CN108931822A - 一种地下全填充溶洞勘探方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种地下全填充溶洞勘探方法，用于解决地下全填充溶洞勘探困难且误差较大的问题。所述方法包括：利用地下全填充溶洞附近的隧洞挖掘并穿过所述全填充溶洞；在所述地下隧洞中设置作业房，并在所述作业房内间隔布置多个环形勘探剖面，所述环形勘探剖面与所述地下隧洞挖掘方向垂直；在所述环形勘探剖面上间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探。

Description

一种地下全填充溶洞勘探方法

技术领域

本申请涉及岩溶洞勘探技术领域，主要涉及一种地下全填充溶洞勘探方法。

背景技术

地下溶洞对各类地面及地下洞室围岩稳定与施工安全、建筑场地的稳定性、对峡谷两岸跨河大桥墩台基础稳定、对水利工程拦河大坝基础稳定、地下防渗工程安全以及施工安全等影响巨大，解决这类问题的先决条件，在于查明地下溶洞发育形态特征及空间分布规律。

对于峡谷岸坡地下埋藏型全填充溶洞，由于人不能进入洞内开展人工探测，前期工作中，由于山高坡陡、沟谷深切，地面钻探困难，只能依据地面少数几个勘探钻孔，大致探测溶洞的埋藏深度，对溶洞填充物性质、形态、空间分布特征难以勘察清楚，而且，对于山区峡谷场地，由于溶洞深埋，地面勘探钻孔深度大，地面钻探由于孔深太深带来的孔斜问题，对溶洞的勘探误差较大。

发明内容

本申请的目的在于提供一种地下全填充溶洞勘探方法，用于解决地下全填充溶洞勘探误差较大的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案如下：

本申请提供了一种地下全填充溶洞勘探方法，所述方法包括：

利用地下全填充溶洞附近的设计隧洞挖掘并穿过所述全填充溶洞；

在所述地下隧洞中设置作业房，并在所述作业房内间隔布置多个环形勘探剖面，所述环形勘探剖面与所述地下隧洞挖掘方向垂直；

在所述环形勘探剖面上间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探。

上述方案设计的方法，通过多个环形勘探剖面，每个环形勘探剖面上间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探，根据不同钻孔勘探揭露地质条件，从纵横以及全方位做到对地下全填充溶洞形态特征的总体控制，减小勘探的误差，避免了现有平面地址勘探剖面对勘探面以上的地质体的探测盲区问题。

在本申请的可选实施方式中，所述在环形勘探剖面上间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探，包括：

在环形勘探剖面上按角度控制间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探。

上述方案设计的方法，按角度控制间隔设置多个勘探点，使得能够更加全面的勘探溶洞的各个方位的形态特征，达到全方位掌握的效果。

在本申请的可选实施方式中，所述在环形勘探剖面上按角度控制间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探，包括：

角度以面向地下建筑物掘进方向的顶部为基础角度，以所述基础角度为基准按照预设的角度间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探。

在本申请的可选实施方式中，在所述勘探剖面上按角度控制间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探之后，所述方法还包括：

