巖溶地區(qū)地下土溶洞勘察、評(píng)價(jià)、處理方法研究

PAGE中國(guó)煤炭地質(zhì)總局科技發(fā)展專項(xiàng)資金項(xiàng)目（Ⅱ類項(xiàng)目）巖溶地區(qū)地下土溶洞勘察、評(píng)價(jià)、處理方法研究負(fù)責(zé)單位：中國(guó)煤炭地質(zhì)總局廣東煤炭地質(zhì)局完成時(shí)間：2008年8月巖溶地區(qū)地下土溶洞勘察、評(píng)價(jià)、處理方法研究中國(guó)煤炭地質(zhì)總局廣東煤炭地質(zhì)局2008年8月

課題名稱：巖溶地區(qū)地下土溶洞勘察、評(píng)價(jià)、處理方法研究承擔(dān)單位：中國(guó)煤炭地質(zhì)總局廣東煤炭地質(zhì)局課題組長(zhǎng)：劉特輝課題副組長(zhǎng)：易秋清課題組成員：劉更寧趙新杰鄧廣玉秦凱王建偉王干文李登嶺彭鵬報(bào)告編寫：劉特輝易秋清

目錄第一章概述 11.1研究的背景 11.2研究目的 21.3主要研究?jī)?nèi)容 3第二章土溶洞勘察方法 42.1土溶洞的勘察要求 42.1.1各勘察階段的要求 42.1.2巖溶勘察的測(cè)試和觀測(cè)的要求 62.2土溶洞的勘察方法 62.2.1工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪 72.2.2綜合物探法 82.2.3鉆探法 142.2.4地球物理測(cè)井 142.2.5其它勘探方法 152.3勘察實(shí)例 162.3.1廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)遷（擴(kuò)）建工程以物探為主鉆探為輔的勘察實(shí)例 162.3.2廣州富力桃園的沖孔樁基工程以超前鉆探為主的勘察實(shí)例 242.3.3廣佛軌道交通的以鉆孔CT為主的勘察實(shí)例 27第三章土溶洞評(píng)價(jià) 303.1評(píng)價(jià)方法 303.1.1定性評(píng)價(jià) 303.1.2半定量評(píng)價(jià) 323.2土溶洞評(píng)價(jià)實(shí)例 343.2.1以廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)遷建工程飛行區(qū)場(chǎng)道工程土溶洞評(píng)價(jià)為例 343.2.2以廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程飛行區(qū)場(chǎng)道工程土溶洞評(píng)價(jià)為例 38第四章土溶洞處理方法 414.1土溶洞處理試驗(yàn)方案 414.1.1土溶洞處理判別標(biāo)準(zhǔn) 414.1.2檢驗(yàn)方法 414.1.3檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 414.2土溶洞處理試驗(yàn)方法 414.3充填型土溶洞處理的試驗(yàn) 424.3.1概述 424.3.2施工工藝 434.3.3施工流程 444.3.4施工經(jīng)過(guò) 474.3.5試驗(yàn)結(jié)果 494.3.6試驗(yàn)結(jié)果分析 494.4未充填與半充填型土溶洞處理的試驗(yàn) 514.4.1概述 514.4.2振動(dòng)沉管注砂法 514.4.3成孔注砂試驗(yàn) 544.4.4成孔泵注骨料 554.5土溶洞處理的建議方案 594.5.1概述 594.5.2袖閥管注漿工藝 594.5.3骨料泵注工藝 604.6土溶洞處理結(jié)果 624.6.1土溶洞處理檢測(cè)結(jié)果 624.6.2土溶洞處理工程回訪 63結(jié)語(yǔ) 64參考文獻(xiàn) 68中國(guó)煤炭地質(zhì)總局廣東煤炭地質(zhì)局巖溶地區(qū)地下土溶洞勘察、評(píng)價(jià)、處理方法研究PAGE32中國(guó)煤炭地質(zhì)總局廣東煤炭地質(zhì)局巖溶地區(qū)地下土溶洞勘察、評(píng)價(jià)、處理方法研究PAGE1第一章概述1.1研究的背景我國(guó)碳酸鹽巖系分布廣泛，總面積在200萬(wàn)平方公里以上，出露的碳酸鹽巖系約占中國(guó)領(lǐng)土的13%。從長(zhǎng)白山到海南島，從臺(tái)灣島到帕米爾高原均有碳酸鹽巖系出露，尤以湘西、鄂西、貴州、廣西、滇東和粵北地區(qū)較為集中。地下水對(duì)碳酸鹽巖長(zhǎng)期的侵蝕作用，形成了千姿百態(tài)的巖溶地貌。巖溶地貌景觀主要有：分布廣泛的石林石叢、峰林溶丘、洼地、漏斗、豎井、落水洞、盲谷、溶盆、槽谷，而眾多的巖溶泉流入地下，則形成溶洞、伏流、暗河。例如我國(guó)廣西桂林山水和云南路南石林皆聞名于世。巖溶地貌造就了美麗的風(fēng)景，但同時(shí)也給人類活動(dòng)帶來(lái)了潛在的危險(xiǎn)，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)。我國(guó)巖溶塌陷分布廣泛，從南到北，從東到西都有發(fā)育。目前己見(jiàn)于除北京、天津、上海、河南、甘肅、寧夏、新疆以外的24個(gè)省市區(qū)，但主要分布于遼寧、河北、江西、湖北、湖南、四川、貴州、云南、廣東、廣西等省區(qū)。另外，華南巖溶塌陷多而強(qiáng)，華北相對(duì)少且弱一些。尤其廣東省巖溶塌陷無(wú)論在數(shù)量、規(guī)模都列于全國(guó)前列。據(jù)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)資料，截至1993年全國(guó)巖溶塌陷總數(shù)為2841處，塌陷坑有33192個(gè)，塌陷面積為332.28km2。估計(jì)全國(guó)每年因巖溶塌陷造成的直接經(jīng)濟(jì)損失在1.2億元以上。全國(guó)城市中，貴州水城的地面塌陷最為典型和強(qiáng)烈，因大量抽采地下水，水城約5平方公里的范圍內(nèi)，產(chǎn)生塌陷坑1023個(gè)，大量房屋開(kāi)裂或倒塌，道路坍裂，農(nóng)田毀壞，并造成地下水水質(zhì)污染和生態(tài)環(huán)境惡化。另外，云南昆明市中心的翠湖塌陷，使歷史悠久的最佳風(fēng)景點(diǎn)——翠湖湖水干枯、亭臺(tái)倒塌，橋梁破壞，名泉九龍池變成了落水洞。溶洞是指在可溶性巖層中,由地下水的溶蝕和侵蝕作用所形成的,近于水平方向擴(kuò)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(kuò)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(kuò)展，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致地表下沉、開(kāi)裂、塌陷。土洞對(duì)地面工程威脅最大，據(jù)康彥仁等的研究，在我國(guó)南方巖溶地區(qū)的地面塌陷絕大部分是由土洞坍塌引起的，它占了塌陷總量的96.1％，而因溶洞坍塌造成的地面塌陷僅僅占3.9％。由于土洞埋藏淺、分布密、發(fā)育快，有時(shí)建筑物施工階段未出現(xiàn)土洞，卻由于建筑后改變了地表水和地下水的條件而產(chǎn)生了新的土洞和地表塌陷。為防止巖溶塌陷，消除安全隱患，在巖溶地區(qū)進(jìn)行場(chǎng)道、建筑、路橋等工程時(shí)，一般應(yīng)對(duì)地基基礎(chǔ)進(jìn)行處理。對(duì)巖溶地區(qū)的地基處理，一般有墊填法（充填、換填、挖填）、加固法（強(qiáng)夯、頂柱、擠密、灌漿）、跨越法（板跨、梁跨、拱跨）、樁基法（鉆沖孔樁、爆擴(kuò)樁）等。1.2研究目的如上所述，廣東也是個(gè)可溶巖分布較廣的省份，各種類型的巖溶地貌及巖溶現(xiàn)象廣泛分布。近年來(lái)，隨著廣東省基本建設(shè)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的建、構(gòu)筑物，如廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)、聯(lián)邦快遞亞太中心、廣州水泥廠、廣東郵件處理中心、正在施工的廣州—佛山地鐵和廣州市地鐵五號(hào)線、廣州富力桃園等工程項(xiàng)目均建在或經(jīng)過(guò)巖溶地區(qū)。巖溶地區(qū)土溶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(lái)越明顯地顯現(xiàn)出來(lái)。如：廣東西牛大橋因橋墩基礎(chǔ)下伏溶洞發(fā)育導(dǎo)致下沉；廣東清遠(yuǎn)北江三橋因溶洞發(fā)育導(dǎo)致停工；廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)遷建工程耗資近億元處理土溶洞等；巖溶地區(qū)因土溶洞導(dǎo)致的施工事故更是數(shù)不勝數(shù)。由于巖溶發(fā)育的不確定性及隱蔽性，土溶洞的勘察、處理難度非常大，僅靠傳統(tǒng)的施工手段和方法已經(jīng)很難達(dá)到要求。因此，有必要對(duì)巖溶地區(qū)勘察、評(píng)價(jià)及處理方法進(jìn)行研究、總結(jié)。國(guó)內(nèi)外對(duì)巖溶地質(zhì)的研究較為深入，國(guó)內(nèi)有專門的研究機(jī)構(gòu)從事巖溶地質(zhì)研究，如中國(guó)地質(zhì)科學(xué)研究院巖溶研究所，一些高等院校也開(kāi)設(shè)了與巖溶有關(guān)的專業(yè)和課程。2001年在北京召開(kāi)的《首屆巖溶地區(qū)可持續(xù)發(fā)展國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議》暨《IGCP448－世界巖溶系統(tǒng)對(duì)比國(guó)際工作組會(huì)議》標(biāo)志對(duì)巖溶的研究進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。但專門針對(duì)巖溶對(duì)工程建設(shè)的影響的研究工作開(kāi)展較少，各種科技期刊也僅見(jiàn)零星的施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。各行業(yè)均無(wú)巖溶地區(qū)地下土溶洞勘察、評(píng)價(jià)及處理方面的規(guī)范。本項(xiàng)目旨在大量收集巖溶地區(qū)勘察、施工處理資料，結(jié)合本公司已施工及正在施工的廣州白云國(guó)標(biāo)機(jī)場(chǎng)、廣州富力房地產(chǎn)集團(tuán)工程項(xiàng)目、地鐵廣—佛線工程等項(xiàng)目，運(yùn)用巖土工程新理論、新方法，分析、研究、總結(jié)巖溶地區(qū)地下土溶洞勘察、評(píng)價(jià)及處理方法。通過(guò)本項(xiàng)目的研究，可以大大提高我公司在巖溶地區(qū)施工水平，提高公司科技創(chuàng)新能力，積累自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。研究成果可供設(shè)計(jì)、施工參考，以避免地質(zhì)災(zāi)害對(duì)國(guó)家投資造成的巨大損失。1.3主要研究?jī)?nèi)容主要研究?jī)?nèi)容包括：土溶洞勘察方法研究、評(píng)價(jià)方法研究及處理方法的研究。1、對(duì)土溶洞的勘察方法研究?jī)?nèi)容主要是針對(duì)不同條件下的土溶洞對(duì)比分析各種勘察方法，總結(jié)最佳的勘察方法或最佳的勘察方法組合。2、對(duì)土溶洞的評(píng)價(jià)主要解決以下問(wèn)題：分布范圍、圍巖性質(zhì)、埋藏深度、空洞形態(tài)、充填狀態(tài)、穩(wěn)定性及與相鄰空洞連通情況。其中重點(diǎn)在于土溶洞的穩(wěn)定性分析。對(duì)土溶洞穩(wěn)定性評(píng)價(jià)目前尚無(wú)可供參照的規(guī)程、規(guī)范，也沒(méi)有較成熟的理論或?qū)嵺`供利用。3、土溶洞的處理方法多種多樣，效果各異。本次研究主要是收集以前各種處理方法和處理效果資料，對(duì)典型的已竣工工程進(jìn)行回訪，將處理方法和處理效果進(jìn)行對(duì)比分析，總結(jié)出不同條件下最佳的處理方案。

