巖溶峰叢洼地勘察方法研究

咸云尚

(廣西水電科學(xué)研究院，南寧 530021)

隨著城市化進程的加速，越來越多的土地被開發(fā)與利用。工程建設(shè)需要開發(fā)不良地質(zhì)作用的地段，如巖溶強烈發(fā)育的峰叢洼地。掌握峰叢洼地巖溶發(fā)育規(guī)律，進行正確的穩(wěn)定性評價，提出合理的治理措施對工程基礎(chǔ)設(shè)計具有重要的意義。220kV桂林某變電站站址位于桂林市西郊，屬峰叢洼地地貌。巖性較簡單，上覆薄層粘土、淤泥質(zhì)粘土，下伏基巖為灰?guī)r，局部灰?guī)r呈石芽型式分布，巖溶強發(fā)育，工程地質(zhì)條件復(fù)雜。

1 勘察手段的選擇

場地為特殊喀斯特地貌，選擇地面調(diào)查，物探和鉆探相結(jié)合的方法。地面調(diào)查從宏觀尺度把握巖溶發(fā)育的特征，通過地表巖溶現(xiàn)象，預(yù)測地下巖溶的發(fā)育規(guī)律。地面調(diào)查的范圍大，根據(jù)場地貌特征，塘、河流的分布，以場地為中心，向四周輻射1km。調(diào)查沿構(gòu)造線的方向，如塘的線狀分布方向，地面溶洞的線狀分布，地面塌陷的分布。

物探限于場地內(nèi)，采用高密度電法。高密度電法能大量接收地下巖土地電信息，集中測量一條線上不同深度的電阻，通過繪制電阻率深度等值圖，根據(jù)電阻差異進行反演，判斷溶洞或裂隙密集帶。

鉆探是巖溶場地必需的勘察手段。通過鉆探可以驗證地面調(diào)查推論出來的成果及物探測試成果，更真實的反映地上巖溶發(fā)育特征。

表1 巖溶塌陷統(tǒng)計成果表

2 勘察成果分析

2.1 地面調(diào)查成果分析

圖1 地面巖溶發(fā)育示意圖

通過地面調(diào)查，場地南側(cè)為巖溶峰叢，最大相對高差約400m，坡度陡，坡面可見溶蝕孤立的巖塊。沿山邊發(fā)育4個溶洞，具有相似的發(fā)育方向，沿巖層傾向發(fā)育，深淺不一，但均是開口大，底部小，直至尖滅。洞口高度為2～4m之間，洞深10～50m不等。與溶洞相應(yīng)的是在洞口附近發(fā)育塘，夏季蓄水，冬季干涸。場地中部，零星分布地面塌陷。從地面調(diào)查結(jié)果可以分析，巖溶朝兩個方向發(fā)展，一是平行于巖層走向，其二是沿著巖層傾向。巖石產(chǎn)狀320°/SW∠18°。巖溶現(xiàn)象統(tǒng)計表見表1、表2。

表2 地面溶洞一覽表

根據(jù)表1、表2和圖1，地表巖溶發(fā)育較充分，沿山邊有較大的溶洞分布，說明現(xiàn)地面是巖溶的一侵蝕基準(zhǔn)面。地面巖溶發(fā)育情況見圖1。

2.2 物探成果分析

覆蓋層、基巖，各層視電阻率不等，為本次勘探提供了物性差異依據(jù)。各層視電阻率范圍值見表3。圖2為高密度電推斷地質(zhì)剖面圖。根據(jù)圖2，場地巖溶主要發(fā)育在地層淺部，基巖面起伏大，巖溶型式主要表現(xiàn)為溶溝和溶槽。

2.3 鉆探成果分析

根據(jù)地面調(diào)查和物探測試成果，結(jié)合建筑物的布局，場地布鉆孔38個。鉆孔揭露溶洞情況見表4。根據(jù)表4鉆孔揭露溶洞分布，可得溶洞成層分布特征明顯。基本沿巖石層理或?qū)娱g裂隙發(fā)育。溶洞與地面相連的通道主要為巖石溶蝕裂隙。

表3 覆蓋層、基巖的視電阻率范圍值

表4 鉆孔揭露溶洞一覽表

2.4 巖溶勘查方法綜合分析

在本次巖溶峰叢洼地220kV變電站勘察中，采用的勘察方法有地面調(diào)查、高密度電阻率法物探和鉆探。從勘察成果看，基本查明了場地的巖溶發(fā)育特征。地面調(diào)查控制了地面巖溶的發(fā)育情況。靠山邊的溶洞發(fā)育，延伸方向沿層理順巖層傾向方向，延伸長度不一。場地內(nèi)零星分布的塌陷基本連成線，塌陷處覆蓋層厚度一般不超過3m。在塌陷邊緣鉆孔揭露，基巖相對完整，說明塌陷主要由地下水順基巖裂隙活動引起。由此可以推斷，基巖表面之下存在地下水活動的空間，覆蓋層之下可能存在溶溝、溶槽巖溶形態(tài)。基巖中亦有溶洞存在的可能性，與地面巖溶發(fā)育相類似，亦成層分布。由上述高密度電法物探成果，驗證了地面調(diào)查推測的成果，即局部覆蓋層下分布溶溝、溶槽巖溶形態(tài)。鉆探成果揭露，基巖存在溶洞，基本成層分布，驗證了地面調(diào)查推測的成果。物探成果中未顯現(xiàn)出溶洞分布特征，說明溶洞規(guī)模小，且未連通成片。

3 結(jié)論

1）復(fù)雜巖溶場地勘察需要運用多種勘察手段，地面調(diào)查是經(jīng)濟實效的勘察方法，可以通過地面調(diào)查測繪的成果，查明場地地面巖溶發(fā)育特征，亦可通過地面與地下巖溶的關(guān)聯(lián)性推測地下巖溶的發(fā)育規(guī)律。

2）高密度電阻率法可以探測覆蓋層或基巖面以下的巖溶發(fā)育特征，對鉆探有一定的指導(dǎo)意義，也是間接驗證地面調(diào)查推論成果的方法之一。

3）鉆探是查明覆蓋層以下或基巖面下巖溶發(fā)育的最直接的方法，通過統(tǒng)計鉆孔遇洞率、鉆孔線溶率，達到對基巖面以下巖溶發(fā)育特征的認(rèn)識，也是驗證地面調(diào)查的推論成果。

4）地面調(diào)查在巖溶峰叢洼地勘察中非常重要，利用地面調(diào)查結(jié)果、物探結(jié)果和鉆探成果，由淺至深發(fā)現(xiàn)巖溶發(fā)育規(guī)律，達到對場地巖溶立體發(fā)育特征的認(rèn)識，有利于針對性的進行場地穩(wěn)定評價和地基基礎(chǔ)型式的選擇。

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