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综合工程地质在隧道勘察技术应用

发表时间：2020/9/28 来源：《基层建设》2020年第17期作者：何莉莉

[导读] 摘要：首先对隧道工程综合地质勘探方法进行介绍，然后以某隧道工程为研究对象，对综合地质勘探方法在隧道勘察中的应用方式进行详细探究，以期为类似工程提供借鉴。

        浙江省工程物探勘察设计院有限公司 310005
        摘要：首先对隧道工程综合地质勘探方法进行介绍，然后以某隧道工程为研究对象，对综合地质勘探方法在隧道勘察中的应用方式进行详细探究，以期为类似工程提供借鉴。
        关键词：隧道；综合地质勘探；成果分析
        1隧道工程综合地质勘探方法
        1．1地质调绘技术
        在隧道工程综合地质勘探中，地质调绘技术较为常见，能够对隧道工程地质环境、地形地貌进行深入分析，掌握隧道工程施工区域的地质构造、水文条件、地层岩性条件等等，进而完成隧道工程地质勘察工作，获得完善的隧道工程地质资料。另外，通过将地质调绘技术应用于隧道工程地质勘察中，能够为隧道工程施工区域物探测线的布局规划提供可靠依据，确定施工区域地层断裂走向形式。
        1．2综合物探技术
        综合物探技术是一种间接隧道工程勘探技术，其应用原理是根据地质体的物理性质，对未知的地质问题进行推断和解译。在综合物探设备的应用中，数据采集质量会受到各类因素的影响，包括地质地形、物性、人文、自然环境等等，因此，在综合物探技术的应用中，还可以配合应用地质调绘技术和钻探技术作为验证，了解隧道工程地质实际情况。物探技术所需设备轻便，操作方式便捷，应用成本比较低，但是，也容易发生精度较低或者结果误判的问题。物探技术的种类比较多，常用技术包括地震折射波法、高密度电法、高频大地电磁测深（HMT）、地震反射波法、音频大地电磁（EH－4）法以及瞬变电磁法等等。
        1．3钻探技术
        在对隧道工程地质条件进行现场勘察时，水文地质勘察也是十分重要的内容，可采用钻探技术。地质钻探技术是隧道工程勘察中最直接的勘察方式，其在实际应用中，可以直接钻取岩芯，进而获得定性的地质资料，准确反映出岩土体的基本特性，包括风化程度、颜色、塑性状态等等，同时还能够对地层岩性、厚度等进行划分，除此以外，还能够获得断层性质、含水层深度、厚度、岩溶发育程度等数据。但是，钻探技术也有一定的应用缺陷，其容易受到勘察场地的限制，对于各个钻孔之间的地质条件，需要勘察人员根据已有的地质资料进行推断分析，因此很难保证地质勘察结果的准确性和可靠性。
        2隧道工程概况
        某隧道工程穿越山体，隧道工程净空的尺寸为10.25×5.0m，隧道工程左洞长2285m，右洞长2318m，最大埋深约229m。由于该隧道工程地质条件复杂，因此可能存在施工安全隐患因素，对此，可采用综合地质勘探技术，掌握隧道工程施工现场地质条件，然后制定出相应的施工策略。
        3综合勘察技术应用
        3．1工程地质调绘
        对该隧道工程施工区域已有地质资料进行详细分析，确定施工路线，对拟定隧道工程两侧250m范围内，根据1∶2000精度进行隧道工程地质测绘，详细了解隧道施工路线地质条件，找出可能存在的关键地质问题，再对不良地质环境进行勘探和测量。在对该隧道工程进行地质勘察时，设置132个工程地质调绘点，完成地质调绘面积约1.5km2。

