浅谈岩溶地区工程地质勘察的重点与难点

引言

岩溶地区以其独特的地质构造和地貌特征，成为工程建设中极具挑战性的区域。该地区广泛分布着溶洞、溶沟、石林、地下暗河等特殊地貌，这些地貌的存在使得地质环境呈现出显著的复杂性与特殊性。在这样的区域进行工程建设，潜藏着诸多风险，如地基不均匀沉降可能导致建筑物结构开裂、变形，甚至坍塌；突水突泥现象则会对施工安全造成严重威胁，延误工程进度，增加工程成本。

工程地质勘察作为工程建设的前期基础性工作，在岩溶地区的工程建设中显得尤为重要。它能够为工程设计、施工提供准确的地质数据和科学依据，从而有效规避潜在风险，保障工程的安全与稳定。鉴于此，本文致力于梳理岩溶地区工程地质勘察的重点内容与难点问题，为相关勘察工作提供明确的方向指引，推动岩溶地区工程建设的顺利开展。

一、岩溶地区工程地质勘察的重点

（一）岩溶发育规律的查明

岩溶发育受多种因素综合影响，分析这些因素是查明其发育规律的基础。岩性是物质基础，可溶性岩石如石灰岩、白云岩等是岩溶发育主要载体，不同岩性的可溶性和透水性影响岩溶发育速度与规模。地质构造起控制作用，断层、裂隙为地下水渗透和流动提供通道，断层破碎带附近岩溶发育强烈。地下水活动是动力源泉，其水位、流速、流量及水化学性质与岩溶发育强度和特征密切相关。

查明岩溶空间分布特征对工程建设意义重大。溶洞、溶隙位置关系工程选址布局，其规模决定对工程影响程度，大型溶洞需复杂处理措施。不同形态岩溶体受力特性不同，对工程结构作用有差异。岩溶延伸方向有助于判断与周边地质体联系，预测未发现的岩溶形态。

判断岩溶发育阶段能了解其发展状态并预测未来演化趋势。岩溶发育经历幼年期、青年期、壮年期和老年期。幼年期地表现少量溶沟和漏斗，地下岩溶开始发育；青年期地表岩溶显著，地下溶洞、暗河系统形成；壮年期地表与地下岩溶连通，形成复杂水文地质系统；老年期地表趋于平坦，岩溶作用减弱。判断发育阶段可为工程耐久性设计和后期维护提供依据，活跃阶段工程建设需严格防护措施应对地质变化。

（二）水文地质条件的勘察

地下水是岩溶发育重要动力，其活动影响工程稳定性，所以勘察地下水类型、赋存状态、水位变化规律很重要。岩溶地区地下水有孔隙水、裂隙水和岩溶水，孔隙水赋存于松散沉积物，分布均匀；裂隙水在岩石裂隙，分布受裂隙发育程度控制；岩溶水在溶洞、溶隙，水量丰富且分布不均。潜水、承压水等不同赋存状态对工程影响不同，潜水水位受大气降水影响大，季节性变化明显，承压水有压力，施工揭露可能引发突水事故。水位变化有日、季节和多年变化，其幅度和频率影响地基承载力和边坡稳定性，频繁升降会降低岩土体工程性质。

研究地下水径流特征，如路径、流速、流量等，可明确其对岩溶岩体的侵蚀和搬运作用。径流路径决定地下水与岩石接触范围和时间，路径长、接触面积大，溶蚀作用显著。流速快的地下水溶蚀和机械侵蚀能力强，流量大小反映补给能力和运动强度，大流量长期作用可能形成大岩溶通道和溶洞。勘察这些特征能判断岩溶岩体完整性和稳定性，评估对工程结构基础的侵蚀破坏风险。

查明地下水与地表水相互补给关系及水量交换情况，对评估其对工程潜在影响不可或缺。岩溶地区两者联系密切，相互转化，且受季节、气候影响。雨季地表水补给地下水使水位上升，增加地基孔隙水压力；旱季反之，可能引发地面沉降。同时，地表水携带物可能堵塞岩溶通道，影响工程地质环境。

（三）岩土体工程性质的评估

岩土层的分布情况是岩土体工程性质评估的基础，确定不同岩土层的厚度、物理力学性质等，能够为工程设计提供关键的基础参数。岩溶地区的岩土层分布往往复杂多变，可能存在多层不同性质的岩土体交替分布的情况。岩土层的厚度直接影响地基的承载力和变形特性，较厚的坚硬岩层作为地基持力层时，能够提供较高的承载力；而较厚的软弱土层则可能导致地基沉降过大。岩土体的物理力学性质，如密度、孔隙率、抗压强度、抗剪强度、弹性模量等，是衡量其工程性能的重要指标。密度和孔隙率反映了岩土体的密实程度，密实的岩土体强度较高；抗压强度和抗剪强度则决定了岩土体在承受上部荷载时的稳定性；弹性模量则与岩土体的变形特性相关，影响工程结构的沉降计算。