第二章土溶洞勘察方法2.1土溶洞的勘察要求擬建工程場(chǎng)地或其附近存在對(duì)工程安全有影響的土溶洞時(shí)，應(yīng)進(jìn)行土溶洞勘察。巖溶地基的巖土工程勘察主要在于查明：1、對(duì)建筑場(chǎng)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(duì)關(guān)系等；2、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；3、巖溶水情況、各巖溶充填物的情況；巖土層的工程性質(zhì)等。2.1.1各勘察階段的要求（一）可行性研究勘察階段可行性研究勘察應(yīng)初步查明巖溶洞隙、土洞的發(fā)育條件，并對(duì)其危害程度和發(fā)展趨勢(shì)作出判斷，對(duì)場(chǎng)地的穩(wěn)定性和工程建設(shè)的適宜性做出初步評(píng)價(jià)；可行性研究宜采用工程地質(zhì)測(cè)繪為主，適當(dāng)布置綜合物探，勘探點(diǎn)的間距不應(yīng)大于有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，巖溶發(fā)育地段應(yīng)予加密。測(cè)繪和物探發(fā)現(xiàn)的異常地段，應(yīng)選擇有代表性的部位布置驗(yàn)證性鉆孔。控制性勘探孔的深度應(yīng)穿過(guò)表層巖溶發(fā)育帶。（二）初步勘察階段初步勘察應(yīng)初步查明巖溶洞隙及其伴生土洞、塌陷的分布、發(fā)育程度和發(fā)育規(guī)律，并按場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性進(jìn)行分區(qū)。初步勘察宜采用工程地質(zhì)測(cè)繪和綜合物探為主，適當(dāng)布置鉆探工作，勘探點(diǎn)的間距不應(yīng)大于有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，巖溶發(fā)育地段應(yīng)予加密。測(cè)繪和物探發(fā)現(xiàn)的異常地段，應(yīng)選擇有代表性的部位布置驗(yàn)證性鉆孔。控制性勘探孔的深度應(yīng)穿過(guò)表層巖溶發(fā)育帶。初步勘察勘探點(diǎn)的間距對(duì)于一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)地基分別不應(yīng)大于30～50m,40～l00m、75～200m，巖溶發(fā)育地段應(yīng)予加密。（三）詳細(xì)勘察階段詳細(xì)勘察應(yīng)查明擬建工程范圍及有影響地段的各種巖溶洞隙和土洞的位置、規(guī)模、埋深、巖溶堆填物性狀和地下水特征，對(duì)地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和巖溶的治理提出建議。巖溶發(fā)育地區(qū)的下列部位宜查明土洞和土洞群的位置：1土層較薄、土中裂隙及其下巖體洞隙發(fā)育部位；2巖面張開(kāi)裂隙發(fā)育，石芽或外露的巖體與土體交接部位；3兩組構(gòu)造裂隙交匯處和寬大裂隙帶；4隱伏溶溝、溶槽、漏斗等，其上有軟弱土分布的負(fù)巖面地段；5地下水強(qiáng)烈活動(dòng)于巖土交界面的地段和大幅度人工降水地段；6低洼地段和地表水體近旁。詳細(xì)勘察的勘探工作應(yīng)符合下列規(guī)定：1勘探線應(yīng)沿建筑物軸線布置，勘探點(diǎn)間距不應(yīng)大于有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，勘探點(diǎn)間距對(duì)于一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)地基分別不應(yīng)大于10～15m、15～30m、30～50m，條件復(fù)雜時(shí)每個(gè)獨(dú)立基礎(chǔ)均應(yīng)布置勘探點(diǎn)；2勘探孔深度除應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范的規(guī)定外，當(dāng)基礎(chǔ)底面下的土層厚度小于獨(dú)立基礎(chǔ)寬度的3倍或條形基礎(chǔ)寬度的6倍時(shí)，應(yīng)有部分或全部勘探孔鉆入基巖；3當(dāng)預(yù)定深度內(nèi)有洞體存在，且可能影響地基穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)鉆入洞底基巖面下不少于2m，必要時(shí)應(yīng)圈定洞體范圍；4對(duì)一柱一樁的基礎(chǔ)，宜逐樁布置勘探孔；5在土洞和塌陷發(fā)育地段，可采用靜力觸探、輕型動(dòng)力觸探、小口徑鉆探等手段，詳細(xì)查明其分布；6當(dāng)需查明斷層、巖組分界、洞隙和土洞形態(tài)、塌陷等情況時(shí)，應(yīng)布置適當(dāng)?shù)奶讲刍蛱骄?物探應(yīng)根據(jù)物性條件采用有效方法，對(duì)異常點(diǎn)應(yīng)采用鉆探驗(yàn)證，當(dāng)發(fā)現(xiàn)或可能存在危害工程的洞體時(shí)，應(yīng)加密勘探點(diǎn)；8凡人員可以進(jìn)入的洞體，均應(yīng)入洞勘查，人員不能進(jìn)入的洞體，宜用井下電視等手段探測(cè)。（四）施工勘察階段施工勘察應(yīng)針對(duì)某一地段或尚待查明的專門問(wèn)題進(jìn)行補(bǔ)充勘察。當(dāng)采用大直徑嵌巖樁時(shí)，尚應(yīng)進(jìn)行專門的樁基勘察。施工勘察工作量應(yīng)根據(jù)巖溶地基設(shè)計(jì)和施工要求布置。在土洞、塌陷地段，可在已開(kāi)挖的基槽內(nèi)布置觸探或釬探。對(duì)重要或荷載較大的工程，可在槽底采用小口徑鉆探，進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)大直徑嵌巖樁，勘探點(diǎn)應(yīng)逐樁布置，復(fù)雜地段的大直徑樁可一樁多孔，勘探深度應(yīng)不小于底面以下樁徑的3倍并不小于5m，當(dāng)相鄰樁底的基巖面起伏較大時(shí)應(yīng)適當(dāng)加深。2.1.2巖溶勘察的測(cè)試和觀測(cè)的要求巖溶勘察的測(cè)試和觀測(cè)宜符合下列要求：1當(dāng)追索隱伏洞隙的聯(lián)系時(shí)，可進(jìn)行連通試驗(yàn)；2評(píng)價(jià)洞隙穩(wěn)定性時(shí)，可采取洞體頂板巖樣和充填物土樣作物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)，必要時(shí)可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)頂板巖體的載荷試驗(yàn)；3當(dāng)需查明土的性狀與土洞形成的關(guān)系時(shí)，可進(jìn)行濕化、脹縮、可溶性和剪切試驗(yàn)；4當(dāng)需查明地下水動(dòng)力條件、潛蝕作用、地表水與地下水聯(lián)系，預(yù)測(cè)土洞和塌陷的發(fā)生、發(fā)展時(shí)，可進(jìn)行流速、流向測(cè)定和水位、水質(zhì)的長(zhǎng)期觀測(cè)。2.2土溶洞的勘察方法土溶洞勘察手段的選擇應(yīng)考慮勘察目的、勘察階段、勘察場(chǎng)地等多方面的因素，勘察時(shí)，首先應(yīng)對(duì)勘察區(qū)域的巖溶發(fā)育及分布情況進(jìn)行調(diào)查和研究，因地制宜地綜合采用工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查、物探、鉆探、井下電視等一種或多種勘察手段相結(jié)合的方法進(jìn)行。由于巖溶發(fā)育的不確定性和隱蔽性，工程勘察難度很大，僅靠鉆探手段難以達(dá)到要求，鉆探有一定的盲目性，局部巖溶會(huì)被遺漏；發(fā)現(xiàn)有巖溶地段，也很難探明其規(guī)模、形態(tài)和分布規(guī)律。工程物探在一定程度上彌補(bǔ)了這一勘察不足。物探方法具有設(shè)備輕便、勘探快速、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，而且可以連續(xù)勘探線和面的工程地質(zhì)情況的特點(diǎn)。因此工程物探作為巖溶鉆探的先行手段和輔助手段，對(duì)巖溶勘察中的鉆探工作進(jìn)行前期指導(dǎo)和后期的補(bǔ)充工作。巖溶的形成與發(fā)育主要與巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水活動(dòng)等有關(guān)。它們與圍巖間存在著明顯的電阻率、波速、波阻抗、密度、磁化率及散熱率等物性差異。這些物性差異為地球物理勘探方法采用和選擇提供前提條件。對(duì)巖溶地區(qū)的工程勘察，在施工場(chǎng)地允許的條件下，應(yīng)考慮以物探為主，鉆探等其它勘察手段為輔的勘察方法。2.2.1工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪工程地質(zhì)測(cè)繪是工程地質(zhì)勘察中的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作。工程設(shè)計(jì)之前，地質(zhì)人員要詳細(xì)查明擬定建筑區(qū)工程地質(zhì)條件的空間分布規(guī)律，并按一定比例將其如實(shí)地反映在地形底圖上，作為工程地質(zhì)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)，提供設(shè)計(jì)部門使用。工程地質(zhì)測(cè)繪是設(shè)計(jì)初始階段勘察的主要手段，即便是在初步設(shè)計(jì)選址后和施工圖設(shè)計(jì)勘察中，也還要進(jìn)行大比例尺的測(cè)繪工作。測(cè)繪工作能在較短時(shí)間內(nèi)查明廣大地區(qū)的主要工程地質(zhì)條件，不需復(fù)雜設(shè)備和大量資金、材料，而效果顯著。根據(jù)測(cè)繪工作對(duì)地面地質(zhì)了解的基礎(chǔ)上，往往可對(duì)地下地質(zhì)情況做出相當(dāng)準(zhǔn)確的判斷，為勘察試驗(yàn)工作奠定良好基礎(chǔ)，從而為合理布置這些工作節(jié)約勘察投資。