探究巖溶地區(qū)工程地質(zhì)勘察技術(shù)的分析
2016-12-05
一、前言
在我國(guó)喀斯特分布非常廣泛占地球總面積所有喀斯特地貌的1/3，世界上各個(gè)角落幾乎都存在喀斯特地貌，從寒冷的寒帶到炎熱的熱帶、從島嶼到陸地都孕育著喀斯特地貌?？λ固兀↘ARST）這一名詞的由來是Socialist Federal Republic of Yugoslavia（南斯拉夫）的伊斯特拉半島（Istria）該島位于南斯拉夫的西北部，上高原的石灰?guī)r的名稱，其字面意思是巖石呈現(xiàn)暴露的地方，這種特殊的地貌形式，早在我國(guó)晉代地理學(xué)家裴秀傳所著的書中就有詳細(xì)的記載，而近代的徐宏祖和尤以明所編著的《徐霞客游記》也有詳細(xì)的記錄。所以世界各國(guó)的地理學(xué)家都在努力地研究以及勘測(cè)這種地質(zhì)。
二、巖溶區(qū)喀斯特（KARST）地貌相關(guān)分析
?。ㄒ唬r溶區(qū)喀斯特（KARST）地貌產(chǎn)生的原因
若研究巖溶區(qū)喀斯特（KARST）地貌的勘測(cè)技術(shù)，就必須知道巖溶區(qū)是怎么形成的，巖溶區(qū)是經(jīng)過很多年的風(fēng)化，由于該地區(qū)底下水源豐富，地下水沿著可溶性巖石的層面、節(jié)理或斷層進(jìn)行溶蝕和侵蝕而形成的地下孔道，造成石頭塌陷反復(fù)產(chǎn)生這種地質(zhì)機(jī)械力作用和風(fēng)化、水的侵蝕等化學(xué)作用產(chǎn)生的，所以喀斯特地貌會(huì)呈現(xiàn)出多種地貌，因?yàn)槲此葜笆且环N地貌，即將塌陷又是一種地貌，塌陷的形成溶洞又是一種地貌。由此可見大自然造物者是偉大的，創(chuàng)造了這種地貌。
（二）、巖溶區(qū)喀斯特（KARST）特點(diǎn)
喀斯特地貌不僅地表不同，就連產(chǎn)生果實(shí)、谷物也不同，地表區(qū)別主要是巖石組成不同，地表形態(tài)類型屬正地形的主要有峰林、孤峰、殘丘、喀斯特丘陵和石芽。由于喀斯特地貌影響氣候，所以果實(shí)，谷物也不同。這就是喀斯特的特殊性。
三、巖溶巖土工程勘察方法及探測(cè)技術(shù)
在巖溶地區(qū)，巖土工程勘察分析方法及巖溶探測(cè)技術(shù)，除了常規(guī)的鉆探手段外，目前國(guó)內(nèi)主要采用以下方法或手段。
?。ㄒ唬⒐こ痰刭|(zhì)調(diào)查與測(cè)繪
包括巖溶地形地貌調(diào)查、地層巖性、水文地質(zhì)調(diào)查、測(cè)量及試驗(yàn)等內(nèi)容的野外調(diào)查，能夠從宏觀上把握巖溶發(fā)育的分布和特點(diǎn)，并據(jù)此進(jìn)一步進(jìn)行工程地質(zhì)勘探工作，該方法簡(jiǎn)單，方便實(shí)用，能獲得直觀的野外工程地質(zhì)基礎(chǔ)資料。
?。ǘ?、遙感技術(shù)
地球資源衛(wèi)星遙感（MSS、TM、SPOT）、航空遙感、熱紅外遙感、側(cè)視雷達(dá)遙感等在70年代引進(jìn)我國(guó)以后，具有調(diào)查面積大，重復(fù)性好等特點(diǎn)，對(duì)于研究巖溶地貌形態(tài)、巖溶層組劃分、地質(zhì)構(gòu)造等都能取得較好的效果，被廣泛應(yīng)用于巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)勘察工作，該技術(shù)一般用于大型工程選址，而一般的工業(yè)與民用建筑用得不多。
?。ㄈ?、工程地質(zhì)原位測(cè)試技術(shù)
主要采用原位標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)等測(cè)定溶洞和土洞中充填物、巖溶塌陷堆積物的工程地質(zhì)性質(zhì)和地基土承載力，該技術(shù)在各巖溶地區(qū)有較成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，施工簡(jiǎn)單，成本較低，應(yīng)用廣泛。
（四）、示蹤試驗(yàn)
用示蹤劑（熒光染料等）進(jìn)行巖溶地下水聯(lián)通試驗(yàn)以及長(zhǎng)期觀測(cè)的研究，以查明巖溶的發(fā)育程度和溶洞相互連通、分布情況，該方法簡(jiǎn)單，較方便可靠，但不適用于無地下水的溶洞。
（五）、模型試驗(yàn)
采用一定尺寸規(guī)模的試驗(yàn)裝置，模擬砂、土層在各種條件下（如不同水動(dòng)力條件）的巖溶地基的穩(wěn)定性或巖溶塌陷過程一般用于巖溶塌陷的研究。
?。?、插釬
用一定長(zhǎng)度鋼釬（筋）按一定的間距插人上覆土層，用來查明土層中是否發(fā)育有巖溶土洞。例如廣西桂林巖溶地區(qū)，在地基基坑開挖后，一般采用插釬來進(jìn)一步查明土層中是否存在土洞或塌陷軟弱層，實(shí)踐證明該法效果顯著。該方法還具有施工簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)。
（七）、管波探測(cè)法
管波探測(cè)法是在鉆孔中利用“管波”作為探測(cè)物理場(chǎng)，探測(cè)孔旁一定范圍內(nèi)的溶洞、溶蝕裂隙、軟弱夾層等不良地質(zhì)體的最新孔中物探方法，即利用樁位中心的一個(gè)勘察鉆孔，通過發(fā)射管波，采集記錄并分析管波反射信號(hào)，就可探明整個(gè)樁位范圍內(nèi)的巖溶、軟弱夾層及裂隙帶的發(fā)育和分布情況，并評(píng)價(jià)嵌巖樁基樁持力層的完整性。
