巖溶工程地質(zhì)勘察現(xiàn)狀

2016-01-26 12:09:40 來源：用戶投稿作者：突

國內(nèi)外隧道巖溶工程地質(zhì)勘察，主要采用地面勘察與洞內(nèi)勘探相結(jié)合、物探與鉆探和洞探相結(jié)合、綜合測試試驗及長期觀測等定性與定量分析相結(jié)合的方法，分析評價隧道巖溶工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件。

遙感技術(shù)借助不同高度的平臺，采用不同譜段的攝影、掃描技術(shù)獲取不同時期地質(zhì)體信息，進行巖組劃分，圈定巖溶形態(tài)、地表塌陷及不良地質(zhì)的范圍，確定區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造等，為地質(zhì)選線提供依據(jù)，并指導地質(zhì)調(diào)繪工作。

工程地質(zhì)及水文地質(zhì)調(diào)查測繪是工程地質(zhì)勘察的基礎，借助既有區(qū)域地質(zhì)資料，開展不同比例地質(zhì)調(diào)繪工作，確定地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水的補給-徑流-排泄關系以及不良地質(zhì)的分布、規(guī)模等，并指導鉆探、物探及測試試驗工作。

國內(nèi)外通常采用地震反射波法和電磁測深法進行巖溶探測。地震反射波法主要用于深部大地構(gòu)造和石油勘探，一般都在地形較為平緩、地層分布較均勻的地區(qū)進行，最近研究開發(fā)的三維地震反射探測復雜地質(zhì)構(gòu)造和小的不均勻地質(zhì)體有它獨特的能力，但采用的是面積勘探，對線狀勘探的適應性有待探索;我國自20世紀80年代末期開展高密度電法探測斷層和巖性接觸帶，積累了豐富經(jīng)驗，高密度電法是目前用于隧道勘探的一種有效方法，但勘探深度有限。電磁測深法首先應用于探測深部構(gòu)造、石油、金屬礦體，近年來鐵道系統(tǒng)嘗試采用可控源音頻大地電磁測深法(CSAMT)進行斷層、巖性接觸帶及深部巖溶探測，中南大學在邵懷高速公路雪峰山隧道運用高頻大地電磁法劃分地層及探查隱伏構(gòu)造;中鐵第四勘察設計院集團有限公司在對大地電磁探查技術(shù)進行充分調(diào)查研究的基礎上，從高頻大地電磁信號的電場和磁場規(guī)律、天然場的大地電磁信號干擾方面入手，進行了大地電磁測深方法的有效性和適用條件研究，通過現(xiàn)場對比試驗，選擇天然場源和人工場源的兩種大地電磁測深方法進行長大深埋巖溶隧道的勘探，確定地質(zhì)構(gòu)造、巖溶等，并在宜萬鐵路、武廣客專等項目中推廣應用。

瞬變電磁法(TEM)是時間域的可控源電磁探測方法。以不接地的正方形重疊回線中的脈沖電流為場源，在探測對象中產(chǎn)生極化，感生二次電磁場，在激發(fā)脈沖消失的間隙，觀測二次場隨時間的變化。通過觀測二次電磁場分布的時空特征，來推斷探測對象的空間形態(tài)。瞬變電磁法首先在低電阻率高極化率的金屬礦產(chǎn)勘察。該方法觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量高、對低電阻地質(zhì)體反應靈敏、沒有近場效應、地形影響小，但存在需在地面布設勘探深度1/3左右的發(fā)射和探測回線、反演計算的方法不完善、尚不能進行定量解釋的不足。近年來鐵路系統(tǒng)嘗試采用該方法探測深部巖溶和地下水通道。

巖體(石)的聲波檢測技術(shù)，國內(nèi)外進行了深入系統(tǒng)的研究，美國材料試驗學會(ASTM)于1972年制定了《巖石的超生彈性模量與脈沖波速實驗室測定的標準方法》，國際巖石力學學會(ISRM)于1977年頒布了《測定聲波速度的建議方法》;日本則于1960年著手利用巖石的聲波速度，通過70多座隧道的探測實踐，提出了《隧道圍巖強度分類》。我國于20世紀50年代后期用聲波法研究巖體(石)性質(zhì)。聲波檢測廣泛應用于巖體質(zhì)量評價與工程巖體分級、測定洞室圍巖的松弛圈與評價圍巖穩(wěn)定性、斷層破碎帶及風化層、軟弱夾層、巖溶探測以及計算動剪切模量、動泊松比、動楊氏模量等。

根據(jù)完整基巖和巖溶之間的電磁波吸收系數(shù)差異應用電磁波CT進行巖溶探測。

深孔勘探是國內(nèi)外復雜巖溶隧道勘探中使用最廣泛的勘探手段。采用深孔勘探確定地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、驗證物探異常體，并通過孔內(nèi)綜合測井確定巖體完整性、巖體波速、電阻率、導電率、放射性、瓦斯測試等，但深孔勘探存在時間長、費用高、工藝復雜、孔內(nèi)事故處理困難等不足。