工程地質(zhì)測(cè)繪的具體內(nèi)容，包括測(cè)區(qū)的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、水文地質(zhì)、工程動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象以及天然建筑材料等，它是多項(xiàng)內(nèi)容的地表地質(zhì)測(cè)繪。航片、衛(wèi)片能真實(shí)、集中地反映大范圍的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌形態(tài)和物理地質(zhì)現(xiàn)象等，對(duì)其詳細(xì)判斷解釋研究，能夠迅速給人以全面認(rèn)識(shí)；與測(cè)繪工作相結(jié)合，能起到減少工作量并提高精度和速度的作用。尤其在人煙稀少、交通不便的偏遠(yuǎn)山區(qū)測(cè)繪，充分利用航片、衛(wèi)片判釋，更有特殊的意義。近年來(lái)，我國(guó)在工程地質(zhì)測(cè)繪中應(yīng)用航片、衛(wèi)片已取得不少經(jīng)驗(yàn)，值得進(jìn)一步推廣，不斷提高判釋水平。巖溶場(chǎng)地的工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查，除應(yīng)遵守有關(guān)規(guī)范的規(guī)定外，尚應(yīng)調(diào)查下列內(nèi)容：1巖溶洞隙的分布、形態(tài)和發(fā)育規(guī)律；2巖面起伏、形態(tài)和覆蓋層厚度；3地下水賦存條件、水位變化和運(yùn)動(dòng)規(guī)律；4巖溶發(fā)育與地貌、構(gòu)造、巖性、地下水的關(guān)系；5土洞和塌陷的分布、形態(tài)和發(fā)育規(guī)律；6土洞和塌陷的成因及其發(fā)展趨勢(shì)；7當(dāng)?shù)刂卫韼r溶，土洞和塌陷的經(jīng)驗(yàn)。2.2.2綜合物探法地球物理勘探簡(jiǎn)稱物探，其原理是利用地下巖土體的物理性質(zhì)的差異來(lái)探測(cè)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)問(wèn)題。由于土溶洞內(nèi)的物質(zhì)（空洞、半充填或全充填）與周圍物質(zhì)的物理性質(zhì)一般都有較顯著的差異，這為物探方法在土溶洞的勘探中的應(yīng)用提供了可能性。工程物探具有“透視性”、效率高、成本低以及可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行原位巖土物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)試等優(yōu)點(diǎn)，在工程勘察中日益得到重視和發(fā)展。但是各種物探方法都具有條件性和局限性，一般都還存在多解性，因此正確選擇和運(yùn)用各種物探方法，進(jìn)行綜合物探，并與已有的地質(zhì)、鉆探資料作對(duì)比，才能獲得好的地質(zhì)效果。灰?guī)r地區(qū)，地形、地質(zhì)情況相對(duì)復(fù)雜，各種物探方法都受一定條件限制，因此，在一些地形、地物條件相對(duì)復(fù)雜的地區(qū)進(jìn)行巖溶物探勘察時(shí)，應(yīng)進(jìn)行綜合物探勘察，利用不同方法對(duì)不同的地形、地物、地質(zhì)條件適用性，盡可能多地獲取物探數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合解釋，才能取得理想的勘察效果常見(jiàn)用于土溶洞勘探中的物探方法有直流電法勘探、交流電法勘探、地震勘探，以上三類勘探方法中，又因測(cè)量參數(shù)或測(cè)量裝置的不同，又分出多種勘探方法。（一）直流電法類勘探地下的巖土層由于其種類、成分、結(jié)構(gòu)、濕度和溫度等不同，而具有不同的電學(xué)性質(zhì)，巖層電學(xué)性質(zhì)的差異為基礎(chǔ)，用儀器觀測(cè)天然或人為的電場(chǎng)變化或電性差異，來(lái)解決某些地質(zhì)問(wèn)題的勘探方法，稱為電法勘探。電法勘探又分直流電法勘探和交流電法勘探兩大類，直流電法勘探中常用于土溶洞勘探中的方法有充電法、電剖面法、電測(cè)深法、高密度電阻率法等。1．充電法充電法是將一供極接于良導(dǎo)性的地質(zhì)體上，另一電極置于足夠遠(yuǎn)處接地，以使該電極產(chǎn)生的電場(chǎng)實(shí)際上對(duì)觀測(cè)電場(chǎng)不產(chǎn)生影響。根據(jù)地面觀測(cè)的電場(chǎng)分布性質(zhì)（等位線的形狀），即可得出良導(dǎo)體的形狀、大小和位置。充電法可以測(cè)定地下水的流向和流速，還可以用作巖溶區(qū)地下暗河的連通性試驗(yàn)。由于土溶洞內(nèi)的充填物一般為低阻體，在觀測(cè)到的電場(chǎng)等位線圖上也可以反映土溶洞的形狀、大小和位置。2．電剖面法固定測(cè)量裝置，沿剖面測(cè)線逐點(diǎn)測(cè)量視電阻率值，可獲得沿剖面線的視電阻率曲線，它反映巖性沿剖面線變化的情況，稱為電剖面法。這種方法可以快速確定巖溶發(fā)育帶、斷層位置等。3.電測(cè)深法若固定測(cè)點(diǎn)，不斷擴(kuò)大供電電極A、B的距離，使電流在地下分布空間不斷擴(kuò)大，相應(yīng)的勘探深度則越來(lái)越深。其相應(yīng)于不斷增加的電極距(AB/2)的視電阻率曲線（電測(cè)深曲線），反映了電阻率隨深度變化的情況，即為電測(cè)深法。4.高密度電阻率法高密度電阻率法是在常規(guī)直流電法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型物探方法，它的工作原理與常規(guī)直流電法一致，它是以巖土介質(zhì)的導(dǎo)電性差異為基礎(chǔ)，通過(guò)觀測(cè)和研究人工建立的地下穩(wěn)定的電流場(chǎng)；通過(guò)電流場(chǎng)的分布規(guī)律來(lái)解決地下地質(zhì)問(wèn)題。與常規(guī)直流電法相比，高密度電法通過(guò)多道電極轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)自動(dòng)轉(zhuǎn)換測(cè)量電極，依次測(cè)量，具有直觀、高效、高分辨率、高精度等特點(diǎn)。巖土的電阻率除了和巖土層組份有關(guān)外，還與巖土的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、空隙度及含水量等有關(guān)，也就是說(shuō)與地質(zhì)體所處的自然賦存狀態(tài)有較強(qiáng)的關(guān)系。高密度電法是迄今為止最有效的洞穴探測(cè)的電阻率法，尤其是數(shù)據(jù)采集技術(shù)的改進(jìn)使數(shù)據(jù)采集更迅速，可增大剖面覆蓋面積，在強(qiáng)干擾的環(huán)境下，以高信噪比探測(cè)物體。它可以有效地探測(cè)洞穴、圈定洞穴的空間位置。該方法中常用的裝置有溫納(Wenner)、施倫貝格(Schlumberger)、二極法(Pole-Pole)、三極法(Pole-Dipole)、偶極-偶極法(Dipole-Dipole)等?？偨Y(jié)各種裝置，有如下特點(diǎn)：（1）不同裝置，隱伏洞體的視電阻率響應(yīng)特征不同，微分裝置的異常幅值最小，溫納裝置的次之，偶極裝置的異常幅值相對(duì)較大，但異常形態(tài)復(fù)雜，甚至在高阻洞體的上方會(huì)出現(xiàn)低阻異常。（2）不論是隱伏空洞還是充填水或土的洞體，三極裝置和溫納裝置探測(cè)效果最好，三極裝置異常幅值大，寬度較窄，溫納裝置則抗干擾性較好,異常位置與洞體之間有著對(duì)應(yīng)關(guān)系。（二）交流電法類勘探交流電法勘探是利用地質(zhì)體對(duì)電磁波的傳播、吸收、反射特性，分別用以查找淺部的、兩個(gè)鉆孔（或探洞）之間或地下洞室周圍存在的巖溶、斷層破碎帶等地質(zhì)結(jié)構(gòu)，交流電法勘探根據(jù)其測(cè)量裝置及測(cè)量參數(shù)的不同，又分有多種方法，常用于地下土溶洞勘探的有地質(zhì)雷達(dá)、瞬變電磁法、無(wú)線電波透視法等。1、地質(zhì)雷達(dá)地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)是近年來(lái)越來(lái)越被廣泛用于探查近距離目的物的一種物探方法，其原理是用一個(gè)天線發(fā)射高頻寬頻帶電磁波，另一個(gè)天線接收來(lái)自地下介質(zhì)界面的反射波。在電磁波發(fā)射的頻率一定時(shí)，電磁波在介質(zhì)中傳波路徑、電磁波反射系數(shù)、相位、振幅、頻率等物性，主要與介質(zhì)的介電常數(shù)、導(dǎo)電率、磁電率有關(guān)。由此從所接收到的波旅行時(shí)間（亦稱雙程走時(shí)）、振幅與波形數(shù)據(jù)，來(lái)推斷解釋地下反射體的形狀和埋深。雷達(dá)圖形常以脈沖反射波的波形記錄。波形的正負(fù)峰分別以黑白色，或者以灰階或彩色表示，在波形圖上各測(cè)點(diǎn)均以測(cè)線的鉛垂方向記錄波形，構(gòu)成雷達(dá)剖面。根據(jù)雷達(dá)圖象，可以判斷地下土溶洞等，而且快速、直觀，對(duì)地表無(wú)損傷。常有兩種狀態(tài)：（1）地下空洞內(nèi)充填水或其它充填物，使得空洞區(qū)域相對(duì)于周圍介質(zhì)，電阻率減小，介電常數(shù)增加，反射的電磁波相應(yīng)的波速降低，在地質(zhì)雷達(dá)剖面上圖像的表現(xiàn)為“凹陷區(qū)”。（2）地下空洞內(nèi)沒(méi)有充填物，空氣的電導(dǎo)率為0，介電常數(shù)為1，電磁波傳播速度為0.3m/ns，大大超過(guò)周圍介質(zhì)的電磁波傳播速度。因此，地下空洞在地質(zhì)雷達(dá)時(shí)間剖面上圖像的表現(xiàn)為“凸型區(qū)”。2、瞬變電磁法瞬變電磁法的勘探原理是利用人工在發(fā)射線圈加以脈沖電流，產(chǎn)生一個(gè)瞬變的電磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)垂直發(fā)射線圈向兩個(gè)方向傳播，通常是在地面布設(shè)發(fā)射線圈，依據(jù)半空間的傳播原理，把地面以上的忽略。當(dāng)磁場(chǎng)沿地表向深部傳播，當(dāng)遇到不同介質(zhì)時(shí)，產(chǎn)生渦流場(chǎng)或遵照量子力學(xué)原理使活潑的堿金屬產(chǎn)生能級(jí)躍遷或使含有大量氫原子的液體的氫原子核沿磁場(chǎng)方向產(chǎn)生定向排列。當(dāng)外加的瞬變磁場(chǎng)撤銷后，這些渦流場(chǎng)的釋放或者活潑的堿金屬要恢復(fù)原有的能級(jí)，釋放躍遷產(chǎn)生能量。以及含有大量氫原子的液體的氫原子核恢復(fù)原有的排列時(shí)，均以磁場(chǎng)的形式釋放能量所獲的能量。利用接收線圈測(cè)量接收到的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)V2。該電動(dòng)勢(shì)包含了地下介質(zhì)電性特征，通過(guò)種種解釋手段(一維反演，視電阻率等)得出地下巖層的結(jié)構(gòu)。由于采用線圈接收V2，故對(duì)空間的電磁場(chǎng)或其它人工電磁場(chǎng)敏感，也就是通常所說(shuō)的干擾。為了減少此類干擾，采用盡量的發(fā)射大的電流，以獲取最大的激勵(lì)磁場(chǎng)，增加信噪比，壓制干擾。