遙感技術(shù)在寧夏公路工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

張 軍，倪正新

（1.陜西區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)研究院 咸陽712000；2.寧夏交通廳 銀川75000）

遙感技術(shù)在寧夏公路工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

張 軍1，倪正新2

（1.陜西區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)研究院 咸陽712000；2.寧夏交通廳 銀川75000）

通過寧夏地區(qū)工程實例，總結(jié)了遙感技術(shù)在公路工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用效果，以促進(jìn)和推廣遙感技術(shù)在公路工程地質(zhì)勘察領(lǐng)域的應(yīng)用

遙感；公路；工程地質(zhì)；應(yīng)用

1 遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍及工作程序

1.1 應(yīng)用范圍

遙感技術(shù)在公路工程勘察的各個階段均可應(yīng)用，尤其在可行性研究和初步勘察階段應(yīng)用遙感效果最為顯著。特別在方案復(fù)雜，需進(jìn)行大面積選線的國道、國道主干線及交通不便，地形、地質(zhì)、水文地質(zhì)條件復(fù)雜的山區(qū)公路項目與控制工程方案的特大橋橋址、長大隧道工程的可行性研究與初步勘察階段的工程地質(zhì)勘察中，可優(yōu)先選用遙感技術(shù)。

1.2 工作程序

應(yīng)用遙感信息分析-地質(zhì)解譯-野外地質(zhì)調(diào)查驗證相結(jié)合，以遙感信息為依據(jù)，以計算機(jī)信息提取為手段，以調(diào)查驗證和綜合分析為重點，開展遙感地質(zhì)工作，是遙感地質(zhì)工作的基本技術(shù)方法，其技術(shù)工作關(guān)鍵步驟為：遙感數(shù)字圖像的計算機(jī)信息增強(qiáng)與影像圖編制→區(qū)域地質(zhì)資料綜合分析→不良地質(zhì)現(xiàn)象信息提取與區(qū)分→建立綜合性遙感地質(zhì)解譯標(biāo)志→多源（地質(zhì)、物探、水文、地震等）地學(xué)信息與遙感地質(zhì)對應(yīng)解譯→野外地質(zhì)調(diào)查驗證（遙感圖像-地形圖與GPS相結(jié)合）→綜合解譯編制圖件→遙感技術(shù)工作報告。

2 遙感技術(shù)在寧夏公路工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

2.1 遙感技術(shù)應(yīng)用概況

寧夏自2000年首次在中寧～營盤水高速公路項目勘察中應(yīng)用遙感技術(shù)以來，從根本上改變了傳統(tǒng)的公路勘測方法，目前已在多個公路項目的前期工作與勘察中推廣應(yīng)用了遙感技術(shù)，通過遙感技術(shù)在公路項目中的應(yīng)用，對在公路走廊帶的選擇、路線方案的優(yōu)化、重大工程方案（特大橋橋址、長大隧道）的確定、不良地質(zhì)現(xiàn)象的預(yù)測及工程地質(zhì)分析評價深度等方面取得了較為明顯的技術(shù)效果，其應(yīng)用概況，如表1所示。

2.2 遙感技術(shù)在公路工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用內(nèi)容

判釋和研究勘察區(qū)自然條件；判釋和研究勘察區(qū)地層、巖性；判釋和研究勘察區(qū)地質(zhì)構(gòu)造；判釋和研究勘察區(qū)不良地質(zhì)與特殊巖土；判釋和研究勘察區(qū)水文地質(zhì)條件。

2.3 遙感技術(shù)在公路工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用成果

2.3.1 在公路工程選線中的應(yīng)用

銀川至巴彥浩特公路選線的關(guān)鍵區(qū)段為穿越賀蘭山山脈段，為查明對公路建設(shè)方案有決定性影響的主要原因，搞好該段方案的論證比選，全面查明區(qū)域工程地質(zhì)與不良地質(zhì)條件，在可行性研究階段應(yīng)用遙感技術(shù)對約2000km2范圍內(nèi)的三條路線走廊帶的工程地質(zhì)條件進(jìn)行了全面判釋與實點選點驗證。遙感信息源采用1999年成像的美國陸地衛(wèi)星TM數(shù)字圖像，經(jīng)假彩色合成放大為1:1萬～1:15萬的圖像，進(jìn)行地質(zhì)判釋調(diào)繪。根據(jù)遙感地質(zhì)判釋結(jié)果，認(rèn)為三個方案的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境基本一致，對方案起決定性的因素主要為地形、地貌及擬設(shè)隧道段的圍巖性質(zhì)。其中I、II方案路線通過段峽谷地貌典型，谷窄深，峰高陡，受構(gòu)造影響嚴(yán)重，溝谷內(nèi)跌水和瀑布分布多處，且有多處峽谷寬度不足3 m，溝谷兩側(cè)基巖崩塌體和潛在的崩滑帶發(fā)育，公路布線條件極為困難，擬設(shè)隧道段巖體類型組合復(fù)雜，軟硬不均，風(fēng)化強(qiáng)烈，穩(wěn)定性相對較差，而III方案所通過的蘇峪溝為相對寬緩的河谷地貌，展線條件相對較好，擬設(shè)隧道段的巖體類型為較為完整的石灰?guī)r，圍巖穩(wěn)定性及進(jìn)出口穩(wěn)定性良好。經(jīng)比選，提出III方案工程地質(zhì)條件較好，I方案次之，II方案最差，并提出III作為推薦方案。