对岩体完整性的评价，需要考虑岩体中裂隙、溶隙的发育程度，以此判断岩体的承载能力和稳定性。岩体中的裂隙和溶隙会破坏岩体的整体性，降低其强度和稳定性。裂隙的密度、长度、宽度、充填物性质等，以及溶隙的分布特征，都对岩体完整性产生重要影响。密集发育的裂隙和溶隙会使岩体呈现碎裂状，其承载能力大幅下降，在工程荷载作用下易发生失稳破坏。通过对岩体完整性的评价，可以确定合适的基础形式和支护措施，如对于完整性较差的岩体，可能需要采用桩基础或进行岩体加固处理。

对软弱夹层、破碎带等不良地质体的勘察，明确其分布范围和工程特性，是评估其对工程结构危害的关键。软弱夹层是指在坚硬岩层中存在的强度较低、性质软弱的岩层或土层，其抗剪强度低、压缩性高，在工程荷载作用下易发生剪切破坏，导致上部结构失稳。破碎带则是由于地质构造作用形成的岩石破碎区域，其岩土体结构松散，透水性强，可能成为地下水的通道，引发渗透变形等问题。查明这些不良地质体的分布范围，能够在工程选址和设计中避开或采取针对性的处理措施，如挖除软弱夹层、对破碎带进行注浆加固等，以降低其对工程结构的危害。

（四）不良地质现象的识别与分析

溶洞、土洞等是岩溶地区常见的不良地质现象，对其进行识别，确定其规模、埋深、填充情况等，对于评估其对地基基础的影响至关重要。溶洞是由地下水溶蚀作用形成的地下空洞，其规模大小不一，小的可能仅有数厘米，大的可达数十米甚至更大。埋深较浅的溶洞若位于地基持力层范围内，可能导致地基承载力不足，引发建筑物沉降不均；而深埋的溶洞也可能在长期荷载作用或地下水活动影响下，逐渐向上发展，威胁工程安全。土洞则主要发育在覆盖于岩溶岩体之上的土层中，多由地下水对土体的潜蚀作用形成，其发展可能导致地表塌陷。溶洞和土洞的填充情况，如填充物质的性质、密实度等，也会影响其对地基基础的作用，填充密实的溶洞或土洞对地基的影响相对较小，而空洞或填充松散的则危害较大。

崩塌、滑坡、泥石流等是岩溶地区常见的不良地质现象，对其进行勘察并分析其形成条件、触发因素和发展趋势，具有重要的工程意义。崩塌多发生在陡峭的山坡或崖壁，由于岩土体失去平衡而突然坠落，其形成与地形坡度、岩土体性质、地质构造等因素相关，强降雨、地震等则是常见的触发因素。滑坡是指斜坡上的岩土体在重力作用下，沿着一定的软弱面或软弱带整体向下滑动的现象，其形成与岩土体的抗剪强度、地下水活动、地形地貌等密切相关。泥石流则是由暴雨、冰雪融水等引发的含有大量泥沙、石块等固体物质的特殊洪流，多发生在山区沟谷地带，其形成需要丰富的松散固体物质、充足的水源和陡峭的地形。分析这些不良地质现象的发展趋势，能够提前采取预防措施，如设置挡土墙、抗滑桩、截排水系统等，避免其对工程建设和运营造成危害。

对岩溶塌陷的可能性进行评估，研究其形成机制，可为工程选址和防护设计提供依据。岩溶塌陷是岩溶地区较为严重的地质灾害，多由于地下溶洞或土洞顶板在自然或人为因素作用下发生破坏而引起地表下沉、坍塌。其形成机制主要包括地下水动力条件改变、岩土体自重作用、荷载作用等。地下水的过度开采导致地下水位下降，使溶洞或土洞顶板失去水的浮托力而发生坍塌；岩土体自重以及上部建筑物荷载超过顶板的承载能力，也可能引发塌陷。评估岩溶塌陷的可能性，需要综合考虑岩溶发育程度、地下水活动、岩土体性质等因素，在工程选址时尽量避开高风险区域，对于无法避开的区域，需采取注浆填充、桩基跨越等防护措施。

二、岩溶地区工程地质勘察的难点

（一）勘察技术的局限性

现有勘察技术在岩溶地区应用不足，制约了勘察精度和效果。钻探技术虽能获取岩土体样品，但难以全面揭示深部岩溶分布，因其点式勘察易遗漏钻孔间岩溶形态，也难判断复杂岩溶构造的延伸范围和规模。物探技术虽有非侵入性和大范围探测优势，但受地质条件干扰大、成果解译难，不同物探方法的探测结果易受多种因素影响而产生偏差。此外，复杂地形地貌也限制了勘察工作，山区、峡谷等地势陡峭、交通不便，大型设备难以进入，勘察点布置受限，也影响物探技术野外工作开展。