接收裝置通常分為分離回線，中心回線和重疊回線3類，以重疊回線得到的信息最為完整，其它次之。瞬變電磁法則是發(fā)現(xiàn)含水破碎帶或充水溶洞等低阻地質(zhì)體的最為有效的一種物探方法。在工程勘探時(shí)，尋找地下土溶洞時(shí)，會(huì)有兩種情況：一是充填水或其它充填物呈現(xiàn)低阻特征；二是未充填，為空洞，呈高阻特征。3、無(wú)線電波透視法無(wú)線電波是指頻率在幾十萬(wàn)赫至幾十兆赫電磁波。當(dāng)它在地下介質(zhì)中傳播遇到低阻的地質(zhì)體時(shí)常被強(qiáng)烈吸收而大大衰減。在巖溶地區(qū)，用它探測(cè)溶洞效果甚好。工作時(shí)，將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別置于相隔一定距離的兩個(gè)鉆孔內(nèi)，若兩孔之間都是均質(zhì)的高阻灰?guī)r時(shí)，沿井軸各點(diǎn)接收到的無(wú)線電波信號(hào)較強(qiáng)，如果在透視剖面上有低阻的充水溶洞等存在時(shí)，則在低阻體的背面形成一個(gè)無(wú)線電波信號(hào)被強(qiáng)烈衰減的陰影。運(yùn)用“交會(huì)法”即可圈定被測(cè)異常體的位置和輪廓。（三）地震法勘察地震勘探是通過(guò)研究人工激發(fā)的彈性波在地殼內(nèi)的傳播規(guī)律來(lái)勘探地質(zhì)構(gòu)造的方法。由錘擊或爆炸引起的彈性波，從激發(fā)點(diǎn)向外傳播，遇到不同彈性介質(zhì)的分界面，將產(chǎn)生反射和折射，利用檢波器將反射波和折射波到達(dá)地面所引起的微弱振動(dòng)變成電信號(hào)，送入地震儀經(jīng)濾波、放大后,記錄在介質(zhì)中。經(jīng)整理、分析、解釋就能推算出不同地層分界面的埋藏深度、產(chǎn)狀、構(gòu)造等。常用于探測(cè)覆蓋層或風(fēng)化殼的厚度，確定斷層破碎帶，在現(xiàn)場(chǎng)研究巖土的動(dòng)力學(xué)特性等。用于土溶洞勘探中的常用方法有反射波法、地震映像法、地震層析成像法、瑞雷面波法。1、淺層地震反射波法反射波形成的條件是界面兩側(cè)的波阻抗(地層速度與密度的乘積)有差異，差異越大反射波越強(qiáng)。根據(jù)反射波從激發(fā)點(diǎn)到檢波器的傳播時(shí)間，以及地層的速度，便可計(jì)算從激發(fā)點(diǎn)到反射界面的垂直距離以及界面的傾向和傾角。采用小道距，小偏移距并配合數(shù)據(jù)處理來(lái)探查地下溶洞及土洞，該方法勘探深度較大，分辨率高，為了確保探查質(zhì)量，在正式采集數(shù)據(jù)前，通過(guò)方法試驗(yàn)，確定震源激發(fā)形式、接收排列方式、濾波參數(shù)和最佳接收窗口，反射波資料采用專用軟件系統(tǒng)處理。土洞在反射波時(shí)間剖面上的一般有以下特征：土洞頂面以下出現(xiàn)頻率較低的同相軸，反射同相軸在土洞邊界出現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象。因縱波反射在深度方向分辨率較低，縱波延續(xù)長(zhǎng)度較長(zhǎng)，土洞頂部反射不明顯，但土洞的周圍，特別是土洞的頂面以上，土的密實(shí)程度下降，對(duì)縱波中的高頻成份的吸收特性大于低頻成份，故出現(xiàn)頻率較低的同相軸。2、地震映像法地震映像法是近十年來(lái)用于探測(cè)淺部介質(zhì)中縱、橫向不無(wú)均勻體(構(gòu)造、洞穴、障礙物、非金屬管道、巖溶、土壩中白蟻巢及空洞、地裂縫與疏松帶、滑坡體等)的有效方法。它不同于常規(guī)地震勘探中的折射波法及反射波法有明確的勘查目的層(速度界面、波阻抗界面)。實(shí)質(zhì)上，它采集的是近震源處的彈性波場(chǎng)，在采集的炮記錄上能識(shí)別的地震波形有直達(dá)波、瑞雷面波、繞（散）射波、轉(zhuǎn)換波，在特殊情況下也能采集到反射波；同時(shí)，上述各種波的干涉現(xiàn)象在記錄上也十分常見(jiàn)，并給波的識(shí)別帶來(lái)困難，因此它屬于多波勘探的范疇。目前，對(duì)復(fù)雜波場(chǎng)中各種波形進(jìn)行識(shí)別并所運(yùn)用波的動(dòng)力學(xué)特征（振福、相位、頻率）是解釋探測(cè)剖面下縱、橫向地下不均勻體的主要依據(jù)，概括起來(lái)該法有以下特點(diǎn)：(1)數(shù)據(jù)采集方法簡(jiǎn)單，共偏移距單道（或2-3道）采集，施工人員需要2-3人即可，具有很高的工作效率。(2)采用小偏移距、小道距采集，因此，地形的影響很小，適用于各種復(fù)雜的工作環(huán)境。(3)在近震源的面波區(qū)采集，因此錘擊震源即可采集到能量較強(qiáng)的彈性波。(4)和常規(guī)地震勘探中的反射波法和折射波不同，它沒(méi)有明確的勘查目的層位，對(duì)地下三度體也可探測(cè)，大量實(shí)踐已表明，它解決了常規(guī)地震勘查方法解決不了的問(wèn)題。(5)主要應(yīng)用彈性波的動(dòng)力學(xué)特征對(duì)波場(chǎng)進(jìn)行解釋，沒(méi)有繁雜的資料處理流程。地震映像法是一種能適應(yīng)各種工作環(huán)境、簡(jiǎn)便、快速的工程物探勘查手段。在土溶洞勘查過(guò)程中使地下剖面經(jīng)彩色圖像表示出來(lái)，能夠探查較小規(guī)模的土洞和溶洞。3、瑞雷面波法瞬態(tài)瑞雷波勘探技術(shù)是利用瑞利波的頻散特性和傳播速度與巖土物理力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性進(jìn)行土層劃分，研究巖土的工程性質(zhì)，評(píng)價(jià)軟土地基加固處理效果，探測(cè)地下土洞、空洞和掩埋物等。根據(jù)具體要求，采用相應(yīng)的道間距，在設(shè)計(jì)排列時(shí)通過(guò)方法試驗(yàn)，按照不同探測(cè)深度選擇不同的偏移距和道間距，確定最佳窗口、最佳采集參數(shù)及最佳的激發(fā)方式等。從瑞雷面波法頻散曲線可對(duì)地層進(jìn)行分層，頻散曲線存在多個(gè)分層拐點(diǎn)，相臨測(cè)點(diǎn)之間拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)深度可水平方向追溯，對(duì)比鉆孔資料，可對(duì)土洞等地質(zhì)體進(jìn)行判斷。4、地震波層析成像法地震波層析成像技術(shù)，又稱彈性波CT方法，一般是指透射層析：在兩鉆孔之間進(jìn)行聲波透射，以探明兩鉆孔之間的異常體，這種技術(shù)利用大量的地震波速度信息進(jìn)行專門的反演計(jì)算，得到測(cè)區(qū)內(nèi)巖土體彈性波速度的分布規(guī)律。利用這種方法探查巖溶的分布、形態(tài)及連通性，與其它測(cè)試方法比較具有分辨率高、效率高、空間位置準(zhǔn)確等特點(diǎn)。在巖溶發(fā)育地區(qū)進(jìn)行工程勘察,采用常規(guī)鉆探與彈性波CT成像相結(jié)合的勘察方法,可消除工程安全隱患?？缈證T法在兩個(gè)鉆孔之間開(kāi)展，反演結(jié)果是兩個(gè)鉆孔之間巖土層的波速的影像，根據(jù)波速差異解釋土溶洞的存在情況及邊界。2.2.3鉆探法鉆探是工程地質(zhì)勘察中極為重要的手段，是探查土溶洞最直接、最直觀的方法之一，但它也有一定的局限性，在整個(gè)工程地質(zhì)勘察投資中的費(fèi)用往往很大。因此，工程地質(zhì)人員在勘察工作中如何有效地使用鉆探并合理布置其工作量，盡可能地取得詳細(xì)準(zhǔn)確的資料，深入了解地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)，是一個(gè)極應(yīng)值得注意研究的課題。鉆探工作應(yīng)在測(cè)繪和物探的基礎(chǔ)上進(jìn)行，按勘察階段、工程規(guī)模、地質(zhì)條件覆雜程度，有目的有計(jì)劃地布置勘探線、網(wǎng)，一般按先近后遠(yuǎn)、先淺后深、先疏后密的原則進(jìn)行。目前采用的鉆探工具和方法繁多，應(yīng)根據(jù)不同勘探目的選用。在土溶洞勘探中，一般采用回轉(zhuǎn)巖芯鉆進(jìn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)或靜力觸探試驗(yàn)，并根據(jù)勘探目的，進(jìn)行相應(yīng)的室內(nèi)試驗(yàn)。2.2.4地球物理測(cè)井地球物理測(cè)井是地球物理方法在鉆井中的應(yīng)用。工程物探中常用的有視電阻率測(cè)井、自然電位測(cè)井、天然放射性測(cè)井、聲波測(cè)井等。綜合分析幾條測(cè)井曲線可劃分鉆孔地層巖性剖面。用中子－伽瑪測(cè)井或聲波測(cè)井方法可以測(cè)定地層的孔隙度。自然電位測(cè)井方法還可以在泥漿鉆孔中分層測(cè)定地下水的礦化度。利用井液電阻率測(cè)井或井中流速儀可以研究鉆井中地下水的運(yùn)動(dòng)。井中攝影和井中光學(xué)電視可以獲得鉆井剖面的實(shí)際圖像，而超聲波測(cè)井則可以在泥漿中獲得清晰的孔壁圖像，可區(qū)分巖性、查明裂隙、溶穴、套管的裂縫等，甚至可以確定巖層的產(chǎn)狀。不同測(cè)井方法的井下探測(cè)器各有其特點(diǎn)。但是所測(cè)量的參數(shù)均將轉(zhuǎn)換成電訊號(hào)，通過(guò)電纜傳輸?shù)降孛鏈y(cè)井儀中并記錄在介質(zhì)上。依據(jù)彈性波的波動(dòng)原理，在鉆孔中利用彈性波來(lái)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。彈性波在孔液和孔壁以外一定范圍內(nèi)沿鉆孔軸向傳播，除在孔徑變化、孔底和孔液表面處產(chǎn)生反射外，在彈性波的有效探測(cè)范圍內(nèi)的任何波阻抗變化都會(huì)產(chǎn)生反射。在鉆孔周圍的圓柱狀空間，這種波阻抗的變化必定是由于鉆孔旁側(cè)的巖性差異及土溶洞、軟弱夾層等不良地質(zhì)體的存在造成的，因而可通過(guò)分析反射彈性波來(lái)確定鉆孔旁側(cè)是否存在巖性差異及不良地質(zhì)體。目前工程界稱此方法為管波探測(cè)。此方法可用來(lái)探測(cè)孔旁一定范圍內(nèi)的巖溶、軟弱夾層及裂隙帶的發(fā)育分布情況，達(dá)到查明建（構(gòu)）筑物基樁樁體范圍內(nèi)的地質(zhì)情況、評(píng)價(jià)嵌巖樁基樁持力層的完整性、指導(dǎo)基樁設(shè)計(jì)和施工工作的目的。2.2.5其它勘探方法針對(duì)土溶洞的勘察方法還有許多方法，下面再列舉幾種：1、井探法：即在土洞部位挖探井，對(duì)有代表性的塌陷地帶和淺埋土洞都適用。2、夯探法：這種方法是在基槽開(kāi)挖后沿基槽進(jìn)行夯擊。夯擊后根據(jù)回聲來(lái)判斷有無(wú)土洞，若有空洞回聲，再用釬探進(jìn)一步查明。3、釬探法：這種方法利用鋼筋作探釬，是查明土層中有無(wú)土洞的簡(jiǎn)便方法。一般將20～25mm直徑的鋼筋的一端打成錐形即成。勘探點(diǎn)沿開(kāi)挖的基槽布置?？碧近c(diǎn)的間距一般為1～2m。釬探深度，當(dāng)基巖埋深少于地基壓縮層計(jì)算深度時(shí)，探到基巖表面；當(dāng)基巖埋深大于地基壓縮層計(jì)算深度時(shí)，根據(jù)荷載條件，探到基坑底以下6～8m為止。