題的地球物理勘探方法。在淺層地震勘探中，可利用地震波CT層析成像技術(shù)、跨孔超聲層析成像技術(shù)、瑞利波法等，適用范圍廣、精度高、可靠性強(qiáng)、制圖直觀(guān)、外部干擾小，可以反映和區(qū)分喀斯特溶洞的大小。而且，這種勘探方法比以前的勘探方法勘探的深度更深，可以在60m的地下進(jìn)行勘探，但是數(shù)據(jù)采集和計(jì)算的工作量比較大，對(duì)測(cè)量師的技術(shù)要求也比較高。

（4）管波法。該方法是一種高精度的勘探方法，可以準(zhǔn)確確定地下洞室的埋深和斷面。管波探測(cè)具有分辨率高、直接探測(cè)直徑大于30cm的孔的能力。從優(yōu)勢(shì)上看，清晰直觀(guān)、便于解釋和分析，施工便利性更強(qiáng)，因此在鉆探施工的過(guò)程中其具有重要的應(yīng)用意義。

結(jié)合以上四種地球物理勘探的方法，可應(yīng)用于具體的喀斯特地區(qū)，具體的調(diào)查信息表如表1所示。

表1 喀斯特地區(qū)物探方法選擇統(tǒng)計(jì)表

3 提高喀斯特地區(qū)巖土工程勘察質(zhì)量的措施

3.1 鉆探

（1）完善鉆探施工方案。鉆探方法較多，如沖洗法、沖擊和取巖芯法等，不同的鉆探工藝，其鉆探方法有所差異，因此在具體的勘察施工過(guò)程中需要根據(jù)具體的地形地貌情況進(jìn)行科學(xué)合理的鉆探施工，并制訂嚴(yán)格合理的工程勘察設(shè)計(jì)方案，確?？辈旖Y(jié)果的準(zhǔn)確性。

（2）加強(qiáng)場(chǎng)地處理?？λ固氐貐^(qū)地形地貌結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且地形結(jié)構(gòu)存在凹凸不平的現(xiàn)象，施工會(huì)影響整個(gè)地形結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此要對(duì)施工區(qū)域的土地平整程度和鉆機(jī)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，固定鉆機(jī)。

（3）優(yōu)化鉆機(jī)工藝與設(shè)施。①為了提高鉆井巖心率，應(yīng)根據(jù)一般地質(zhì)條件和勘探技術(shù)正確選擇巖心方法和工具。在斷層和破裂的巖石中，應(yīng)使用專(zhuān)用的反向單管和雙管鉆機(jī)以確保取芯率。②減小孔深誤差，校正孔深，測(cè)量鉆頭尺寸；應(yīng)定期校準(zhǔn)經(jīng)常使用的精密儀器。

3.2 物探

（1）保證測(cè)網(wǎng)的敷設(shè)精度。①測(cè)網(wǎng)的密度。要科學(xué)合理地開(kāi)展測(cè)網(wǎng)密度的檢測(cè)，并結(jié)合測(cè)網(wǎng)的密度盡可能地測(cè)量出所探測(cè)對(duì)象的基本走向。②在物探勘察作業(yè)過(guò)程中，若測(cè)區(qū)的面積相對(duì)較小，遇到異常情況時(shí)，針對(duì)性的勘察技術(shù)解釋難度大；但是如果要求具體的測(cè)區(qū)面積較大，且要將各個(gè)異常的區(qū)域內(nèi)容和區(qū)域關(guān)系顯示出來(lái)，施工技術(shù)人員就很容易做出相關(guān)的判斷，并對(duì)測(cè)區(qū)面積過(guò)大的情況和具體的工作成本進(jìn)行分析，這樣就能夠結(jié)合經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)原則，促進(jìn)物探設(shè)計(jì)方案和勘察設(shè)計(jì)技術(shù)的有效實(shí)施。

（2）保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。物探通常采用先進(jìn)的探測(cè)技術(shù)和定位技術(shù)，特別要注意保證觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；觀(guān)察重復(fù)數(shù)據(jù)時(shí)要避免意外錯(cuò)誤；在野外作業(yè)中，要選用精密儀器來(lái)提高室內(nèi)計(jì)算的準(zhǔn)確性。不同的勘探方法也有不同的觀(guān)測(cè)進(jìn)度，因此有必要根據(jù)實(shí)際的勘探方法有效地校正勘探過(guò)程或地形，以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（3）確保圖紙的準(zhǔn)確性。地球物理勘探方法的最終結(jié)果通常由效果圖反映出來(lái)，因此效果圖的準(zhǔn)確性也與整個(gè)勘探項(xiàng)目的質(zhì)量有關(guān)。坐標(biāo)線(xiàn)和比例尺必須與現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)一致，參數(shù)的選擇應(yīng)能客觀(guān)地反映地球物理勘探的結(jié)果和喀斯特地區(qū)的實(shí)際地質(zhì)特征。

4 結(jié)論

綜上所述，就喀斯特地區(qū)的地質(zhì)勘察工作而言，第一手的勘察信息資料最為關(guān)鍵，不僅是撰寫(xiě)調(diào)研報(bào)告的基礎(chǔ)，也是提高調(diào)研報(bào)告精準(zhǔn)度的關(guān)鍵。在實(shí)際的勘察過(guò)程中，單一的勘察方法已經(jīng)不能滿(mǎn)足復(fù)雜喀斯特地區(qū)勘察的需求，要引進(jìn)新型勘察技術(shù)和方法，從而強(qiáng)化復(fù)雜喀斯特地區(qū)巖土工程勘察的具體效果。