梁 骥
广西水文地质工程地质队， 广西 柳州 541000
摘 要：在岩溶地区，洞穴、地洞等地质现象十分普遍。如果在勘察阶段没有具体了解岩溶空间的大小和分布情况，施工中往往会受到损害，甚至可能产生灾难性后果。显然，在研究岩溶地区有缺陷的地质构造的情况下，仅靠地质钻探很难取得预期的结果。因此，合理利用地球物理方法在岩溶地区进行勘探可以产生更具成本效益的结果。
1 岩溶区工程勘察概述
岩溶地区的勘察必须遵守以下基本原则:首先，钻孔勘察必须确定岩溶发育的主要形式和构造分布；同时，对钻孔发现的土洞、溶洞或裂隙分析判断；然后，应用地球物理方法进行研究。物探作为这项研究的一部分，有必要扩大勘探范围，详细了解周围的地质条件，并根据现有的水文地质资料进行综合分析。
2 物探方法应用
2.1 管波探测法
管波探测法的基本原理是：在勘察钻孔中利用“管波”这种特殊的弹性波，探测钻孔周围一定范围内的波阻抗变化（如蜂窝、夹泥、断裂、孔洞等缺陷和桩底面）在钻孔中探测的一种物探方法。与其他的弹性波一样，管波在波阻抗差异界面处会产生反射。根据弹性波理论中的半波长理论，管波探测法的探测范围为以钻孔中心，半径为管波波长的1/2的圆柱状空间。即管波探测法的探测半径约为1m。根据管波探测法理论研究成果和实践成果，管波探测法可分辨大于0.3m的钻孔周围洞穴，对洞穴的定位误差小于0.3m，具有非常高的垂向探测精度。
3 岩溶区工程勘察与物探方法综合应用
以广西某地岩溶地区道路桥梁施工中对地下物理特征的勘察为例，详细阐述地质调查、综合物探方法和钻探资料结合来划定岩溶区范围和评价。某道路勘察，该路段位于广西区内溶洞、落水洞发育较为完整，两岸鸾山众多，山坡较陡，为喀斯特地貌。该路段的河床底部发现大量裸露基岩，且河床覆盖厚度为 4 ～5 m。因此该道路岩溶勘察的方案定为:首先进行地质测绘，获得测绘数据资料；其次对该区基桩按一桩一孔进行详细地质调查，主要寻找以碳酸盐岩为主的基岩类型，区域构造及地层覆盖类型，根据勘察的地质资料分析后做出判断；再次，采用物探方法对工区的物探异常点进行验证。
3.1管波探测工作方法技术
3.1.1 测量定位
现场钻孔孔位及孔口三维坐标由勘察单位提供。测量深度由放入孔中的发射和接收探头由探头定深刻度确定，深度定位误差小于0.1m。
3.1.2 物探数据采集
野外数据采集过程中，对采集的管波信号进行实时监控，所采集的波形要求清晰、波形正常，发现波形畸变即进行重复观测，并做好野外班报填写。现场采集过程实时处理数据，并对管波资料进行初步分析。
3.2 资料解释与成果分析
观测得到的数据从仪器传输到电脑中，使用专门处理软件（TWP2.0—管波探测法处理解释系统）进行处理，生成管波探测时间剖面图。最后进行资料推断解释，并绘制管波探测解释成果图。
3.2.1 孔旁不良地质体顶底界面的判别
根据管波探测法的探测原理，结合钻孔揭露的岩土分层情况，对发现的波阻抗差异界面进行地质解释，寻找孔中及孔旁岩溶边界或软弱夹层顶底界面。其判别准则如下：a、无倾斜反射波组的基岩段为完整基岩段。b、存在振幅较大的倾斜反射波组的位置，一般为孔中、孔旁溶洞的边界，或钻孔穿过波阻抗差异较大的软弱夹层。c、存在振幅较小的倾斜反射波组的位置，同时直达波速度较大时（直达波同相轴平直），一般为钻孔穿过存在波阻抗差异较小的软弱夹层。d、存在振幅较小的倾斜反射波组的位置，同时直达波速度较小时（直达波同相轴向下弯曲），一般为孔旁岩石裂隙发育带。
3.2.2 管波探测法岩土层分类
根据上述判别准则，管波探测法解释结果对孔旁岩土层分类见下表4.2-1：
管波探测法解释结果岩土层分类一览表
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3.2.3 成果分析
根据钻孔资料，场地地层由上至下依次为：含岩屑黏性土、强风化角砾岩、微风化角砾岩、中风化白云岩、微风化白云岩。根据孔旁不良地质体顶底界面的判别准则与岩土层地质分类方法（分类方法见上表4.2-1），实测成果见解释成果图。管波探测法解释结果与钻孔资料的异同说明：a、钻孔资料反映钻孔揭露范围内的岩土分层情况，反映的范围是钻孔直径，一般不能反映钻孔直径以外的地质情况。管波探测法的解释成果反映以钻孔为中心，半径为半波长范围（本区约为1.0m）内的地质情况，两者探测范围不同，结论自然有某些差异。在管波法中解释的岩溶发育段，往往在钻孔中有漏水、岩芯破碎、溶蚀等岩溶迹象或揭露溶洞。b、钻孔资料是根据岩芯和工程经验进行判别的。管波解释结果是以岩土层的波速、波幅等物理特性进行判断的。两者依据不同，结论亦可能存在某些差别。c、管波探测中解释的岩溶发育段，并非指探测范围全断面均为溶洞，而是指断面范围内局部或全部为溶洞，并且其中可能夹有厚度较薄的完整基岩层，因不可作为端承桩的持力层，归并为岩溶发育段。由此工程实例可得出如下结论:1)岩溶工程地质相对于其他地质情况而言地质特征十分复杂，溶洞的种类划分和相互关系也十分复杂，通过综合勘探方法可取得良好的勘探效果。2)在岩溶勘察中充分利用物探资料、地质资料和钻探资料，可及时发现和解决问题。综合物探技术的提升可以用直观的数据提高钻探精度，有助于提高探测精度和降低成本等。3)结合以往工程实践经验，岩溶地区单一使用物探方法探测，其探测精度与判析和结论误差较大，往往需要钻探予以验证，综合分析判断效果更好。
结束语：
综上所述，岩溶发育是一个极其复杂的工程地质问题。在对岩溶地区进行勘察时，应用综合方法勘察要比机械地应用某一种方法效果明显，并且要根据实际情况进行综合分析并运用不同的勘察方法进行作业，对岩溶区的施工场所要全面充分地做出判断和评价，为下一步施工提交详细并且全面的地质勘察资料，以便对项目施工作出正确评估，并为施工提出科学合理的建议。
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