釬探時(shí)，在基坑底勘探處挖凹坑，向坑中加水，將探釬慢慢下插，插釬過(guò)程中需保持坑中水量，如遇土洞即有掉鉆現(xiàn)象，同時(shí)坑中的水漏失，或灌注不滿，發(fā)現(xiàn)土洞后應(yīng)加密勘探點(diǎn)和擴(kuò)大釬探范圍，確定土洞的尺寸與分布。2.3勘察實(shí)例2.3.1廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)遷（擴(kuò)）建工程以物探為主鉆探為輔的勘察實(shí)例廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)遷建工程飛行區(qū)場(chǎng)道工程的勘察先后經(jīng)歷了初步勘察、詳細(xì)勘察、補(bǔ)充勘察及施工勘察，在初步勘察和詳細(xì)勘察階段使用的物探方法有探地雷達(dá)、淺層地震折、反射法、電剖面、電測(cè)深法、瑞雷面波法等方法，在補(bǔ)充勘察階段則以高密度電法和三維地震勘探為主，在施工階段以鉆探為主。但以上各種方法因場(chǎng)地、地層等因素的影響，對(duì)土溶洞的探測(cè)效果都受到了一定的影響。綜合比較后，認(rèn)為高密度電法在該場(chǎng)地探測(cè)土溶洞的效果最好。（一）廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)遷建工程飛行區(qū)場(chǎng)道工程T17土洞探測(cè)實(shí)例在廣州白云機(jī)場(chǎng)遷建工程飛行區(qū)場(chǎng)道工程施工階段補(bǔ)充勘察中，對(duì)高密度電阻率法的多種裝置進(jìn)行了試驗(yàn)，以溫納裝置效果最好，因此，施工中主要采用溫納裝置?，F(xiàn)以物探揭露的T17土洞為例來(lái)說(shuō)明該方法的效果。1、高密度電阻率方法技術(shù)本次勘察以溫納裝置在該部位共布置了四條電法剖面W1—W4（圖2—1、圖2—2）,從其等值線圖及反演結(jié)果來(lái)看，土洞形態(tài)明顯，表現(xiàn)為相對(duì)低阻（見(jiàn)等值線圖及反演剖面圖，圖2—2、圖2—3、圖2—4、圖2—5、圖2—6）。根據(jù)物探剖面，土洞異常反映為相對(duì)低阻，ρs曲線反映與地質(zhì)斷面是吻合的。T17土洞位于第四系沖積層和基底灰?guī)r界面的洼陷處。土洞異常范圍：南北向約25米，東西向約25米，土洞頂板埋深20m，洞體高度10m，面積約360m2。2、鉆探驗(yàn)證結(jié)果在物探發(fā)現(xiàn)異常后，在其中心部位布置驗(yàn)證鉆孔，鉆探結(jié)果確認(rèn)土洞存在。在土洞處理之前的施工勘察中，以8m×8m孔距布置鉆孔以便進(jìn)一步控制土洞邊界。圈定的土洞平面范圍見(jiàn)T17土洞平面圖（圖2—1），并從鉆探資料中取出兩個(gè)剖面圖（見(jiàn)圖2—7、圖2—8）。T17土洞特征：經(jīng)過(guò)勘察查明了該土洞空間高度、平面范圍及其洞內(nèi)充填情況。土洞面積約360m2，平面形態(tài)呈不規(guī)則圓形。T17土洞總體上為一完全充填的土洞，49個(gè)勘察孔中僅有三個(gè)鉆孔出現(xiàn)掉鉆現(xiàn)象。土洞的底板為下伏的石灰?guī)r。土洞充填物為淺褐色的軟～流塑的粘性土，夾有微薄層砂土或松散的砂土。土洞頂部充填物為軟～流塑的粘性土及散砂、小卵石等，底部充填物多為軟塑微薄層砂土、散砂土、灰?guī)r溶蝕碎塊等。洞高0.30～21.00m不等，平均洞高3.14m。土洞頂板埋深5.80～26.20m，底板埋深18.90～29.00m。土洞的計(jì)算結(jié)果：面積約360m2；洞體平均高度3.14m；體積：V=S×H=360m2×3.14m=1130.40m3。W1W1W4W3W2A4200B6300A4200B6400B6400A4300A4300A4100A4100B6300N物探剖面及其圈定范圍鉆探圈定范圍16線鉆探剖面26線鉆探剖面圖2—1T17土洞平面布置圖3、結(jié)論應(yīng)用高密度電阻率方法技術(shù)在巖溶發(fā)育區(qū)進(jìn)行土洞勘察，具有快速、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，提供了連續(xù)的圖件剖面，土洞洞體形態(tài)明顯，平面圈定的范圍與鉆探基本一致，為工程地基的穩(wěn)定、排除隱患提供依據(jù)。利用工程物探和鉆探驗(yàn)證施工，大大提高了土溶洞的勘察精度，勘察結(jié)論具有較高的準(zhǔn)確度。圖2—2T17土洞電法剖面圖圖2—3T17土洞W1高密度電阻率反演剖面圖圖2—4T17土洞W2高密度電阻率反演剖面圖圖2—5T17土洞W3高密度電阻率反演剖面圖圖2—6T17土洞W4高密度電阻率反演剖面圖圖2—7T17土洞第16線工程地質(zhì)剖面圖圖2—8T17土洞第26線工程地質(zhì)剖面圖（二）廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程聯(lián)邦快遞飛行區(qū)T22土洞探測(cè)在廣州白云機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程聯(lián)邦快遞詳勘T22土洞的探測(cè)過(guò)程中，先后采用了高密度電法、淺層地震反射法、面波勘探法、地震映像法及鉆探等勘探方法，這幾種方法均有較好的效果。實(shí)測(cè)等視電阻剖面在樁號(hào)103～136處等值線出現(xiàn)明顯低阻唇形張口扭曲，等值線變疏（圖2—10圖a）。其ρs值為120～140Ω·m，進(jìn)而對(duì)該剖面進(jìn)行反演，獲取地電映象斷面，低阻型土洞異常更加明顯直觀（圖2—10圖b）；在這個(gè)洞體的另一條淺層地震反射剖面（圖2—11）上可看出，在樁號(hào)113，時(shí)間120ms，出現(xiàn)波的繞射，反映土洞頂?shù)装宓奶卣?。在樁?hào)118～128，時(shí)間75ms，反射波同相軸明顯缺失，反映了半充填土洞的特征。后在樁號(hào)120上進(jìn)行面波勘探并進(jìn)行鉆探驗(yàn)證。面波與勘探層劃分及土洞的頂?shù)装宕_定與鉆探驗(yàn)證基本吻合（圖2—12）。在Z108驗(yàn)證孔施工中，土洞頂板深度為15.4m，洞高4.9m。而土洞頂板上粘土層厚僅為1.4m，其上是較厚的砂層，在鉆孔終孔時(shí)，鉆孔附近開(kāi)始塌陷，24小時(shí)后塌陷范圍達(dá)7.5m，塌陷區(qū)邊緣深度達(dá)到2m（圖2—9）。圖2—13是另一巖溶勘查的地震映像圖，同樣在巖溶發(fā)育帶，散射波十分發(fā)育。由于地下隱伏巖溶發(fā)育，在地下水的作用下，上伏土層中形成的土洞的散射波也清晰可見(jiàn)。圖2—9聯(lián)邦快遞詳勘工程Z108孔塌陷現(xiàn)場(chǎng)圖(a)圖(a)圖(b)圖(b)圖(c)圖2—10：(a).Z108孔ρs等值線圖；(b).反演圖；(c).地質(zhì)推斷斷面圖圖2—11淺層地震反射時(shí)間剖面圖Z108鉆孔柱狀圖Z108面波波速分層Z108鉆孔柱狀圖Z108面波波速分層 圖2—12鉆孔柱狀圖與頻散曲線對(duì)比圖圖2—13某巖溶勘查地震映像圖2.3.2廣州富力桃園的沖孔樁基工程以超前鉆探為主的勘察實(shí)例廣州富力桃園C1～C3棟為32層高層建筑，擬采用大直徑?jīng)_孔樁基礎(chǔ)，由于該場(chǎng)地巖溶發(fā)育，對(duì)其勘察先采用一樁一孔（在樁中心布孔）進(jìn)行工程地質(zhì)勘察，在此基礎(chǔ)上每樁再布置1～3個(gè)孔（超前鉆），用此方法來(lái)保證終樁時(shí)樁底基巖厚度。場(chǎng)地共施工263個(gè)鉆孔，鉆孔頂部巖芯普遍有溶蝕現(xiàn)象，其中135個(gè)鉆孔存在溶洞或土洞，鉆孔見(jiàn)溶洞率約52%?，F(xiàn)選編號(hào)為70#、71#、72#、73#、78#的五條樁（70#、71#、72#樁徑為1600mm，73#、78#樁徑為1200mm）的16個(gè)鉆孔的鉆探情況進(jìn)行說(shuō)明。鉆探情況見(jiàn)鉆孔平面布置圖（圖2—14）和溶（土）洞統(tǒng)計(jì)表（表2—1）。圖２—14富力桃園C1~C3棟部分超前鉆鉆孔布置圖表2—1富力桃園C1~C3棟超前鉆鉆孔溶(土)洞統(tǒng)計(jì)表孔號(hào)巖面深度(m)溶(土)洞范圍(m)充填情況備注K70-126.9627.26-30.42充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊。31.92-33.62充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊。41.17-43.78充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊。K70-225.0926.93-28.60充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊。29.13-30.33充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊及砂。31.70-32.74充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊。37.96-40.12充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊及砂。40.98-41.48充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊及砂。K70-326．2927.26-37.12充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊及砂。38.70-40.10充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊。42.05-42.35充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊。K71-120.0022.90-25.00充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊及砂。25.40-25.60充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊及砂。K71-218.9021.30-22.00充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊。22.80-24.20充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊。24.90-26.80充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊。K71-320.3222.10-24.10充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊及砂。K72-122.6327.65-29.05半充填紅色的軟塑狀粘性土，掉鉆。K72-223.4025.60-28.88充填紅色的軟塑狀粘性土，含巖塊。29.20-32.03充填紅色的軟塑狀粘性土，含巖塊。K72-325.5326.67-30.82充填紅色的軟塑狀粘性土，含巖塊及砂。K72-424.6927.78-30.81充填紅色的軟塑狀粘性土。K73-127.9829.20-32.12半充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量巖塊。32.52-33.53無(wú)充填，掉鉆。