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        3．2物探
        在该隧道工程地质勘察中，对于隧道工程纵轴线，采用大地电磁法进行测试，对于隧道工程两侧洞口段，则应用高密度电法进行测试，另外，为了对隧道工程周围岩土体的完整性进行检测，还需要应用钻孔孔内声波测井法。在本次勘察中，钻孔孔内声波测井法浅层地震1268m，孔内声波测试8孔，共456点。
        3．3钻探、测试及试验
        在对该隧道工程进行地质测绘和物探解译的基础上，还需要对隧道工程富水带、重要岩性段以及物探异常带进行钻探勘察技术，通过应用钻孔水位恢复试验技术、室内岩土试验技术、孔内声波检测技术，对隧道工程各个岩性地段的地质信息进行全面了解。该隧道工程钻孔数为12个，总进尺量达768.9m。在对水文地质条件进行勘察时，水位恢复观测6次抽、注水试验6孔。另外，在室内试验中，完成水样8组、土样2组、岩样12组。
        4隧道工程综合地质勘探成果
        在该隧道工程地质勘探中应用综合地质勘探法，详细查明隧道工程地质条件，具体如下：（1）围岩地层成果。通过对该隧道工程进行地质调绘、钻孔勘察以及室内试验，该隧道工程围岩构成主要是由残坡积层的粉质粘土、奥陶系下统桐梓－红花园组（O1t-h）强－中风化灰岩以及湄潭组（O1m）强－中风化粉砂质泥岩所组成的，局部夹砂岩、灰岩，隧道工程地质条件比较差。另外，隧道出口段存在岩体破碎问题，对此，在施工过程中可以适当降低围岩级别。除此以外，在该隧道工程桩号K4+800至出洞口位置，地质结构稳定性比较差，可采用短开挖、弱爆破及强支护处理措施。（2）地质构造成果。根据对该隧道工程地质调绘资料、物探成果及钻探结果进行分析，该隧道工程隧址区有3条次生断层、1处岩溶异常区域以及5组裂隙密集带，另外，通过对地质结构构造特征、岩芯情况进行详细分析，该隧道工程构造带、岩溶异常区域的围岩为Ⅳ级，裂隙密集带的围岩为Ⅴ级。（3）水文勘察结果。该隧道工程地下水主要是由基岩裂隙水、构造裂隙水以及岩溶水所组成的，其中，地表水主要为沟谷溪水，在桩号K3+400、K3+850、K4+400地表三处，雨季沟谷水量最大。除此以外，在隧道隧址区约K4+800右50m位置，有一处小型水库工程，该水库工程的标高大于隧道工程，对此，在隧道工程施工中，应该对这一位置加强超前地质预报，并结合实际情况采用加固处理方式，避免水流渗入至隧道工程施工中。（4）通过对该隧道工程施工方案进行分析，该隧道工程最大埋深为229m，隧道深部围岩主要是由灰岩及少部分砂岩所组成的，通过大地电磁勘探法所得勘探结果进行分析，这一隧道工程地段的低阻特征明显，有利于应力释放，很难发生岩爆，但由于是可溶岩地层，易形成岩溶空腔。（5）根据《公路隧道设计规范》（JTGD70－2004）进行围岩分级，通过对隧道岩体进行地质调绘、波速测试以及钻孔勘察，综合考虑地下水、地层节理、围岩应力等对于围岩结构的影响，将该隧道工程围岩结构分为Ⅲ－Ⅴ级，其中，Ⅲ级围岩、Ⅳ级围岩以及Ⅴ级围岩分别占19．3%、54．5%以及26．2%。
        5结语
        综上所述，隧道工程环境复杂，施工安全隐患较多。对此，在隧道工程施工中，需采用有效的地质勘察技术，详细掌握施工区域地质条件、水文条件等资料，然后据此制定施工方案，有效改良不良地质条件，促进隧道工程施工技术水平的提升，推进施工计划的顺利执行。
        参考文献：
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        ［2］张莹，崔建宏，陈兵，等．综合地质勘察方法在公路隧道地勘中的应用［J］．地质灾害与环境保护，2015，26（2）：90－94．
        ［3］谭远发．长大深埋隧道工程地质综合勘察技术应用研究［J］．铁道工程学报，2012，29（4）：24－31．
        ［4］汪辉．隧道地勘中的综合地质勘察方法［J］．黑龙江交通科技，2017，40（11）：140－141．