¿Una breve discusión sobre métodos y tecnologías de exploración kárstica en diferentes áreas hidrogeológicas?
El siguiente es el contenido relevante que Zhongda Consulting le ofrece sobre métodos y tecnologías de estudios kársticos en diferentes áreas hidrogeológicas para su referencia.
1. Métodos de estudio de ingeniería geotécnica kárstica y tecnología de detección
En las áreas kársticas, los métodos de análisis de estudios geotécnicos y la tecnología de detección de karst, además de los métodos de perforación convencionales, se utilizan actualmente principalmente en China. Utilice los siguientes métodos o medios.
① Estudio geológico y cartografía de ingeniería: la investigación de campo que incluye el estudio de topografía kárstica, la litología estratigráfica, el estudio hidrogeológico, la medición y la experimentación, etc., puede captar la distribución y las características del desarrollo kárstico desde una perspectiva macro, y con base en Después de esto, se llevan a cabo más trabajos de exploración geológica de ingeniería. Este método es simple, conveniente y práctico, y puede obtener datos geológicos de ingeniería de campo básicos e intuitivos.
②Tecnología de teledetección: en la década de 1970 se introdujeron en mi país la teledetección por satélite de recursos terrestres (MSS, TM, SPOT), la teledetección aérea, la teledetección por infrarrojos térmicos, la teledetección por radar de visión lateral, etc. y tiene las características de un área de estudio grande y buena repetibilidad. Puede lograr buenos resultados en el estudio de la morfología de la forma del relieve kárstico, la división de grupos de capas kársticas, la estructura geológica, etc., y se usa ampliamente en trabajos de estudios geológicos de ingeniería en áreas kársticas. generalmente se usa para la selección del sitio de proyectos a gran escala y, en general, no se usa mucho en edificios industriales y civiles.
③ Método de prospección geofísica integral: el principio de la prospección geofísica es utilizar las diferencias en las propiedades físicas de la roca y el suelo subterráneos para detectar problemas geológicos como la litología de formación y las estructuras geológicas. La prospección geofísica de ingeniería tiene las ventajas de "perspectiva", alta eficiencia, bajo costo y la capacidad de realizar pruebas de propiedades físicas y mecánicas in situ de materiales geotécnicos en el sitio. Es cada vez más valorada y desarrollada en los estudios de ingeniería. Sin embargo, varios métodos de prospección geofísica tienen condiciones y limitaciones, y generalmente tienen múltiples soluciones. Por lo tanto, sólo seleccionando y aplicando correctamente varios métodos de prospección geofísica, realizando una prospección geofísica integral y comparándola con los datos geológicos y de perforación existentes podemos obtener buenos resultados. efectos.
④Tecnología de pruebas geológicas in situ de ingeniería: utilice principalmente pruebas de penetración estándar in situ, pruebas de cono dinámico, etc. para medir las propiedades geológicas de ingeniería y la capacidad de carga del suelo de cimentación de los materiales de relleno en cuevas y cuevas de suelo. y acumulaciones de colapso kárstico. Esta tecnología tiene una experiencia de aplicación relativamente madura en varias áreas kársticas. Tiene una construcción simple, bajo costo y amplia aplicación.
⑤ Prueba de trazador: utilice trazadores (tintes fluorescentes, etc.) para realizar pruebas de conexión de aguas subterráneas kársticas y estudios de observación a largo plazo para determinar el grado de desarrollo del karst y la interconexión y distribución de las cuevas. Es sencillo, más cómodo y fiable, pero no apto para cuevas sin agua subterránea.
⑥ Prueba del modelo: utilice un dispositivo de prueba de cierto tamaño para simular la estabilidad de la base kárstica o el proceso de colapso kárstico de las capas de arena y suelo en diversas condiciones (como diferentes condiciones hidrodinámicas). generalmente utilizado en el estudio del colapso.
⑦Otros métodos de exploración: exploración de pozos, exploración de arietes, perforación, etc., son eficaces en karst poco profundos (principalmente cuevas de suelo o capas débiles colapsadas), son simples de construir y económicos y prácticos.
2. Métodos y tecnologías de estudio en diferentes áreas de desarrollo kárstico
Los estudios de ingeniería en áreas kársticas deben seleccionar métodos y métodos de estudio de acuerdo con las características y tipos de desarrollo kárstico en diferentes secciones, combinados. con las características de ingeniería y organizar la carga de trabajo de manera razonable, determinar el alcance de la investigación y realizar encuestas e investigaciones específicas.
2.1 Estudio de ingeniería del área de recarga kárstica y del área de escorrentía
2.1.1 Características del desarrollo kárstico del área de recarga de aguas subterráneas
El área de recarga de aguas subterráneas kárstica desarrolla principalmente zanjas de disolución Las rocas Los accidentes geográficos kársticos, como los dientes, los grupos de picos kársticos, los sumideros de disolución y los embudos de disolución, están desarrollados en su mayoría verticalmente y son relativamente densos. Tienen las características de desarrollo poco profundo, entierro poco profundo y tamaños variables. área cubierta de suelo. Las cuevas de suelo son propensas a desarrollarse en la parte superior de las cuevas kársticas. Sin embargo, cabe señalar que el antiguo karst en la zona de escorrentía original que se convirtió en una zona de recarga después del movimiento ascendente de la corteza también tiene cuevas desarrolladas horizontalmente (generalmente cuevas secas) que deben estudiarse por separado.