相邻两个勘探剖面间对应角度位置的勘探点按错开预设角度布置进行钻孔勘探。

上述方案设计的方法，勘探点按错开预设角度布置进行钻孔勘探，使得节省了钻探工作量，达到纵横方向上对溶洞空间形态的控制。

在本申请的可选实施方式中，在所述相邻两个勘探剖面间对应角度位置的勘探点按错开预设角度布置进行钻孔勘探之后，所述方法还包括：

根据钻孔进入山体岩石前的深度确定该钻孔部位溶洞深度。

上述方案设计的方法，确定溶洞深度，根据环形剖面上各个溶洞深度可了解溶洞围岩的结构特征。

在本申请的可选实施方式中，所述利用地下全填充溶洞附近的设计隧洞挖掘并穿过所述全填充溶洞，包括：

采用挖掘与支护同时进行的方式来掘进穿过全填充溶洞段。

上述方案设计的方法，挖掘与支护同时进行，使得工作人员在挖掘全填充溶洞段时能够保证自身的安全。

在本申请的可选实施方式中，在所述作业房内间隔布置多个环形勘探剖面，包括：

根据所述全填充溶洞段的长度以及所述环形勘探剖面的个数确定多个环形勘探剖面间隔设置的距离。

在本申请的可选实施方式中，所述根据所述全填充溶洞段的长度以及所述环形勘探剖面的个数确定多个环形勘探剖面间隔设置的距离，包括：

所述全填充溶洞段的长度Lr以及所述环形勘探剖面的个数n，根据公式d＝Lr/n，来确定多个环形勘探剖面间隔设置的距离d。

上述方案设计的方法，合理的确定多个环形勘探剖面间隔设置的距离，在勘探效果与勘探工作量达到平衡，减少工作量与工作负担。

在本申请的可选实施方式中，在所述作业房内间隔布置多个环形勘探剖面，包括：

在所述作业房内从所述全填充溶洞中间部位开始向两侧间隔布置多个环形勘探剖面。

上述方案设计的方法，通过从溶洞中间部位对溶洞进行勘探，较之于地面勘探，可大大缩短勘察周期和勘察成本，大大提高对溶洞勘探的精度。

在本申请的可选实施方式中，在所述环形勘探剖面上按角度控制间隔设置勘探点进行钻孔勘探之后，所述方法还包括：

根据钻孔勘探结果生成所述全填充溶洞形态特征的地质模拟图。

上述方案设计的方法，根据勘探结构生成地质模拟图，使得工作人员能够对此全填充溶洞形态特征有清晰的了解和全面的掌握。

本申请的有益效果包括：本申请通过上述设计得到的地下全填充溶洞勘探方法，通过多个环形勘探剖面，每个环形勘探剖面上间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探，从不同的地方钻孔勘探揭露地质条件，从纵横以及全方位做到对对下全填充溶洞形态特征的总体控制，减小勘探的误差，避免了现有平面地质勘探剖面对地形面以上的地质体的探测盲区问题。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本申请的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。

图1是本申请实施例提供的地下全填充溶洞勘探方法第一流程图；

图2是本申请实施例提供的地下全填充溶洞勘探方法第二流程图。

具体实施方式

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

第一实施例

地下全填充溶洞，表示峡谷岸坡地下埋藏型全填充溶洞，溶洞内部完全填充亚黏土、亚砂土、粘性土等，没有形成内部空间，人不能进入洞内开展人工探测。

如图1所示，本申请提供一种地下全填充溶洞勘探方法，该方法包括：

步骤101：利用地下全填充溶洞附近的设计隧洞挖掘并穿过全填充溶洞，转到步骤102。

步骤102：在地下隧洞中设置作业房，转到步骤103。

步骤103：在作业房内间隔布置多个环形勘探剖面，环形勘探剖面与地下隧洞挖掘方向垂直，转到步骤104。

步骤104：在环形勘探剖面上间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探。

上述方案设计的方法，通过多个环形勘探剖面，每个环形勘探剖面上间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探，从不同的地方钻孔勘探揭露地质条件，从纵横以及全方位做到对地下全填充溶洞形态特征的总体控制，减小勘探的误差，避免了现有平面地质勘探剖面对地形面以上的地质体的探测盲区问题。

可选地，对于步骤101中的挖掘地下隧洞穿过全填充溶洞，具体可为：建设施工中，通过位于地下全填充溶洞附近的隧洞挖掘至全填充溶洞，其中全填充溶洞填充物长期位于地下，水位面之上，呈坚硬状态，具有一定的自稳能力，在挖掘全填充溶洞路段时，采用边挖掘边支护的方式进行，支护方式为钢支撑结合钢板、挂网喷砼方式，利用临时支护措施安全施工挖掘前进穿过溶洞段。

上述方案设计的方法，挖掘与支护同时进行，使得工作人员在挖掘全填充溶洞段时能够保证自身的安全，并且能够在后续的工作中，支护形成的空间能够作为作业房，为后续工作提供便利。

可选地，对于步骤102中在地下隧洞中设置作业房，具体为：在步骤101完成之后，利用步骤101中产生的临时支护工程作为支挡，地下隧洞挖掘空间作为作业房，其中，作业房中设置灯光设备和放置后续进行勘探需要的各种设备，比如钻机等等；另外，动力电源设备放置在地下隧洞以外地区，通过导线的连接为作业房中的各种设备进行供电。

可选地，对于步骤103中在作业房内间隔布置多个环形勘探剖面，其具体可为：在作业房内从全填充溶洞中部开始向两侧间隔布置多个环形勘探剖面。

上述方案设计的方法，通过从全填充溶洞中部对溶洞进行勘探，较之于地面勘探，可大大缩短勘察周期和勘察成本，大大提高对溶洞勘探的精度。

另外，上述所说间隔布置多个环形勘探剖面，包括设置多个环形勘探剖面两两之间间隔的距离，其根据所述全填充溶洞段的长度以及所述环形勘探剖面的个数确定多个环形勘探剖面间隔设置的距离，可具体为：

根据公式d＝Lr/n，来确定多个环形勘探剖面间隔设置的距离；

其中，d为多个环形勘探剖面间隔设置的距离；Lr为全填充溶洞段的长度；n为环形勘探剖面的个数。

例如，隧洞开挖揭露的溶洞长度Lr＝58m，经设计、勘察专业技术人员协商，决定布置10个勘探剖面对溶洞空间形态进行勘察，则勘探剖面距离d＝58m/10＝5.8m。

另外，这里需要说明的是，考虑到溶洞在隧洞两端的地质条件经由隧洞开挖揭露，不需要布置勘探剖面，为此，决定勘探剖面间距按5m布置，隧洞开挖揭露的溶洞两端分别后退4m布置勘探剖面。

上述方案设计的方法，合理的确定多个环形勘探剖面间隔设置的距离，在勘探效果与勘探工作量达到平衡，减少工作量与工作负担。

可选地，对于步骤104中的在所述环形勘探剖面上间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探，其可为但不限于：在所述环形勘探剖面上按角度控制间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探。

其中，按角度控制具体可为：角度以面向底下建筑物掘进方向的顶部为基础角度，以基础角度为基准按照预设的角度间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探。另外，可为按顺时针或者逆时针的方向以基础角度为基准按照预设的角度间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探。

