巖溶發育程度的研究

李世柏，曹衛東

(西南電力設計院，四川 成都 610021)

1 巖溶發育程度的現行判定方法

從目前對巖溶的認識、評價現狀來看，處于經驗多于理論、宏觀多于微觀、定性多于定量、抽象多于具體的階段。

在以往的工程勘測中，對巖溶發育程度的評價及其等級的劃分一直缺乏統一的標準。筆者在現行電力行業標準《火力發電廠巖土工程勘測規程》DL/T 5074－2006編制過程中，通過對長期以來巖溶廠址勘測工程經驗的總結，并參考了《巖溶工程地質》(鐵道部第二勘測設計院1984年)等有關文獻的劃分標準，提出了巖溶發育程度劃分的等級及其判定標準，以達到半定量化評價的目的。

DL/T 5074－2006根據場地巖溶現象及鉆孔線溶率、鉆孔遇洞率、巖溶點密度等指標進行綜合判定，其判定標準見表1。

表1 巖溶發育程度

鉆孔線溶率、鉆孔遇洞率、巖溶點密度等三項指標與場地巖溶現象、發育程度具有一定的關系，上述指標既是反映場地巖溶現象的外部表征，又是判定巖溶發育程度的重要依據。因此，只有在通過對上述指標以及場地巖溶現象進行綜合分析的基礎上，才能對巖溶發育程度作出合理的判定。

鉆孔線溶率是指場地內各鉆孔所揭示的溶蝕洞穴、溶蝕裂隙的總高度與進入碳酸鹽類巖層的總進尺的百分比率。鉆孔遇洞率是指發現溶蝕洞穴、溶蝕裂隙的鉆孔數量與鉆孔總數量的百分比率。巖溶點密度是指每平方公里場地范圍內分布的巖溶洼地、漏斗、落水洞、豎井、以及水平溶洞、暗河、巖溶泉露頭等各種地表巖溶形態的個數。

通常，鉆孔線溶率、鉆孔遇洞率主要反映的是地下巖溶發育程度，而地表巖溶發育程度僅僅根據巖溶點密度來反映往往是不夠的，實際工程中，在判定場地巖溶發育程度時，還應該考慮溶蝕溝(槽)和石芽(林)之間(尤其是隱伏巖溶)的基巖面起伏程度。

2 工程勘測中巖溶發育程度的調查

為了解目前巖溶場地勘測中巖溶發育程度評價的現狀，本文代表性地搜集了貴州、云南地區的大方、安順、黔北、滇東、滇東二廠、興義電廠等工程勘測報告中巖溶發育程度評價的實例，對其中36個工程場地或建筑地段進行調查、分析，調查結果現羅列見表2。

表2 巖溶發育程度調查結果

續表2

3 對巖溶發育程度判定標準的調整

3.1 鉆孔巖溶率

自DL/T 5074——2006實施以來，發現表1-1在實際工程勘測中也存在一定的問題，如鉆孔遇洞率與線溶率二者之間如何協調、二者孰輕孰重的問題，為便于今后工程評價，筆者認為有必要對表1進行一定的調整。

現將表2中所列不同巖溶發育程度的場地或地段進行分類統計見表3、表4、表5。

表3 溶強烈發育場地

表5 巖溶微弱發育場地

表4 溶中等發育場地

通過對表3、表4、表5中遇洞率、線溶率平均值、二者比值的分析，不難發現，巖溶發育程度由微弱、中等、強烈，其二者比值分別為9.3、25.6、32.2，表明巖溶呈微弱發育時遇洞率較低一般小于15%，當巖溶呈中等發育時遇洞率一般為15%～30%、當巖溶呈強烈發育時遇洞率一般為30%～40%，且增幅較小。

鉆孔遇洞率和鉆孔線溶率作為反映地下巖溶洞穴統計指標，可以用于評價場地巖溶發育規模，但用于評價巖溶發育程度時，鑒于其與鉆孔線溶率之間自身存在一定的比例關系和指標重復性，且其指標往往受鉆孔深度影響，故在評價巖溶發育程度時不再將其作為判定指標之一。

3.2 巖溶起伏程度與洞徑規模劃分

場地巖溶的發育程度不僅取決于地下巖溶洞穴的發育規模、發育頻度，還取決于地表或地表淺部溶蝕基巖面的起伏程度，而洞徑規模的大小對建廠的適宜性評價至關重要。

為規范、統一工程勘測中對基巖面起伏程度和溶洞規模的評價，結合多年來工程勘測報告中對溶蝕基巖面起伏程度和溶洞規模的描述和認識，并結合工程建設特點，本文擬對溶蝕基巖面起伏程度和溶洞規模進行量化，并統一規定(界定)如下：

