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1、地质灾害GEOTECHNICALENGINEERINGWORLDVOL.7No.4岩溶塌陷的勘察与防治盛玉环(中国地质大学(武汉))摘 要 目前,岩溶塌陷的勘察尚无专门的勘察规范可遵循,尤其是如何选择经济、有效的勘察评价方法仍处于探索阶段。本文从勘察目的任务、勘察评价方法与要求、成果报告编制及防治方案等方面进行了系统的阐述。关键词 岩溶塌陷 地质灾害 勘察 防治 岩溶塌陷是指在岩溶发育地区,上覆土层或隐2 勘察方法与要求伏岩溶顶板在人为活动或自然因素作用下特别是水动力条件改变引起的环境效应作用下,发生突然坍勘察前,应收集研究地质资料,全面调
2、查人类活塌的现象。岩溶塌陷的产生在空间上具不确定性,动的历史、方式、范围与强度,以及已产生塌陷的发育在时间上具突发性,对其进行勘察评价、预测预报相特征,在综合分析的基础上合理布置勘察评价工作。比其它地质灾害来说难度要大得多。岩溶塌陷形成勘察方法应以工程地质测绘和地球物理勘探为的基本条件有三方面:一是岩溶洞隙的存在;二是松主,辅以钻探和静力触探加以验证,必要时结合室内散土层或胶结不够紧密、结构受破坏的岩层;三是地物理模型试验和数值模拟。下水活动(包括渗入水)。因此勘察评价与防治工作2.1 工程地质测绘应围绕这三要素来展开,以便查清塌陷的发育条件
3、、一般地说,要按不同的工作目的开展多种比例致塌模式与分布规律,提出行之有效的防治方案。尺的工程地质测绘。用于了解区域地层岩性与结1 勘察目的与任务构、地质构造、地下水开采现状等塌陷发育的地质背景条件,比例尺可选择1∶25000～1∶5000。用于了解目的是查清塌陷区地层结构、构造特征、岩溶发塌陷的规模、分布、诱发因素、损失情况,以及产生灾育情况及水文地质条件的基础上,重点对已产生的害的地质与构造条件、人类活动背景等,比例尺可选和潜在的岩溶塌陷发展趋势及其成因、控制因素进择1∶2000～1∶500。进行测绘时不宜平均布置工作行判释,预测可能发生
4、塌陷的地段和危害程度,并提量,地质条件复杂地段应重点控制。出相应的控制、消除、治理和保护的措施与建议,以2.2 地球物理勘探避免或减轻因此招致的损失,保障国家和人民生命财产的安全。采用地面物探与井下物探相结合进行体积勘探主要任务:的方案,主要查明隐伏基岩的岩性、顶板起伏及其中查明第四系地层岩性、结构、厚度及其物理力学的构造分布、岩溶发育情况,第四系土层厚度与隐伏性质和隐伏土洞(或扰动土)的分布规律;土洞的发育情况。应根据不同地层的地质条件、物查明隐伏基岩的分布、岩性、埋藏深度、岩溶发性条件及拟解决的地质问题,选择有效的物探方法,育规律、构造发
5、育情况,以及地下水的水动力特性与要尽可能采用效果好的新技术新方法,如地质雷达、动态特征;浅层地震、高密度电法、瞬变电磁法等(表1)。查明在自然因素与人类工程—经济活动的作用如运用地质雷达在湘潭市和平小学探测塌陷下发生的地面塌陷的分布、形成机制、控制因素与发坑,剖面反映清晰(图1)。在响水坝塌陷区勘探钻生发展趋势;孔中进行电波测井和高精度井温测量,曲线呈垂直进行岩溶塌陷区划,划分易塌陷区、较易塌陷状(恒温段)(图2),说明地下水垂向水流的存在,区、相对稳定区,并提出预防、整治的对策和方案。上、下溶洞连通性好。〔收稿日期〕 2004-02-127
6、2岩土工程界 第7卷 第4期地质灾害表1 选用的物探方法有效性试验工作,由已知到未知。物探解译成果一工作目的物探方法般应有钻探验证资料。隐伏土洞(或扰动土层)地质雷达、高密度电法2.3 钻探音频大地电场法、电测深法、电剖面法、隐伏断裂的位置、产状布置适量的钻探工作,主要用于验证物探异常,静电a卡法基岩埋深及顶板起伏电测深法、浅层地震、综合测井查明岩溶发育带及发育程度。一般布置在塌陷区或高密度电法、浅层地震、激发激化法、潜在塌陷区,并结合取样测试、抽水试验及综合测井了解地下岩溶发育及地下水水力特性EH4电导率成像系统、核磁共振、自然等方法取得有
7、关评价参数。电场法、电磁波CT、高精度井温测量勘探孔数量为物探异常点的15%～20%,勘探深度以揭穿浅部岩溶发育带为原则,孔深一般不超过100m。每个钻孔必须有设计书,目的明确,尽量做到一孔多用,如采样、试验、监测等。2.4 静力触探通过静力触探与地质雷达相结合来探明松散土层中隐伏土洞的分布特征,了解土层性质的变化。静力触探点一般占地质雷达异常点的25%～30%。2.5 室内物理模型试验与透变形试验通过模型试验,再现塌陷的发育过程,来探讨岩溶塌陷的成因机制,确定塌陷发育的判据。这是研究突发性地质灾害先进而有效的方法,可以取得一系列野外无法取得
8、的数据资料。模型设计应依据地质环境条件和地下水开采的图1 和平小已知塌陷地段探地达法部面记录图实际情况,注重设计模型与地质模型的一致性。每一致塌模式做1～2组,研究
