從巖溶問題到巖溶勘察的研究

1、從巖溶問題到巖溶勘察的研究 摘要近年來，巖溶塌陷頻發(fā)，此文從對巖溶問題的思考，進(jìn)而到對勘察中遇到巖溶的常見問題的研究，并提出相應(yīng)對策。 關(guān)鍵詞巖溶塌陷 溶土洞 勘察 中圖分類號 p642.254 文獻(xiàn)碼 b 文章編號 1000-405x（2014）-2-210-2 近年來，新聞報道地面塌陷事故頻發(fā)，馬路頻成“陷阱”，“走路死”事故頻頻發(fā)生，人們出行步步驚心。有地質(zhì)調(diào)查顯示，廣州某教師新村近10年路面下沉近半米，僅同德圍地區(qū)塌陷隱患區(qū)達(dá)十多處，而僅在增槎路和西槎路交接處就有6處塌陷。這些地面塌陷大部分是屬于巖溶塌陷，在我國巖溶塌陷分布廣泛，從南到北，從東到西都有發(fā)育。尤其廣東省巖溶塌陷無論在數(shù)量

2、、規(guī)模都列于全國前列。 1導(dǎo)語 巖溶塌陷主要由巖溶地貌造成，在我國，碳酸鹽類巖石（如石灰石、白云巖、石膏和巖鹽等）分布很廣。據(jù)不完全統(tǒng)計，總面積達(dá)200萬平方公里，其中裸露的碳酸鹽類巖石面積約130萬平方公里，約占全國總面積的1/7；埋藏的碳酸鹽巖石面積約70萬平方公里。碳酸鹽巖石在全國各省區(qū)均有分布，但以桂、黔和滇東部地區(qū)分布最廣。湘西、鄂西、川東、魯、晉等地，碳酸鹽巖石分布的面積也較廣。地下水對碳酸鹽巖長期的侵蝕作用，形成了千姿百態(tài)的巖溶地貌。地面往往崎嶇不平，巖石嶙峋，奇峰林立；地表河流稀疏；地下則發(fā)育有地下河、溶洞等。我國廣西的桂林山水即為典型的巖溶景觀。 巖溶地貌造就了美麗的風(fēng)景，但

3、同時也給人類活動帶來了潛在的危險，即巖溶塌陷。巖溶發(fā)育并且賦存有豐富巖溶地下水的隱伏碳酸巖地區(qū)，均為巖溶塌陷易發(fā)區(qū)。 2重視巖溶危害 近年來，隨著廣東省基本建設(shè)的快速發(fā)展，越來越多的建、構(gòu)筑物，如廣州白云國際機場、廣州水泥廠、廣東郵件處理中心、廣州佛山地鐵和廣州市地鐵五號線等工程項目均建在或經(jīng)過巖溶地區(qū)。巖溶地區(qū)溶土洞作為一種典型的不良地質(zhì)現(xiàn)象，其在施工建設(shè)中的危害也越來越明顯地顯現(xiàn)出來。我們在建設(shè)項目中，尤其是處于建設(shè)項目前期階段的勘察工作，更要重視巖溶的危害，在建設(shè)前期盡早發(fā)現(xiàn)巖溶危害，并對其處理，越能減小其發(fā)生的概率。 3巖溶危害的分類 巖溶危害主要表現(xiàn)為地下的溶洞和土洞。溶洞是指在可溶

4、性巖層中，由地下水的溶蝕和侵蝕作用所形成的，近于水平方向擴展的洞穴。土洞是指在可溶性巖層與上覆土層間，由地下水的潛蝕作用在可溶性巖層形成溶洞后繼續(xù)向上擴展至上覆砂土層后形成一種特殊的地質(zhì)體。土洞與溶洞的關(guān)系非常密切，往往是在巖面上先有了溶洞，在地下水的潛蝕作用下，上覆土層底面不斷崩落致使土洞形成、擴展，嚴(yán)重時可導(dǎo)致地表下沉、開裂、塌陷。 4溶土洞的發(fā)育條件 溶土洞發(fā)育地區(qū)地層一般分布有：所處區(qū)域雨量充沛，有足量的水，具有溶解能力，地表水能夠下滲；所處區(qū)域分布有第四紀(jì)土層：人工回填土層和風(fēng)化殘積層，其中風(fēng)化殘積層由灰?guī)r等可溶性巖層風(fēng)化殘積而成；下伏基巖為可溶性巖層，比如灰?guī)r、白云巖、石膏等；可能