2.1.2 Características del desarrollo kárstico en las zonas de escorrentía de aguas subterráneas
El karst en las zonas de escorrentía de aguas subterráneas se compone principalmente de cuevas horizontales subterráneas relativamente concentradas y ríos subterráneos, con suministro de agua vertical En algunas áreas se desarrollan sumideros y huecos disueltos, y las cuevas subterráneas están conectadas y cubiertas por capas de suelo. El suelo en la zona de contacto puede formar fácilmente cuevas de suelo a través de la erosión latente o la presión de filtración. En general, las cuevas troncales principales y los ríos subterráneos se desarrollan en su mayoría de manera horizontal y profunda. Por lo general, no es probable que causen daños a los proyectos terrestres, pero también pueden causar daños a grandes proyectos subterráneos, como centrales hidroeléctricas y fábricas subterráneas.
2.1.3 Métodos y medios de investigación de ingeniería de áreas de recarga y áreas de escorrentía kársticas
El principio general de la investigación de ingeniería de áreas de recarga y áreas de escorrentía kársticas es: primero realizar estudios del terreno para comprender el desarrollo del karst, las características de distribución, combinadas con métodos de prospección geofísica, para determinar las áreas donde pueden existir sumideros cubiertos y las ubicaciones de desarrollo de cuevas subterráneas y cuevas de suelo, y luego adoptar métodos y medios efectivos para llevar a cabo exploraciones clave basadas en condiciones de ingeniería.
① Estudio general de construcción industrial y civil: sobre la base de un estudio del terreno y una prospección geofísica adecuada, se llevan a cabo perforaciones de alta densidad y perforaciones de intensificación en áreas clave y cimientos de edificios específicos, y la profundidad del pozo es adecuada. Profundizado para cumplir con los requisitos de evaluación geológica de ingeniería.
② Estudio de los cimientos de los pilotes del puente: primero realice un estudio del terreno y una prospección geofísica, evalúe el desarrollo kárstico y luego realice la exploración. En áreas de desarrollo kárstico, dado que la ubicación del desarrollo kárstico subterráneo es difícil de determinar, es mejor perforar uno o más orificios de exploración para cada posición del pilote, y la profundidad del orificio debe ser mayor que la longitud del pilote para garantizar la estabilidad del la base del pilote.
③ Estudio del área del embalse y del área de la presa: generalmente no es adecuado construir un embalse en áreas kársticas. Cuando es necesario construir un embalse, debe construirse sobre la base de un estudio del terreno y prospección geofísica. , utilizando perforación sistemática, pruebas de agua a presión y pruebas de conexión necesarias para evaluar la situación de las fugas en el área del embalse, el alcance de los pozos de exploración en el área de la presa es mayor que el de las áreas generales no kársticas, y se debe prestar atención al llenado. cuevas antiguas, porque existe la posibilidad de corrosión de las tuberías subterráneas bajo la presión del agua del yacimiento.
2.2 Estudio de ingeniería de áreas de drenaje kárstico
2.2.1 Características del desarrollo kárstico de áreas de drenaje de aguas subterráneas
En las áreas de drenaje de aguas subterráneas, la mayoría de los karsts son ríos y cuevas subterráneas En el borde de la cuenca y el karst cubierto de cuenca, los ríos subterráneos y las cuevas generalmente expuestos son de gran escala y sirven como puntos de descarga centralizados de aguas subterráneas. La cubierta kárstica es principalmente una cueva tipo tubería, enterrada bajo el acuífero cuaternario, y las cuevas están conectadas entre sí, formando un acuífero kárstico con buena riqueza de agua. Los peligros geológicos en las áreas de descarga de aguas subterráneas kársticas son principalmente peligros de ingeniería causados por la inestabilidad local o el hundimiento de la capa de suelo suprayacente a la entrada de la cueva kárstica cuando se extrae agua subterránea kárstica. Generalmente, se desarrollan tuberías kársticas y hay poco material de relleno. La entrada de agua de un solo pozo es grande y el agua del pozo es difícil de bombear. Las áreas mineras de agua kárstica con finas capas de suelo superpuestas (<30 m) son propensas al colapso o hundimiento del karst, y dado que la salida de la cueva kárstica es difícil de determinar, la ubicación del posible colapso es difícil de determinar, lo que representa una mayor amenaza para el proyecto.
2.2.2 Estudio de ingeniería de áreas de drenaje kárstico
Las áreas de drenaje kárstico son en su mayoría zonas de drenaje kárstico expuestas en el borde de cuencas o karsts cubiertos de cuencas, y sus problemas geológicos de ingeniería son una Entorno de sistema complejo. Los problemas geológicos de ingeniería requieren un enfoque sistemático para la investigación y la investigación. Generalmente, es difícil detectar y evaluar posibles peligros kársticos en estudios de ingeniería locales y poco profundos.