39.30-42.04充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量巖塊。43.00-44.05充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量巖塊。K73-233.5139.81-40.50充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量巖塊。42.80-44.16充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量巖塊。K73-334.1734.77-35.80充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊及砂。36.30-36.97充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊及砂。37.30-38.03充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊及砂。38.50-39.50充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊及砂。40.10-41.10充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量的碎石塊及砂。K78-131.0231.32-37.69半充填紅色的軟塑狀粘性土，含大量碎石塊。K78-235.828.30-35.80土洞：無(wú)充填。36.30-37.49充填紅色的軟塑狀粘性土，含碎石塊及砂。K78-331.6232.52-38.45充填紅色的軟塑狀粘性土，含巖塊及砂。注：K78-2孔揭露土洞外，其它鉆孔均揭露溶洞五條樁16個(gè)鉆孔，鉆孔之間平面距離最小為0.7m，最大為13.2m，巖面最淺孔K71-2號(hào)孔為18.90m，巖面最深孔K78-2號(hào)孔為35.80m，巖面高差達(dá)16.90m；即使同一條樁上的幾個(gè)鉆孔的巖面變化也非常大，如73#樁的K73-1號(hào)孔與K73-3號(hào)孔揭露的巖面高差達(dá)到6.19m。16個(gè)鉆孔全部見(jiàn)到溶(土)洞，其中僅K78-2孔見(jiàn)到土洞（無(wú)充填），其余均為溶洞，溶(土)洞分布深度范圍為21.30m-44.16m，其中6個(gè)鉆孔僅見(jiàn)到一層溶(土)洞，其余鉆孔均為多層，最多的為五層，單層洞高為0.30m-9.86m，即使是同一條樁上的相鄰鉆孔，溶（土）洞的層數(shù)及位置變化也相當(dāng)大。溶洞僅一個(gè)為無(wú)充填，三個(gè)為半充填，其余均為全充填，充填物為紅色的軟塑狀粘性土，含石塊及砂等。從以上資料分析，該部位巖溶極為發(fā)育，從局部來(lái)看基巖面變化及溶（土）洞的發(fā)育幾乎無(wú)規(guī)律可尋，這說(shuō)明在巖溶發(fā)育地區(qū)重要建筑物上進(jìn)行一樁一孔或一樁多孔的超前鉆勘察是極有必要的，同時(shí)也反映了鉆孔在此類場(chǎng)地勘察中的“一孔之見(jiàn)”的局限性。在超前鉆勘探中，如適當(dāng)采用孔內(nèi)物探（如地球物理測(cè)井或管波勘探）或孔間物探（如地震波層析成像法），從費(fèi)用、工期、效果方面來(lái)考慮可能會(huì)更好。

2.3.3廣佛軌道交通的以鉆孔CT為主的勘察實(shí)例1、勘察目的及勘察方法廣佛軌道交通物探勘察是在該線路經(jīng)歷了初步勘察和詳細(xì)勘察兩階段的巖土工程勘察后進(jìn)行的。其勘察目的是進(jìn)一步查明溶洞及土洞在垂直方向和水平方向的分布、連通性及其特征，為盾構(gòu)的施工提供更詳細(xì)的巖土工程資料。同時(shí)要求對(duì)溶蝕規(guī)模大于1×0.5×0.5（m3）的洞穴予以查明。本次勘察的物探方法采用跨孔彈性波CT方法：在兩鉆孔之間進(jìn)行聲波透射，以探明兩鉆孔之間的異常體，這種技術(shù)利用大量的地震波速度信息進(jìn)行專門的反演計(jì)算，獲得測(cè)區(qū)內(nèi)巖土體彈性波速度的分布規(guī)律。2、場(chǎng)地地球物理?xiàng)l件根據(jù)本期和前期鉆孔，場(chǎng)地內(nèi)土洞內(nèi)一般有少量充填物（充填物一般為流塑狀軟土），且土洞位于地下水水位以下，土洞內(nèi)充填有水。土洞內(nèi)介質(zhì)為水時(shí)，縱波波速Vp=1500m/s。如土洞內(nèi)介質(zhì)為流塑狀軟土，則縱波波速Vp=1400～1600m/s。土洞外介質(zhì)為飽和含水的第四系土層，縱波波速Vp在1800～2000m/s之間。土洞內(nèi)外介質(zhì)存在波速差異，但波速差異比較小。場(chǎng)地內(nèi)溶洞內(nèi)大部分有充填物，且溶洞位于地下水水位以下，溶洞內(nèi)充填物一般飽和含水。溶洞內(nèi)介質(zhì)的縱波波速Vp在1500～2000m/s之間。溶洞外介質(zhì)一般為灰?guī)r、炭質(zhì)灰?guī)r，其縱波波速Vp在4000～6000m/s之間。溶洞內(nèi)外介質(zhì)存在極為明顯的波速差異。這種波速差異的存在，為地球物理方法提供了一定的物性條件。3、野外工作參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，跨孔CT的野外工作參數(shù)如下：測(cè)試工作頻率：≥1000Hz；測(cè)點(diǎn)距：0.5m；激發(fā)點(diǎn)距：0.5m；采樣間隔：≤32μS；濾波通帶：400～4000Hz；接收信道數(shù)：12道或24道。為了保證滿足該項(xiàng)目《招標(biāo)文件》中的技術(shù)要求，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，跨孔CT的測(cè)試段確定為孔底至4米深度，部分剖面的測(cè)試段到達(dá)孔口；依據(jù)測(cè)得的波速數(shù)據(jù)制作波速影像圖，在此基礎(chǔ)上繪制工程地質(zhì)剖面圖。制作縱測(cè)線波速影像圖時(shí)按設(shè)計(jì)里程進(jìn)行投影。4、成果圖件的繪制①．跨孔彈性波CT反演波速影像及綜合地質(zhì)解釋剖面圖繪制：以物探反演的波速影像做背景，疊加鉆孔資料、物探地質(zhì)解釋成果，繪制包含巖土分層、基巖起伏形態(tài)、土溶洞邊界的綜合地質(zhì)解釋剖面。②．綜合解釋成果平面圖繪制：根據(jù)全部測(cè)線的地質(zhì)解釋剖面圖，將土溶邊界在平面上投影，對(duì)土溶洞進(jìn)行編號(hào)，繪制平面分布圖。5、物探資料的地質(zhì)解釋原則①．先對(duì)鉆探資料及波速影像圖進(jìn)行充分的綜合分析，然后再對(duì)CT剖面作地質(zhì)解釋。②．巖土分層主要根據(jù)鉆孔巖土分層、標(biāo)貫數(shù)據(jù)及波速影像圖中總體的波速分布特征進(jìn)行解釋。③．土洞的確定主要根據(jù)已知的鉆孔揭露的土洞的波速特征、存在于殘積層及全風(fēng)化層的特點(diǎn)及主要分布于基巖面上部附近的特征進(jìn)行解釋。④．溶洞的確定主要根據(jù)已知的鉆孔揭露的溶洞的波速特征及存在于灰?guī)r中的特點(diǎn)進(jìn)行解釋。6、勘探中的局部實(shí)例圖2—15為三段跨孔彈性波CT波速影像圖的拼圖，圖2—16為其地質(zhì)解釋斷面圖。在跨孔彈性波CT波速影像圖上，土洞內(nèi)介質(zhì)的縱波波速約為1400-1600m/s，土洞周圍土層的縱波波速約為1800-2000/s。溶洞內(nèi)介質(zhì)的縱波波速為1500-2000m/s，溶洞外灰?guī)r的縱波波速約為4000-6000m/s。從波速影像圖上可以看出，土洞或溶洞的空間形態(tài)非常明顯。圖2—15跨孔彈性波CT波速影像圖圖2—16跨孔彈性波CT地質(zhì)解釋斷面圖

第三章土溶洞評(píng)價(jià)3.1評(píng)價(jià)方法土溶洞的評(píng)價(jià)是對(duì)地基穩(wěn)定分析所及深度內(nèi)，單個(gè)巖溶形態(tài)(主要指洞隙空間)的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，基評(píng)價(jià)方法可分為定性和半定量?jī)煞N方法。3.1.1定性評(píng)價(jià)定性評(píng)價(jià)是一種經(jīng)驗(yàn)的比擬方法，簡(jiǎn)便易行，但在使用中又具有明顯的隨意性，評(píng)價(jià)結(jié)果往往是因人(經(jīng)驗(yàn)水平)而異，但若能據(jù)影響穩(wěn)定評(píng)價(jià)的各項(xiàng)因素進(jìn)行充分的綜合分析，并能在勘察與工程實(shí)踐中不斷驗(yàn)證修訂，仍可得出正確結(jié)論。定性評(píng)價(jià)可參照下列方法進(jìn)行：（1）根據(jù)洞體的各項(xiàng)邊界條件，對(duì)比表3-1所列影響洞體穩(wěn)定諸因素綜合分析，做出評(píng)價(jià)。（2）按被評(píng)價(jià)洞體的條件，與當(dāng)?shù)叵嗤瑮l件的已有成功與失敗工程實(shí)例進(jìn)行比擬評(píng)價(jià)。表3-1巖溶穩(wěn)定性分級(jí)表等級(jí)因

素地層巖性地質(zhì)構(gòu)造地下水及支洞、暗河洞體表面特征洞底堆積物條

件穩(wěn)

定厚層至巨厚層灰?guī)r，無(wú)軟弱夾層，層面膠結(jié)好無(wú)褶皺，斷層不發(fā)育，僅有1～2組較明顯的裂隙，裂隙呈閉合狀或膠結(jié)好。未形成臨空不穩(wěn)定切割體洞內(nèi)很少漏水。四周支洞少，洞內(nèi)無(wú)暗河通過(guò)洞頂、側(cè)壁均有鈣殼，溶蝕窩狀面，洞體表面較平整，無(wú)危巖和近期崩塌痕跡洞底平坦，表面堆積物為黏性土或鈣質(zhì)膠結(jié)層，不含塊石基本穩(wěn)定厚層至中厚層灰?guī)r，層面有一定程度的膠結(jié)有小型斷層、褶皺，一般有2～3組連續(xù)性差的裂隙形成的臨空面，切割體少斷層中有季節(jié)地下水活動(dòng)，四周支洞較少，暗河易于查明、處理洞頂有鈣殼、溶蝕窩狀面，有少量鐘乳石灰華物，無(wú)近期崩塌痕跡，有少量危石洞底平坦，表層堆積物中有少量塊石，或有古崩坍體穩(wěn)定性差中厚層夾薄層灰?guī)r，層面膠結(jié)差斷層發(fā)育，有3組以上的裂隙，且膠結(jié)差。形成較多的臨空切割體頂板、斷層中常有地下水活動(dòng)，四周支洞較多，暗河分布較復(fù)雜，不易查明處理洞頂鈣殼和窩狀溶蝕面少，鐘乳石多，側(cè)面有泥質(zhì)較多的灰華物分布，局部有危巖和近期崩坍痕跡有近期崩塌堆積物，有多量塊石不穩(wěn)定薄層至中厚層灰?guī)r，有軟弱夾層，層面膠結(jié)差斷層很發(fā)育，裂隙在4組以上，呈張開(kāi)狀充水夾泥，形成大量臨空切割體洞內(nèi)，斷層中漏水嚴(yán)重，四周大小支洞多，暗河分布復(fù)雜，難于查明處理危巖和近期崩坍痕跡多，鐘乳石、石筍、石柱等林立叢生，灰華物大面積分布洞底為暗河或大量近期崩坍物（3）根據(jù)已有調(diào)查實(shí)例的歸納及工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，巖溶洞體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)還可作如下考慮。