溶蝕基巖面起伏程度劃分：每10m×10m范圍內，起伏大于10m為起伏劇烈、5m～10m為起伏大、2m～5m為起伏較大、小于2m為起伏較小。

之所以限定為每10m×10m范圍，是因為其基本相當于1個獨立基礎的分布范圍。在此范圍內溶蝕基巖面起伏大小，基本反映了基巖面的傾斜程度或高低起伏程度。

洞徑規模劃分：洞徑大于6m為大規模；洞徑3m～6m為較大規模；洞徑1m～3m為較小規模；洞徑小于1m為小規模。

洞徑規模的劃分對巖溶場地穩定性評價和巖溶地基處理也有直接的影響。

3.3 推薦巖溶發育程度的判定標準

同時在工程勘測實踐中發現，不同巖溶發育程度的巖溶點密度往往差異巨大，原標準表3中巖溶點密度標準偏低，有必要對原標準表3中巖溶點密度進行調整。

綜上所述，在基于勘測實踐的基礎上，可對原標準表3進行一定修改、調整，以場地巖溶現象、巖溶點密度和鉆孔線溶率等3項內容或指標作為巖溶發育程度的判定標準，且當同時滿足其中2項內容或指標時，即可判定其巖溶發育程度。

現推薦新的判定標準見表6。

表6 巖溶發育程度

4 巖溶發育程度的作用與認識

4.1 巖溶地基處理費用匡算和估算

巖溶發育程度的不同，可直接影響巖溶地基處理(含樁基礎)費用的差異，尤其在工程前期階段進行工程費用匡算和估算時，由于缺乏依據，如果處理不當往往會造成且巖溶地基處理費用的重大失誤。一般情況下，對于2臺300MW機組的巖溶場地而言，當巖溶發育程度整體呈中等發育的，其地基處理費用一般在3千萬左右，如貴州安順電廠二期2臺300MW機組用于巖溶地基處理費用約2～3千萬元；當整體呈巖溶強烈發育時，2臺300MW機組的地基處理費用一般在4～5千萬元之間，如大方電廠4臺300MW機組，場地巖溶整體呈中等～強烈發育，廠區地基處理中，用于巖溶地基處理的費用達9710萬元。

4.2 鉆孔巖溶指標有助于判斷巖溶發育規模

鉆孔遇洞率、鉆孔線溶率及其二者之間比值變化，可以幫助我們分析判斷巖溶發育規模和巖溶發育程度。

一般而言，鉆孔遇洞率反映了巖溶洞(隙)出現的頻率，鉆孔線溶率則反映了巖溶洞(隙)出現的比例。如果遇洞率高、線溶率低，說明場地巖溶規模較??；反之，說明場地巖溶規模較大。如果遇洞率低、線溶率低，說明場地巖溶規模較小，且巖溶發育程度低。如果遇洞率高、線溶率高，說明場地巖溶規模較大，且巖溶發育程度高。

4.3 巖溶發育程度與場地巖溶現象的關系

場地巖溶現象既是判定巖溶發育程度的依據，又是巖溶發育程度判定的結果。即不同巖溶發育程度將表現出不同的場地巖溶現象，不同的場地巖溶現象反過來又可以判定為不同巖溶發育程度，二者呈辯證關系。且二者均是場地地表巖溶和地下巖溶的綜合反映。

4.4 巖溶點密度與鉆孔遇洞率、鉆孔線溶率的關系

地表巖溶與地下巖溶有著密不可分的關系和必然的聯系。一般而言，地表巖溶發育的場地，其地下巖溶往往也較發育。當然，巖溶發育階段性、成層性、方向性的不同，可能會表現出一定的差異性。

巖溶點密度主要反映地表巖溶的發育程度。而鉆孔遇洞率、鉆孔線溶率則主要反映了地下巖溶的發育程度，且鉆孔線溶率是巖溶發育程度判定的主要依據。

4.5 巖溶發育程度的分布特征

從表4中可看出，在搜集到的36個工程場地或建筑地段中巖溶發育程度呈不發育、微弱、中等、強烈和極強烈發育的比例分別占總數的2.5%、17%、53%和25%、2.5%。

圖1 工程場地(或地段)巖溶發育程度分布圖

見圖1，中等發育程度的工程場地占了半數以上，發育程度呈微弱、強烈發育的逐漸減少，發育程度呈極強烈發育和不發育的比例很小，表現出正態分布特征。應該說這一比例基本客觀地反映了目前巖溶發育程度的分布現狀，由于選擇廠址時主觀上回避了發育程度呈極強烈發育的場地，又難以完全避開強烈發育的場地，因此，工程建設場地中巖溶呈中等發育程度的場地占了多數，是完全符合客觀和主觀規律的。

4.6 各階段勘測中巖溶發育程度的變化

工程勘測中時常發現，隨著勘測階段的深化，可能出現巖溶發育程度逐漸增高的現象。如貴州大方電廠、滇東二期電廠均出現由初勘時的中等發育，變化成了施勘階段的整體強烈發育。分析其原因，一方面是由于隨著勘測階段的推進，統計單元(場地或地段)逐漸變小，場地自身巖溶發育程度差異所造成；另一方面，由于勘測階段推進，勘測工作量不斷增大，統計樣本也愈來愈大，巖溶發育程度的判定也就愈加準確所致。

[1]GB50021－2001，巖土工程勘察規范[S].

[2]DL/T 5074－2006，火力發電廠巖土工程勘測規程[S].