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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。喀斯特(KARST)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,早在我國晉代地理學家裴秀傳所著的書中就有詳細的記載,而近代的徐宏祖和尤以明所編著的《徐霞客游記》也有詳細的記錄。所以世界各國的地理學家都在努力地研究以及勘測這種地質(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)理或斷層進行溶蝕和侵蝕而形成的地下孔道,造成石頭塌陷反復產(chǎn)生這種地質(zhì)機械力作用和風化、水的侵蝕等化學作用產(chǎn)生的,所以喀斯特地貌會呈現(xiàn)出多種地貌,因為未塌陷之前是一種地貌,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。

  ?。ǘ?、巖溶區(qū)喀斯特(KARST)特點

   喀斯特地貌不僅地表不同,就連產(chǎn)生果實、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,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技術(shù)

   在巖溶地區(qū),巖土工程勘察分析方法及巖溶探測技術(shù),除了常規(guī)的鉆探手段外,目前國內(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、測量及試驗等內(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,并據(jù)此進一步進行工程地質(zhì)勘探工作,該方法簡單,方便實用,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)視雷達遙感等在70年代引進我國以后,具有調(diào)查面積大,重復性好等特點,對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)原位測試技術(shù)

   主要采用原位標準貫人試驗、動力觸探試驗等測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)有較成熟的應用經(jīng)驗,施工簡單,成本較低,應用廣泛。

  ?。ㄋ模?、示蹤試驗

   用示蹤劑(熒光染料等)進行巖溶地下水聯(lián)通試驗以及長期觀測的研究,以查明巖溶的發(fā)育程度和溶洞相互連通、分布情況,該方法簡單,較方便可靠,但不適用于無地下水的溶洞。

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   采用一定尺寸規(guī)模的試驗裝置,模擬砂、土層在各種條件下(如不同水動力條件)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,一般采用插釬來進一步查明土層中是否存在土洞或塌陷軟弱層,實踐證明該法效果顯著。該方法還具有施工簡單,經(jīng)濟實用的特點。

   (七)、管波探測法

   管波探測法是在鉆孔中利用“管波”作為探測物理場,探測孔旁一定范圍內(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勘察鉆孔,通過發(fā)射管波,采集記錄并分析管波反射信號,就可探明整個樁位范圍內(nèi)的巖溶、軟弱夾層及裂隙帶的發(fā)育和分布情況,并評價嵌巖樁基樁持力層的完整性。

   四、針對喀斯特地質(zhì)勘察目的和勘測技術(shù)

  ?。ㄒ唬?、針對喀斯特地質(zhì)勘察目的

   首先我們要了解什么地質(zhì)勘察,地質(zhì)勘察是用科學的放法,通過科學儀器或者機械手段得到地質(zhì)層的一些資料,然后經(jīng)過專家、學者的分析的一個過程,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,提供礦山建設設計所需要的礦產(chǎn)儲量和地質(zhì)資料,對一定地區(qū)內(nèi)的巖石、地層、構(gòu)造、礦產(chǎn)、水文、地貌等地質(zhì)情況進行調(diào)查研究工作。而地質(zhì)勘測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)營養(yǎng)元素的運移規(guī)律;表層巖溶帶的調(diào)蓄功能。總結(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成庫條件、壩址選擇的技術(shù)方法、勘探工作程序;地表地下水庫調(diào)度水資源的水文。巖溶山區(qū)荒漠化(水土流失)影響因素的定量評價,土地整理和控制水土流失的工程措施及效益評價;土地覆蓋、荒漠化的動態(tài)監(jiān)測及該區(qū)綜合治理效應評價。因為斯特地區(qū)地表異常缺水和多洪災,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響很大。但地下水蘊藏豐富,徑流系數(shù)在熱帶喀斯特區(qū)域為50~80%。亞熱帶喀斯特區(qū)域為30%~40%,溫帶為10%~20%,所以研究明白喀斯特地貌對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有一定的影響。

   (二)、針對喀斯特地質(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器,在土層地表上進行鉆孔,以得到獲取地質(zhì)數(shù)據(jù)資料進行研究的方式,這種方式的優(yōu)點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,通過挖掘機或者人工對土層表明進行施工挖掘,這種方式的優(yōu)點是可以通過肉眼進行觀察,可以通過手觸摸土質(zhì),可以了解土層的資料,缺點是土層的比較淺而且比較耗費工時人力物力財力,還有一種就是地球物理物探方法,這是最科學也是最準確的方法這主要依靠的是物理學通過電,聲波,磁等介質(zhì)去掃描地質(zhì)不僅可以勘測到很深的土層,這種方式更直接、更科學,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確,但是這個對技術(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)在還有利用先進設備如:用電磁波、超聲波觀察和勘測地質(zhì)結(jié)構(gòu)??λ固氐孛灿刑厥庑?,所以只有運用好勘測技術(shù)才能從勘測數(shù)據(jù)研究地質(zhì)結(jié)構(gòu),了解該地質(zhì)產(chǎn)生的原因以及對農(nóng)作物及氣候的影響。

   五、結(jié)束語

   巖溶地區(qū)的巖溶發(fā)育狀況是一個比較復雜的問題,在實際工作中,在研究和勘查的過程中必須針對工程具體情況,綜合考慮現(xiàn)場工程地質(zhì)條件,采取綜合的和合理有效的勘察方法,對場地巖溶的發(fā)育規(guī)律和趨勢了解清楚,并對工作區(qū)作出正確的評價,提出合理方案和策略。

   參考文獻:

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