①對(duì)于非重大或安全等級(jí)屬二、三類的建筑物，當(dāng)屬下列條件之一者，可不考慮巖溶對(duì)地基穩(wěn)定性的影響；a、基礎(chǔ)置于微風(fēng)化硬質(zhì)巖石上，延伸雖長(zhǎng)但寬度小(如1～2m內(nèi))的豎向溶蝕裂隙和落水洞的近旁地段；b、基底以下的土層厚度較大，如獨(dú)立基礎(chǔ)大于3倍基寬，條基大于6倍基寬且場(chǎng)地不具形成土洞的條件；c、雖基底與洞體頂板間土層厚度小于②所列，但巖溶條件符合下列條件之一時(shí)也可不考慮：a)洞體被密實(shí)沉積物填實(shí)，且無(wú)被水沖蝕的可能；b)洞徑或溶隙寬度較小，基礎(chǔ)底面積大于其平面投影尺寸，并有足夠支承長(zhǎng)度；c)微風(fēng)化硬質(zhì)巖石中，洞頂板厚度接近或大于洞跨。②當(dāng)遇下列情況之一時(shí)，未經(jīng)進(jìn)一步論證分析或妥善處理，不宜作為建筑物天然地基：a、巖溶水通道堵塞或涌水，有可能造成場(chǎng)地暫時(shí)性淹沒(méi)；b、高濃度酸性生產(chǎn)廢水流經(jīng)巖溶通道的地段；c、凡以上定性評(píng)價(jià)或經(jīng)巖土工程勘察鑒定屬不穩(wěn)定或處于臨界狀態(tài)的巖溶洞隙。當(dāng)自然或洞體條件難于直接做出評(píng)價(jià)時(shí)，其穩(wěn)定性評(píng)價(jià)可借助半定量方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。3.1.2半定量評(píng)價(jià)對(duì)土溶洞安穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及處理方法，目前尚無(wú)規(guī)范可遵循。根據(jù)有關(guān)巖溶方面的理論分析和工程實(shí)踐方面的例子，為消除地基穩(wěn)定性隱患，預(yù)防巖溶地面塌陷的形成，以保持地基的穩(wěn)定，有必要針對(duì)巖溶的不同發(fā)育情況提出穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及相應(yīng)的治理措施。半定量評(píng)價(jià)方法是根據(jù)物探和鉆探所查明的土洞和溶洞的成因、埋藏深度、洞體規(guī)模（洞高、洞體最大寬度和面積）等詳細(xì)資料，對(duì)土溶洞的穩(wěn)定性進(jìn)行如下分析。巖溶地面塌陷是巖溶地基穩(wěn)定的主要問(wèn)題。巖溶地面塌陷是指在巖溶地區(qū)，由于下部洞穴擴(kuò)大而導(dǎo)致頂板巖體塌陷（指溶洞頂板的塌陷），或上覆土層中的土洞頂板因自然或人工因素失去平衡產(chǎn)生下沉或塌陷（指土洞頂板的塌陷）的通稱。巖溶地面塌陷，必須具備洞、土、水三個(gè)基本條件。在巖溶塌陷的處理上應(yīng)首先進(jìn)行巖溶的穩(wěn)定性分析，然后再根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的處理方法。巖溶地面塌陷的發(fā)生，實(shí)質(zhì)上是洞體的抗塌力小于致塌力的結(jié)果。根據(jù)已獲得的勘察資料，采用以下巖溶地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法——半定量評(píng)價(jià)方法，對(duì)巖溶地面塌陷進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而為治理措施提供依據(jù)。第一，根據(jù)土溶洞頂板的埋藏深度（即覆蓋層厚度）進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)巖溶地面塌陷的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)指標(biāo)和模糊綜合預(yù)測(cè)指標(biāo)，在巖溶地面塌陷的三個(gè)基本條件中，覆蓋層的厚度H大小不同，產(chǎn)生的效果也不同。根據(jù)模糊統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果和洞體的穩(wěn)定平衡條件，H=20～35m時(shí)，稍有不穩(wěn)定；H=10～20m時(shí)，比較不穩(wěn)定；H<10m時(shí)，相當(dāng)不穩(wěn)定，即H<10m時(shí)最容易塌陷。同時(shí)，參照《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ013-95）中巖溶地區(qū)路基的設(shè)計(jì)規(guī)定，路基基底洞體頂板的安全厚度宜按固定梁受彎曲情況進(jìn)行計(jì)算。一般認(rèn)為，當(dāng)洞體的頂板厚度小于10m時(shí)，均應(yīng)進(jìn)行處理。當(dāng)洞體的頂板厚度大于10m時(shí)，則應(yīng)根據(jù)頂板的完整性及洞體的直徑等因素綜合考慮，決定是否處理。對(duì)于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道地基工程，考慮應(yīng)比公路路基設(shè)計(jì)提高一定的級(jí)別，并考慮應(yīng)有一定的安全系數(shù)。同時(shí)，由于土洞對(duì)場(chǎng)道地基穩(wěn)定的影響遠(yuǎn)大于溶洞；土洞的發(fā)育速度遠(yuǎn)大于溶洞，一般溶洞的溶蝕極其緩慢，設(shè)計(jì)中可不考慮在自然條件下溶洞的發(fā)育速度對(duì)地基穩(wěn)定性的影響，但必須考慮土洞的發(fā)育速度。因此，對(duì)于場(chǎng)道地基土洞頂板的安全厚度應(yīng)以25m、溶洞頂板的安全厚度應(yīng)以20m為宜。第二，根據(jù)土溶洞的洞體高度進(jìn)行預(yù)測(cè)。當(dāng)土洞或溶洞發(fā)生塌陷時(shí)，產(chǎn)生的松散體，可以充填擴(kuò)容后的洞體，乃至洞體被完全堵塞，頂板不再塌陷，這時(shí)所需的塌陷高度為H，計(jì)算如下：KV1=V0+V1式中：K——土（巖）體的漲余系數(shù)，一般為1.05～1.15V0——塌陷前的洞體體積V1——可能塌陷的土（巖）體體積坍塌前，假定洞體底面積為F，在塌陷過(guò)程中一般不會(huì)變化或變化很小。洞體頂板塌陷后一般形成柱體，塌陷高度為H，則V1=FH，設(shè)洞體高度為h0，則V0=Fh0。如取K=1.10，代入上式則得H=10h0。根據(jù)勘察資料，即可得出所需塌陷高度H。如果洞體埋深大于H，并考慮留有5m的安全厚度，則認(rèn)為洞體即使塌陷也波及不到地面形成塌陷。第三，根據(jù)洞體頂板的完整性和密實(shí)性、洞體頂板厚度與洞體最大寬度的比值關(guān)系進(jìn)行預(yù)測(cè)。參照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，若洞體頂板完整或密實(shí)，在利用洞體頂板作為地基時(shí)，若洞體的頂板厚度與洞體最大寬度之比大于1，一般認(rèn)為洞體是穩(wěn)定的。若洞體頂板破碎或松散，則考慮應(yīng)有較大的安全系數(shù)，即當(dāng)洞體的頂板厚度與洞體最大寬度之比大于2時(shí)，可認(rèn)為洞體是穩(wěn)定的。根據(jù)以上分析，對(duì)巖溶區(qū)土溶洞的處理按以下原則考慮：（1）首先按土洞或溶洞的天然頂板埋深H進(jìn)行判定。對(duì)于土洞，其頂板厚度H大于25m時(shí)，不進(jìn)行處理；對(duì)于溶洞，當(dāng)其頂板厚度H大于20m時(shí)，不處理。（2）當(dāng)土洞或溶洞的天然頂板厚度H小于（1）條規(guī)定時(shí)，按下面的方法(洞體高度h0與上覆層的厚度H關(guān)系)繼續(xù)判別：①若H>10h0+5m，則不處理。②若H≤10h0+5m，則按下面的方法繼續(xù)判別：1)若土洞洞體頂板穩(wěn)定或溶洞洞體頂板完整，且頂板厚度H/洞體最大寬度D≤1；或土洞洞體頂板不穩(wěn)定或溶洞洞體頂板破碎，且頂板厚度H/洞體最大寬度D≤2，均需進(jìn)行處理。2)若土洞洞體頂板穩(wěn)定或溶洞洞體頂板完整，且頂板厚度H/洞體最大寬度D>1；或土洞洞體頂板不穩(wěn)定或溶洞洞體頂板破碎，且頂板厚度H/洞體最大寬度D>2，可不處理洞體。3.2土溶洞評(píng)價(jià)實(shí)例3.2.1以廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)遷建工程飛行區(qū)場(chǎng)道工程土溶洞評(píng)價(jià)為例根據(jù)初步勘察、詳細(xì)勘察和物探資料，飛行區(qū)共發(fā)現(xiàn)土洞41個(gè)（見(jiàn)表3-2）、溶洞12個(gè)（見(jiàn)表3-3）。

表3-2廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)遷建工程飛行區(qū)場(chǎng)道土洞勘察結(jié)果統(tǒng)計(jì)表洞體編號(hào)代表鉆孔號(hào)頂板埋深(m)洞高h(yuǎn)(m)洞體最大寬度D(m)洞體短軸(m)洞體面積(m2)充填情況T1RK425.11.13911371無(wú)T2RK2824.33.72821382無(wú)T3RK518.59.54828920軟塑~流塑狀粘性土，夾松散狀砂土K2419.63.9深黃色流塑狀粉質(zhì)粘土T4TK2127.510.22418296軟塑~流塑狀粘性土及砂層T5TK2023.810.32720458砂及粘性土T6RK4830.55.5121110032.1m以上空，以下軟~流塑狀粘性土T7TK1831.82.73024462粘性土及砂T8TK1532.32.72216286流塑狀粘性土T9RK4626.94.52218277軟塑~流塑狀粘性土及松散砂土，含少量小卵石T10TK1428.17.1231734628.1~32.5m半充填有軟塑狀粘性土，32.5m以下空T11K2734.97.93828936松散狀泥砂，鉆具人工可壓下T12TK9229.52218360軟塑~流塑狀粘性土，夾砂，含小卵石T13TK1023.23.847351171松散砂及粘性土T14TK722.29.1341950724.8m以上為松散砂土，以下為軟~流塑狀粘性土T15TK620.22.23017373軟塑~流塑狀粘性土，夾薄層砂土T16TK6121.27.33021414軟塑~流塑狀粘性土，夾砂及小卵石T17TK5202.72522380軟塑~流塑狀粘性土，夾有薄層砂土T18TK319.32.363522428松散砂土及軟~流塑狀粘性土TK119.70.4無(wú)TK425.12.8松散砂土及粘性土TK230.52.54砂混粘土，頂部含碎石塊T19K5925.613.41816211流塑狀粘性土，含卵石、礫砂K59-130.411.7鉆具可自由落下K59-231.52.4流塑狀粘性土，含砂礫T20RK4128.615.23422657軟塑粘性土，夾薄層砂，含小卵石T21RK4018.98.53432784粘性土，含少量砂，偶夾小卵石T22TK5418.97.92015240軟塑粘性土及松散砂土TT23TK5335.40.42518307無(wú)T24RK1316.31.21411105軟塑狀粘性土，夾大量砂T25RK3822.01.63022474松散砂土，含少量粘性土及小卵石T26RK2119.412.85617687松散砂土及軟塑~流塑狀粘性土RK1829.50.5無(wú)34.916.647.1m以上空，47.1m以下礫砂，含小卵石、小碎石T27RK2219.621.4631668027.1m以上為軟塑粘性土，27.1~38.6m為空洞，38.6m以下粉質(zhì)粘土，夾小卵石