四、針對(duì)喀斯特地質(zhì)勘察目的和勘測(cè)技術(shù)
（一）、針對(duì)喀斯特地質(zhì)勘察目的
首先我們要了解什么地質(zhì)勘察，地質(zhì)勘察是用科學(xué)的放法，通過科學(xué)儀器或者機(jī)械手段得到地質(zhì)層的一些資料，然后經(jīng)過專家、學(xué)者的分析的一個(gè)過程，根目的是要了解持力層的地基承載力，確定基礎(chǔ)類型等等。是在對(duì)礦產(chǎn)普查中發(fā)現(xiàn)有工業(yè)意義的礦床，為查明礦產(chǎn)的質(zhì)和量，以及開采利用的技術(shù)條件，提供礦山建設(shè)設(shè)計(jì)所需要的礦產(chǎn)儲(chǔ)量和地質(zhì)資料，對(duì)一定地區(qū)內(nèi)的巖石、地層、構(gòu)造、礦產(chǎn)、水文、地貌等地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查研究工作。而地質(zhì)勘測(cè)的目的是了解不同表層巖溶帶、土壤、植被系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，水循環(huán)及有關(guān)營(yíng)養(yǎng)元素的運(yùn)移規(guī)律；表層巖溶帶的調(diào)蓄功能?？偨Y(jié)巖溶山區(qū)巖溶水合理開發(fā)利用的模式，尤其是地表地下水庫(kù)成庫(kù)條件、壩址選擇的技術(shù)方法、勘探工作程序；地表地下水庫(kù)調(diào)度水資源的水文。巖溶山區(qū)荒漠化（水土流失）影響因素的定量評(píng)價(jià)，土地整理和控制水土流失的工程措施及效益評(píng)價(jià)；土地覆蓋、荒漠化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及該區(qū)綜合治理效應(yīng)評(píng)價(jià)。因?yàn)樗固氐貐^(qū)地表異常缺水和多洪災(zāi)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響很大。但地下水蘊(yùn)藏豐富，徑流系數(shù)在熱帶喀斯特區(qū)域?yàn)?0～80%。亞熱帶喀斯特區(qū)域?yàn)?0%～40%，溫帶為10%～20%，所以研究明白喀斯特地貌對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有一定的影響。
?。ǘ⑨槍?duì)喀斯特地質(zhì)勘察技術(shù)
喀斯特地質(zhì)勘察主要分四種方法有挖坑、鉆探、槽探、地球物理勘探，除了這四種還有許多方法，只不過這四種方法是針對(duì)喀斯特地貌比較常用的。首先說一下最常用的方法鉆探，鉆探是指利用鉆孔機(jī)器，在土層地表上進(jìn)行鉆孔，以得到獲取地質(zhì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行研究的方式，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是可以獲取到最深層地質(zhì)的資料。第二種方法就是挖坑和槽探，這種方法也比較常用，通過挖掘機(jī)或者人工對(duì)土層表明進(jìn)行施工挖掘，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是可以通過肉眼進(jìn)行觀察，可以通過手觸摸土質(zhì)，可以了解土層的資料，缺點(diǎn)是土層的比較淺而且比較耗費(fèi)工時(shí)人力物力財(cái)力，還有一種就是地球物理物探方法，這是最科學(xué)也是最準(zhǔn)確的方法這主要依靠的是物理學(xué)通過電，聲波，磁等介質(zhì)去掃描地質(zhì)不僅可以勘測(cè)到很深的土層，這種方式更直接、更科學(xué)，不僅節(jié)省物力人力還節(jié)約了成本。而且這種方式得到地址資料更為準(zhǔn)確，但是這個(gè)對(duì)技術(shù)人員的水平要求比較高。以上四種勘探方式是常規(guī)勘探方式，現(xiàn)在還有利用先進(jìn)設(shè)備如：用電磁波、超聲波觀察和勘測(cè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)?？λ固氐孛灿刑厥庑?，所以只有運(yùn)用好勘測(cè)技術(shù)才能從勘測(cè)數(shù)據(jù)研究地質(zhì)結(jié)構(gòu)，了解該地質(zhì)產(chǎn)生的原因以及對(duì)農(nóng)作物及氣候的影響。
五、結(jié)束語(yǔ)
巖溶地區(qū)的巖溶發(fā)育狀況是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，在實(shí)際工作中，在研究和勘查的過程中必須針對(duì)工程具體情況，綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)條件，采取綜合的和合理有效的勘察方法，對(duì)場(chǎng)地巖溶的發(fā)育規(guī)律和趨勢(shì)了解清楚，并對(duì)工作區(qū)作出正確的評(píng)價(jià)，提出合理方案和策略。
參考文獻(xiàn)：
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