（二）地质条件的复杂性与隐蔽性

岩溶发育的随机性和不均匀性，使勘察难以全面准确掌握其分布特征，给工程设计和施工带来不确定性。岩溶在同一区域发育程度和分布差异大，有限勘察点无法反映整个场地情况，可能导致工程设计和施工出现问题。地下岩溶形态隐蔽，如地下暗河和隐伏溶洞难以发现，增加了漏判风险，一旦揭露可能引发严重工程事故。

（三）水文地质问题的复杂性

岩溶地区地下水系统复杂，形成网络状径流路径，难以厘清径流、补给关系。大型岩溶发育区有多个相互联系又相对独立的子系统，水位、流量变化不同步，增加了水文地质勘察难度，且实际勘察受时间和成本限制。地下水动态变化影响勘察结果，水位季节性变化和突发水文事件可能导致勘察数据失真或不具代表性，影响对工程地质条件的准确判断。

（四）勘察数据的准确性与代表性不足

岩溶地区地质复杂，勘察点布置难以均匀合理，导致数据代表性不足。即使按规范布置，也可能遗漏重要地质现象，关键岩溶形态可能位于勘察点空白区域，影响对场地地质条件的全面反映。数据采集过程中，受技术手段和环境因素影响，可能出现误差，如钻探岩芯采取率低、物探数据解译偏差等，恶劣天气和复杂地形也会影响数据采集质量和效率。

三、应对岩溶地区工程地质勘察重点与难点的策略

（一）优化勘察技术方法

提倡综合应用多种勘察技术，这是提高岩溶地区勘察结果准确性的有效途径。将钻探、物探、坑探等方法结合，能发挥各自优势、弥补单一技术不足。钻探可提供岩土体样品和地质信息，物探能大范围探测并指导钻探点布置，坑探适用于浅部地质勘察。多种技术配合，如先物探圈异常区域再钻探验证，可提高勘察针对性和效率，减少漏判误判风险。

新技术、新方法能提升勘察效率和精度。遥感技术可宏观识别地表岩溶地貌，提供地质背景信息；地理信息系统（GIS）能整合、管理和分析勘察数据，为勘察方案和工程决策提供支持；三维地质建模技术可将二维数据转化为三维模型，助于准确评估岩溶对工程的影响。

（二）加强勘察方案的设计与优化

勘察前详细地质调查和分析是制定科学勘察方案的前提。通过收集资料、野外踏勘，了解场地地质特征，明确勘察重难点，结合工程情况制定针对性方案，确定勘察范围、布点原则、技术方法和工作量分配等。例如大型工程扩大范围、加密布点，岩溶发育强烈区域采用多种技术结合。

根据勘察新情况及时调整方案，确保工作针对性和有效性。实施中遇与初步调查不一致情况，如发现新岩溶形态等，应及时调整，如增加点数、改变方法或扩大范围等。

（三）提高勘察人员的专业素养

加强专业培训是提升勘察人员业务能力的关键。通过系统培训让人员熟悉地质特征和技术要点，掌握仪器操作和数据处理技能，培训涵盖多专业知识及法规标准，通过案例分析等提高识别分析能力。

培养责任心和严谨态度对确保勘察数据真实可靠至关重要。勘察质量关乎工程安全，应加强职业道德教育，让人员树立严谨作风，严格遵守规范，认真记录数据，对问题及时汇报研究，确保成果反映地质条件。

四、结语

岩溶地区工程地质勘察是一项复杂而艰巨的任务，其重点在于查明岩溶发育规律、水文地质条件、岩土体工程性质以及识别不良地质现象，这些内容是保障工程安全建设的基础。只有准确把握这些重点，才能为工程设计和施工提供可靠的地质依据，有效规避潜在的地质风险。

同时，岩溶地区工程地质勘察也面临着诸多难点，如勘察技术的局限性、地质条件的复杂性与隐蔽性、水文地质问题的复杂性以及勘察数据的准确性与代表性不足等。这些难点给勘察工作带来了巨大的挑战，需要我们采取有效的应对策略加以克服。

展望未来，随着科学技术的不断发展，岩溶地区工程地质勘察技术也将不断创新和进步。通过优化勘察技术方法，加强勘察方案的设计与优化，提高勘察人员的专业素养等途径，我们有望逐步克服勘察难点，不断提升勘察质量。这将为岩溶地区工程建设的安全、稳定进行提供更加有力的保障，推动岩溶地区的经济发展和社会进步。在今后的工作中，勘察人员应不断总结经验，积极探索新的勘察技术和方法，为岩溶地区工程地质勘察事业的发展贡献力量。

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作者简介：胡勇（1989.3）男 , 汉族，湖南宁远，本科，高级工程师，从事工程地质工作