2.3.2 重大橋隧工程勘察中的應(yīng)用

（1）國道309線黃峁山隧道方案選擇。黃峁山隧道位于寧夏南部固原地區(qū)六盤山區(qū)，該隧道為309線寧夏境馬成河至固原段的重要控制工程，隧道處為基巖中低山地貌，在初步設(shè)計階段提出了2個隧道方案穿越黃峁山，第1方案進(jìn)口位于杏兒溝南坡支溝左岸，出口位于喇家溝溝腦，進(jìn)、出口全為黃土覆蓋，隧道全長2.5 km，第2方案進(jìn)口位于杏兒溝北坡岔溝斜坡，出口位于喇家溝上游右岸，進(jìn)出口均基巖出露，隧道全長2.2km。在初勘階段應(yīng)用遙感技術(shù)對2個隧道方案進(jìn)行工程地質(zhì)條件的全面判釋與實地選點調(diào)繪驗證，遙感信息源采用美國陸地衛(wèi)星Landsat—7ETM數(shù)字圖像及1:9000最新航空照片，通過遙感信息分析—地質(zhì)解譯—調(diào)查驗證，查明第1方案隧道進(jìn)口座落在一規(guī)模較大的黃土滑坡之上，且隧道引線段在1km范圍內(nèi)通過由4個較大規(guī)?；陆M成的黃土滑坡群，其引線段路基及隧道進(jìn)口穩(wěn)定性極差，第二方案雖進(jìn)、出口條件較好，但隧道洞身在分水嶺以西穿越的九坪灣溝為一斷層破碎帶，隧道在此處埋深僅40余m，二溝谷兩側(cè)居住著數(shù)戶村民，對居民安全威脅極大，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)遙感圖像判釋結(jié)果，在第1方案與第2方案之間設(shè)第3方案，經(jīng)進(jìn)行調(diào)查驗證，并布設(shè)物探與鉆探工作，認(rèn)為應(yīng)用遙感技術(shù)選擇的第3方案工程地質(zhì)條件最好，隧道長度1.7 km，比第1方案短800 m，比第2方案短500 km，據(jù)此提出將第3方案作為推薦方案進(jìn)行初步設(shè)計工作。

（2）中寧-營盤水公路沙坡頭黃河大橋方案選擇

沙坡頭黃河大橋位于寧夏中衛(wèi)縣以西沙坡頭風(fēng)景區(qū)，為中寧-營盤水高速公路的重要控制工程，在初步勘察階段利用遙感圖像判釋分析，對所提出的上、下游2個橋位方案進(jìn)行工程方案比選。遙感信息源選用美國衛(wèi)星TM數(shù)字圖像及近期1:1萬航空像片，通過判釋解譯，結(jié)合調(diào)查驗證，認(rèn)為兩橋位地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境基本一致，上游方案路線走向與河流方向基本正交，水面寬度240 m，河谷兩側(cè)階地發(fā)育，兩岸邊坡穩(wěn)定，橋位東引線段通過沙丘長度300 m，且基本為固定沙丘，黃河西案沙丘平緩，厚度小于5m。下游橋位與河流方向斜交，水面寬度大于300 m東岸邊坡陡立，巖體風(fēng)化強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙發(fā)育，易崩滑，穩(wěn)定性較差，且其引線段通過的2km活動沙丘，為沙坡頭南岸風(fēng)積沙堆積中心，路基穩(wěn)定性差，黃河西岸橋頭引線風(fēng)積沙厚度一般大于5 m，且具有較強(qiáng)的活動性。經(jīng)綜合分析比選，上游橋位工程地質(zhì)條件總體優(yōu)于下游橋位，將上游橋位方案列為推薦方案。

表1 寧夏公路項目遙感技術(shù)應(yīng)用概況

3 結(jié)束語

遙感技術(shù)應(yīng)用于公路工程地質(zhì)勘察領(lǐng)域，為公路工程勘察設(shè)計提供了全新高效的方法和豐富準(zhǔn)確的信息源，充分體現(xiàn)了遙感技術(shù)速度快、質(zhì)量高、效益顯著的優(yōu)勢，遙感技術(shù)已成為當(dāng)前公路工程地質(zhì)勘察中不可缺少的手段之一，推廣和應(yīng)用遙感技術(shù)，將使公路工程地質(zhì)勘察技術(shù)水平及質(zhì)量邁上一個新臺階，但遙感技術(shù)并不是萬能的，也有其局限性，不可能完全代替地面的地質(zhì)調(diào)查工作，在資料判釋的基礎(chǔ)上仍需作有目的實地驗證，或與其地地面勘探工作配合從而獲取正確的判釋結(jié)果，達(dá)到提高公路勘察設(shè)計質(zhì)量，促進(jìn)優(yōu)化設(shè)計的目的。

Application of Remote Sensing in Highway Engineering Geological Investigation in Ningxia

ZHANG Jun1,NI Zheng-xin2
(1.Shaanxi Regional Institute of Geology and Mineral Resources,Xianyang Shaanxi712000;2.Transport Department of Ningxia Hui Autonomous Region,Yingchuan Ningxia750000)

On the study of engineering projects of Ningxia,the application of remote sensing in highway engineering geological investigation was summarized to promote and popularize the technology.

remote sensing;highway;engineering geology;application

U41

A

1672-5050（2012）09-0078-03

2012-07-09

張軍（1981—），男，山西陽城人，大學(xué)本科，工程師，從事煤礦生產(chǎn)技術(shù)管理工作。

劉新光