、小碎石T28RK239.623.54420677其中9.6~14.5m、16.6~22.5m為空洞，其余為軟塑~流塑狀粘性土或松散砂土T29RK1619.75.21712190松散砂土，含較多小卵石及夾少量粘性土T30RK4529.81.41816235軟塑粘性土，含少量砂T31TK5926.51.1181419827.2m以上鉆具自由下落，以下軟塑~流塑狀粘性土T32TK6023.53.93318450軟塑~流塑狀粘性土，含砂及小卵石T33RK4416.39.82215236軟塑狀粘性土，含砂及小卵石T34TK5220.24.53723550松散砂土，含粘性土T35TK5019.31.12910256軟塑~流塑狀粘性土及砂T36RK3719.41.32820478無(wú)T37RK3016.91.61713166無(wú)T38K10717.82.72116218流~軟塑狀粉質(zhì)粘土，含有機(jī)質(zhì)T39TK4119.81.71612163流塑狀土T40K6912.01.71514166流~軟塑狀粉質(zhì)粘土，含礫、砂，漏水嚴(yán)重T41K10815.07.31311101灰黑色流塑狀淤泥，漏水嚴(yán)重表3-3廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)遷建工程飛行區(qū)場(chǎng)道溶洞勘察結(jié)果統(tǒng)計(jì)表洞體代表頂板埋洞高洞體最大洞體洞體編號(hào)鉆孔號(hào)深H(m)h(m)寬度D(m)短軸(m)面積(m2)充填情況R1K427.83.82617347軟塑狀含礫、砂的粉質(zhì)粘土R2SK21613.21.910874軟塑粘性土，夾風(fēng)化巖碎塊R3K9419.00.71412135軟泥，鉆具可自動(dòng)下落20.50.81412135軟泥，鉆具可自動(dòng)下落24.80.71412135流塑狀混砂的粘性土R4TK3129.37.23221513無(wú)R5K7522.70.62016225無(wú)24.10.42016225無(wú)R6TK2824.71.14823860無(wú)R7K7717.80.81410117無(wú)19.00.71410117無(wú)R8K1624.21.161281304淺灰色粘性土，軟塑，混粉細(xì)砂R9RK221.42.72018284軟塑粘性土及少量砂土R10K8525.40.31413118無(wú)R11TK4219.40.92518333無(wú)R12K11720.63.21514147淤泥質(zhì)土，灰黑色，流塑，含炭化木采取以上半定量評(píng)價(jià)方法，對(duì)廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)遷建工程飛行區(qū)場(chǎng)道工程發(fā)育的土洞和溶洞進(jìn)行處理與否的判定，判定結(jié)果，道面區(qū)共有25個(gè)土洞（含處于臨界狀態(tài)的T19號(hào)土洞）、1個(gè)溶洞需處理。其詳細(xì)判定結(jié)果見(jiàn)表3-4和表3-5。表3-4廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)遷建工程飛行區(qū)場(chǎng)道土洞處理與否判別一覽表洞體代表頂板埋洞高洞體最大判別標(biāo)準(zhǔn)1判別標(biāo)準(zhǔn)2判別標(biāo)準(zhǔn)3直接上覆土性編號(hào)鉆孔號(hào)深H(m)h(m)寬度D(m)是否H<25m(H-5)/h是否<10H/D是否<2T1RK425.11.139×18.30.6粉質(zhì)粘土(厚2.3m)T2*RK2824.33.728√5.2√0.9√礫砂(厚1.5m）T3*RK518.59.548√1.4√0.4√粗砂(厚1.0m）K2419.63.948√3.7√0.4√粉質(zhì)粘土(厚2.6m)T4TK2127.510.224×2.21.1礫砂(厚9.7m）T5*TK2023.810.327√1.8√0.9√粉質(zhì)粘土(厚7.4m)T6RK4830.55.512×4.62.5粉質(zhì)粘土(厚1.0m）T7TK1831.82.730×9.91.1粉質(zhì)粘土(厚3.6m）T8TK1532.32.722×10.11.5粉質(zhì)粘土(厚10.1m)T9RK4626.94.522×4.91.2粉質(zhì)粘土(厚6.6m）T10TK1428.17.123×3.31.2粗砂(厚5.6m）T11K2734.97.938×3.80.9中砂(厚2.3m）T12*TK922.09.522√1.8√1.0√粗砂(厚1.1m）T13*TK1023.23.847√4.8√0.5√粗砂(厚4.5m）T14*TK722.29.134√1.9√0.7√粉質(zhì)粘土(厚7.3m）T15*TK620.22.230√6.9√0.7√礫砂(厚3.5m）T16*TK6121.27.330√2.2√0.7√粉質(zhì)粘土(厚8.8m）T17*TK520.02.721√5.6√1.0√粉土(厚2.9m）T18*TK319.32.363√6.2√0.3√粉砂(厚0.90m）TK119.70.463√36.8×0.3粘土(厚2.30m）TK425.12.863×7.20.4粘土(厚2.70m）TK230.52.5463×10.00.5粘性土(厚2.5m）T19*K5925.613.418(臨界狀態(tài))√1.5√1.4√礫砂(厚1.2m）K59-130.411.6518×2.21.7粉土(厚2.4m）K59-231.52.418×11.01.8礫砂(厚3.6m）T20RK4128.615.234×1.60.8粘性土(厚2.6m）T21*RK4018.98.534√1.6√0.6√礫砂(厚2.7m）T22*TK5418.97.920√1.8√0.9√粘性土(厚2.9m）T23TK5335.40.425×76.01.4粗砂(厚30.6m）T24*RK1316.31.214√9.4√1.2√粗砂(厚3.7m）T25RK3822.01.630√10.60.7礫砂(厚8.0m）T26*RK2119.412.856√1.1√0.3√礫砂(厚3.4m）RK1829.50.556×49.00.5礫砂(厚2.7m）34.916.656×1.80.6礫砂(厚4.9m）T27*RK2219.621.463√0.7√0.3√粗砂(厚4.3m）T28*RK239.623.544√0.2√0.2√粉質(zhì)粘土(厚1.0m）T29*RK1619.75.217√2.8√1.2√粉質(zhì)粘土(厚1.8m）T30RK4529.81.418×17.71.7礫砂(厚1.5m）T31TK5926.51.118×19.51.5粉土(厚3.4m）T32*TK6023.53.933√4.7√0.7√礫砂(厚2.7m）T33*RK4416.39.822√1.2√0.7√圓礫(厚3.5m）T34*TK5220.24.537√3.4√0.5√礫砂(厚4.1m）T35TK5019.31.129√13.0×1.0礫砂(厚8.1m）T36RK3719.41.328√11.1×0.7礫砂(厚4.8m）T37*RK3016.91.617√7.4√1.0√礫砂(厚4.1m）T38*K10717.82.721√4.7√0.8√礫砂(厚3.8m）T39*TK4119.81.716√8.7√1.2√礫砂(厚7.0m）T40*K6912.01.715√4.1√0.8√中砂(厚1.8m）T41*K10815.07.313√1.4√1.2√中砂(厚1.8m）注：帶*者為判別需處理的土洞表3-5廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)遷建工程飛行區(qū)場(chǎng)道溶洞處理與否判別一覽表洞體代表頂板埋洞高洞體最大判別標(biāo)準(zhǔn)1判別標(biāo)準(zhǔn)2判別標(biāo)準(zhǔn)3頂板情況編號(hào)鉆孔號(hào)深H(m)h(m)寬度D(m)是否H<20m(H-5)/h是否<10H/D是否<2R1K427.83.826×6.01.1微風(fēng)化灰?guī)rR2*SK21613.21.910√4.3√1.3√中風(fēng)化灰?guī)rR3K9419.00.714√20.0×1.4微風(fēng)化灰?guī)r20.50.814×19.41.5微風(fēng)化灰?guī)r24.80.714×28.31.8微風(fēng)化灰?guī)rR4TK3129.37.232×3.40.9微風(fēng)化灰?guī)rR5K7522.70.620×29.51.1微風(fēng)化灰?guī)r24.10.420×47.81.2微風(fēng)化灰?guī)rR6TK2824.71.148×17.9微風(fēng)化灰?guī)rR7K7717.80.814√16.0×1.3微風(fēng)化灰?guī)r19.00.714√20.0×1.4微風(fēng)化灰?guī)rR8K1624.21.161×17.50.4微風(fēng)化灰?guī)rR9RK221.42.720×6.11.1微風(fēng)化灰?guī)rR10K8525.40.314×68.01.8微風(fēng)化灰?guī)rR11TK4219.40.925√16.0×0.8微風(fēng)化灰?guī)rR12K11720.63.215×4.91.4微風(fēng)化灰?guī)r注：帶*者為判別需處理的溶洞3.2.2以廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程飛行區(qū)場(chǎng)道工程土溶洞評(píng)價(jià)為例根據(jù)廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程飛行區(qū)場(chǎng)道工程詳細(xì)勘察和物探資料，廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程包括東南站坪、西三指廊站坪、東三指廊站坪、中性貨站機(jī)坪，共發(fā)現(xiàn)土洞31個(gè)、溶洞11個(gè)（見(jiàn)表3-6）。采取上述半定量評(píng)價(jià)方法，對(duì)廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程飛行區(qū)場(chǎng)道工程道面區(qū)所發(fā)育的土洞和溶洞進(jìn)行處理與否的判定，判定結(jié)果，道面區(qū)共有21個(gè)土洞、4個(gè)溶洞需處理。其詳細(xì)判定結(jié)果見(jiàn)表3-6。

表3-6廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程飛行區(qū)場(chǎng)道土溶洞處理與否判別一覽表洞體編號(hào)代表鉆孔號(hào)頂板埋深H(m)洞高h(yuǎn)(m)洞體最大寬度D(m)判別標(biāo)準(zhǔn)1判別標(biāo)準(zhǔn)2判別標(biāo)準(zhǔn)3頂板情況備注是否土洞<25，溶洞<20m(H-5)/h是否<10H/D是否<2R1YZ213.850.7120.03√12.60×微風(fēng)化灰?guī)r東南站坪工程R2YZ723.603.489.11×微風(fēng)化灰?guī)rT1*YZ210.050.85146.48√5.90√0.07√粉質(zhì)粘土層T2YZ126.303.741.22×粗砂層T4*YZ4B12.202.481.68√3.25√0.17√礫砂層BK416.203.27T5*YZ619.102.186.35√7.54√0.19√粉質(zhì)粘土層BK514.301.0T6*YZ520.804.388.29√6