5、有斷層、裂隙發(fā)育，溶溝溶槽等現(xiàn)象較嚴(yán)重。 5巖溶勘察的目的 巖溶場地勘察的目的在于查明對建筑場地和地基有影響的巖溶發(fā)育規(guī)律、埋藏現(xiàn)狀和各種巖溶形態(tài)的分布、形狀、大小、延伸方向，及其與建筑物在空間位置的相對關(guān)系等；巖溶巖層的完整性（如斷裂、節(jié)理切割），風(fēng)化程度及由溶濾作用所引起的巖石結(jié)構(gòu)的破壞、巖溶水的循環(huán)交替規(guī)律、各巖溶充填物的情況、巖土層的工程性質(zhì)等，并對建筑場地的適宜性和地基的穩(wěn)定性作出確切的評價。 6溶土洞的類型 在勘察中，根據(jù)鉆孔中揭露出溶土洞的不同性質(zhì)，主要有以下幾種類型： （1）按深度分，勘察中深度超過3米的為大溶洞，小于3米的為小溶洞； （2）按單孔內(nèi)溶洞個數(shù)分，有單個溶洞和多層

6、溶洞； （3）按鉆孔取出的填充物狀態(tài)分，有全充填，半充填，和無充填； （4）按鉆機在揭露到溶土洞時是否漏水分，有全漏水、半漏水和不漏水。 7巖溶勘察容易遇到的問題 （1）卡埋鉆具或鉆桿扭斷。當(dāng)遇到溶土洞中有軟硬不均勻充填物（如碎石、跨塌的巖塊等）卡埋鉆具，使鉆具無法轉(zhuǎn)動，若強行鉆進(jìn)，則容易埋鉆或扭斷鉆桿。 （2）鉆桿折斷或鉆桿絲扣滑脫。當(dāng)遇到較大含水帶并繼續(xù)鉆進(jìn)時，由于鉆桿擺動幅度太大，容易使鉆桿發(fā)生折斷或鉆桿絲扣滑脫，造成掉鉆等事故。 （3）鉆孔內(nèi)漏水。由于巖溶帶經(jīng)常是多層溶洞，各層大小溶洞相互連通，鉆探時極易出現(xiàn)鉆孔內(nèi)漏水現(xiàn)象，鉆孔漏水情況更為嚴(yán)重，因而鉆探液無法返出地面，造成鉆探液或鉆探

7、用水不足，影響了鉆探進(jìn)度，嚴(yán)重時會出現(xiàn)“燒鉆”事故。 （4）鉆孔偏斜。由于巖溶帶溶洞側(cè)壁在水的腐蝕下，多為非垂直或非水平狀態(tài)，當(dāng)巖層傾角較大，溶土洞發(fā)育并且填充物軟硬交錯時，用常規(guī)鉆進(jìn)工藝方法往往使鉆具沿填充物與巖石交界面滑動，或沿著較軟的巖石一側(cè)鉆進(jìn)，造成鉆孔發(fā)生偏斜，影響鉆探質(zhì)量。 （5）巖芯采取率低。當(dāng)鉆探遇到多層溶土洞、軟硬不一的巖層時，用常規(guī)取芯鉆進(jìn)工藝會影響巖芯采取率，過低的巖芯采取率嚴(yán)重影響地質(zhì)技術(shù)人員劃分地層，造成地層分層不準(zhǔn)確。 （6）溶土洞頂、底深度或標(biāo)高不準(zhǔn)確。由于溶土洞內(nèi)大小洞縱橫交錯，鉆探難度大，巖芯采取率低，往往對溶土洞頂、底深度或標(biāo)高把握不準(zhǔn)確，造成勘察質(zhì)量存在問題，嚴(yán)重影響了基礎(chǔ)設(shè)計、施工。 8巖溶勘察問題的處理 8.1編制勘察和鉆探施工方案 編制適合溶土洞施工的鉆探施工方案，確定