① El estudio de las áreas (zonas) de drenaje kárstico expuestas sigue el principio de estudio primero y luego exploración enfocada. En términos generales, las cuestiones geológicas de ingeniería en el karst desnudo son relativamente claras y la investigación es el método principal combinado con la necesaria prospección geofísica.
② Estudio de ingeniería de zonas kársticas enterradas en la cuenca. La investigación de ingeniería en áreas kársticas cubiertas no puede limitarse a la exploración local, sino que debe llevarse a cabo a mayor escala y realizar análisis e investigaciones sistemáticos. Sobre la base de la investigación y recopilación de datos de exploración relevantes y datos geológicos de ingeniería hidrológica, se utilizan métodos integrales como la prospección geofísica, las pruebas de bombeo y la exploración de perforación para realizar exploraciones e investigaciones en áreas que pueden causar peligros kársticos. Además de la evaluación geológica de ingeniería general, también es necesario evaluar específicamente los posibles peligros kársticos para proporcionar planes de tratamiento.
3. Aplicación integral de varios métodos de estudio
Al realizar estudios geológicos de ingeniería en sitios kársticos, se deben utilizar múltiples métodos para realizar estudios completos. Los resultados del estudio de varios métodos pueden ser mutuamente. verificado. Garantizar la exactitud de los datos de la encuesta. Por ejemplo, para las áreas kársticas expuestas, el método principal debe ser el estudio de calidad de ingeniería y los métodos de estudio geofísico, con la perforación como complemento. Para las áreas kársticas cubiertas y enterradas, los métodos de estudio geofísico deben ser el método principal, con la perforación como complemento. Métodos de exploración complementados con estudios de calidad de ingeniería, estudios y perforación (por supuesto, para edificios grandes e importantes y edificios que requieren cimientos de pilotes, los métodos de perforación deben ser el método principal para identificar la capa de soporte de los cimientos y su rango de difusión de tensiones. Desarrollo kárstico de. cuerpos de roca y suelo). Por lo tanto, los estudios geológicos de ingeniería y la prospección geofísica son un método de estudio indispensable en áreas kársticas, y hay muchos métodos para elegir, tales como: estudio eléctrico multipolar de alta densidad, radar geológico, sísmica poco profunda, método magnético de alta precisión, fluoroscopia sónica. (CT), estudio de gravedad, etc. Sin embargo, para obtener mejores resultados de detección, se debe prestar atención a las condiciones de uso de diversos métodos de prospección geofísica, así como a la topografía, la ingeniería geológica y las condiciones hidrogeológicas del sitio de construcción.
Cuando las condiciones lo permitan, se deben utilizar una variedad de métodos de prospección geofísica para realizar una comparación e interpretación exhaustivas tanto como sea posible, entre los cuales los métodos eléctricos y el radar geológico son los métodos más utilizados.
El método eléctrico es uno de los métodos de prospección geofísica más utilizados. En las zonas kársticas se utiliza generalmente el método de sondeo eléctrico y el método de perfil eléctrico. Se pueden utilizar para determinar la profundidad de la base impermeable de los estratos karstificados, las ondulaciones de la superficie de la roca bajo la capa de suelo que cubre el Cuaternario, la profundidad del desarrollo kárstico en estratos carbonatados uniformes y la escala, profundidad de distribución y desarrollo del subsuelo. dirección de ríos y cuevas, nivel freático y ubicación de áreas fuertemente karstizadas y zonas de fractura estructural. En el estudio de sitios kársticos, la frecuencia de emisión natural del radar geológico se concentra generalmente entre 80 y 120 MHz, con una penetración de 5 a 9 metros. En los perfiles de radar se pueden identificar a menudo brotes de piedra caliza, sumideros llenos de sedimentos, cuevas kársticas, pozos o barrancos. Al igual que otros métodos, el georadar no puede identificar tipos geotécnicos. Por lo tanto, debe combinarse con la perforación para obtener datos más detallados y precisos basados en la disposición anormal de la perforación obtenida del perfil del radar. También puede probar la precisión de la detección del radar para obtener la confiabilidad de inferir estructuras geológicas subterráneas basándose únicamente en los perfiles del radar. .
Se deben utilizar métodos de perforación para la verificación necesaria de áreas anormales reveladas por estudios geofísicos.
4. Conclusión
La exploración integral es científica y factible en el estudio geológico de las áreas kársticas. El estado de desarrollo del karst en áreas kársticas es un tema relativamente complejo en el trabajo real, debemos tener en cuenta las condiciones específicas del proyecto, considerar integralmente las condiciones geológicas de ingeniería en el sitio y adoptar métodos de estudio integrales, razonables y efectivos. Comprender las reglas y tendencias de desarrollo del karst en el sitio. Comprender claramente, realizar una evaluación correcta del área de trabajo y presentar planes y sugerencias razonables. Al mismo tiempo, se debe fortalecer el contacto con la construcción posterior, analizar las diversas situaciones que ocurren durante cada estudio del proyecto y resumir las experiencias de manera oportuna.
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