例如，设置角度以面向地下建筑物掘进方向的顶部为0°，预设的角度间隔为45°，以顺时针方向则划分为0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°、360°(0°)共8个方位角。

上述方案设计的方法，按角度控制间隔设置多个勘探点，使得能够更加全面的勘探溶洞的各个方位的形态特征，达到全方位掌握的效果。

可选地，在步骤104在所述环形勘探剖面上按角度控制间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探之后，还包括步骤105：相邻两个勘探剖面间对应角度位置的勘探点按错开预设角度布置进行钻孔勘探。

对于步骤105，其具体可为但不限于，两个相邻的勘探剖面上对应角度位置的各个勘探点都根据相应的错开预设角度布置进行钻孔勘探，其中可按照顺时针或者逆时针方向来错开预设角度布置进行钻孔勘探。

上述方案设计的方法，勘探点按错开预设角度布置进行钻孔勘探，使得节省了钻探工作量，达到纵横方向上对溶洞空间形态的控制。

另外，这里结合对步骤104与105，进行一个如下举例说明：

布置的第一个环形勘探剖面在0°、90°、180°、270°共4个方位角位置布置4个勘探点进行钻孔勘探；

则布置的第二个环形勘探剖面勘探点的布置的方位角相对于第一个环形勘探剖面按顺时针方向增加45°布置，即在45°、135°、225°以及315°的4个方位角布置4个勘探点进行钻孔勘探，后续环形剖面勘探点的布置与第二个环形勘探剖面勘探点的布置也同样如此错开45°进行。

可选地，在步骤105在相邻两个勘探剖面间对应角度位置的勘探点按错开预设角度布置进行钻孔勘探之后，还包括步骤106：根据钻孔进入山体岩石前的深度确定该钻孔部位溶洞深度。

对于步骤106，这里值得说明的是，由于全填充溶洞填充物中含洞壁崩落的块碎石，钻孔进入块石后不易判别是山体岩体还是块石，因此要求钻孔连续钻进至山体岩体5m才可止钻，钻孔进入岩体前的深度即为该钻孔部位溶洞深度。

上述方案设计的方法，确定溶洞深度，根据环形剖面上各个溶洞深度可了解溶洞围岩的结构特征。

可选地，在步骤104在所述环形勘探剖面上间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探之后，还包括步骤107：根据钻孔勘探结果生成全填充溶洞形态特征的地质模拟图。

对于步骤107，这里值得说明的是，根据钻孔勘探结果与多环勘探剖面技术与BIM技术联合使用，能生成地下溶洞形态特征的地质模型图，更好展示溶洞形态与建筑物之间的相关空间关系，便于后续数值分析、设计方案的制定等。

上述方案设计的方法，根据勘探结构生成地质模拟图，使得工作人员能够对此全填充溶洞形态特征有清晰的了解和全面的掌握。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种地下全填充溶洞勘探方法，其特征在于，所述方法包括：

利用地下全填充溶洞附近的设计隧洞挖掘并穿过所述全填充溶洞；

在所述地下隧洞中设置作业房，并在所述作业房内间隔布置多个环形勘探剖面，所述环形勘探剖面与所述地下隧洞挖掘方向垂直；

在所述环形勘探剖面上间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述在所述环形勘探剖面上间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探，包括：

在环形勘探剖面上按角度控制间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述在环形勘探剖面上按角度控制间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探，包括：

角度以面向地下建筑物掘进方向的顶部为基础角度，以所述基础角度为基准按照预设的角度间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探。

4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，在所述勘探剖面上按角度控制间隔设置多个勘探点进行钻孔勘探之后，所述方法还包括：

相邻两个勘探剖面间对应角度位置的勘探点按错开预设角度布置进行钻孔勘探。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，在所述相邻两个勘探剖面间对应角度位置的勘探点按错开预设角度布置进行钻孔勘探之后，所述方法还包括：

根据钻孔进入山体岩石前的深度确定该钻孔部位溶洞深度。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述利用地下全填充溶洞附近的设计隧洞挖掘并穿过所述全填充溶洞，包括：

采用挖掘与支护同时进行的方式来掘进穿过全填充溶洞段。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，在所述作业房内间隔布置多个环形勘探剖面，包括：

根据所述全填充溶洞段的长度以及所述环形勘探剖面的个数确定多个环形勘探剖面间隔设置的距离。

8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述根据所述全填充溶洞段的长度以及所述环形勘探剖面的个数确定多个环形勘探剖面间隔设置的距离，包括：

所述全填充溶洞段的长度Lr以及所述环形勘探剖面的个数n，根据公式d＝Lr/n，来确定多个环形勘探剖面间隔设置的距离d。

9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述作业房内间隔布置多个环形勘探剖面，包括：

在所述作业房内从所述全填充溶洞中部开始向两侧间隔布置多个环形勘探剖面。

10.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述环形勘探剖面上间隔设置勘探点进行钻孔勘探之后，所述方法还包括：

根据钻孔勘探结果生成所述全填充溶洞形态特征的地质模拟图。