關(guān)于地質(zhì)勘探技術(shù)在隧道工程中應(yīng)用的分析與研究

■李欣濤

（唐山市規(guī)劃建筑設(shè)計研究院河北唐山063000）

關(guān)于地質(zhì)勘探技術(shù)在隧道工程中應(yīng)用的分析與研究

■李欣濤

（唐山市規(guī)劃建筑設(shè)計研究院河北唐山063000）

地質(zhì)勘探是隧道工程建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，在地質(zhì)勘探階段采用先進(jìn)的地質(zhì)勘探技術(shù)，有利于提高勘探結(jié)果的準(zhǔn)確性，對提高工程的質(zhì)量，保證施工過程的安全有著重要的作用。本文結(jié)合二環(huán)路下穿唐津高速的隧道工程對地質(zhì)及勘探技術(shù)進(jìn)行了簡明的論述，望同行借鑒。

地質(zhì)勘探 隧道工程 建議

近年來，我國公路建設(shè)無論在規(guī)模還是在速度方面都在不斷提升，但我國地質(zhì)構(gòu)造體系復(fù)雜多變，不可避免遇到各種復(fù)雜的地形地質(zhì)問題。工程地質(zhì)勘探為工程設(shè)計提供最可靠最基礎(chǔ)的第一手資料（如提供地下水的活動、地質(zhì)隧道圍巖的分級提供了原始的數(shù)據(jù)信息），更是公路竣工后的安全運(yùn)行的保障。

1 工程概況

二環(huán)路下穿唐津高速隧道工程，分南北兩幅，全長825m（北幅長410m，南幅長415m），隧道寬度16m，隧道高度7.8m。

2 勘察目的與任務(wù)

2.1 依據(jù)有關(guān)勘察規(guī)范，采用工程地質(zhì)調(diào)繪、鉆探、物探、原位測試及土工試驗等各種勘察手段，對擬建路線進(jìn)行工程地質(zhì)勘察，并提供必要的工程地質(zhì)資料和設(shè)計參數(shù)。

2.2 勘察任務(wù)

本次工程地質(zhì)勘察的主要任務(wù)是查明隧道路線的工程地質(zhì)條件及重要工程地質(zhì)問題，并作出詳細(xì)的評價。

（1）根據(jù)設(shè)計需要查明擬建隧道路線內(nèi)的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件。

（2）查明場地地基土的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，物理力學(xué)性能和構(gòu)造物場地工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，提供工程和基礎(chǔ)設(shè)計、施工必需的地質(zhì)參數(shù)。

（3）查明不良地質(zhì)、特殊巖土的類型，查明其分布范圍、性質(zhì)和對建設(shè)工程的影響程度，提出可行的防治方案、必需的地質(zhì)資料和參數(shù)。

3 地質(zhì)勘探技術(shù)在公路隧道工程建設(shè)中的應(yīng)用

公路隧道地質(zhì)勘探的過程可以分為資料搜集、路線選定以及地質(zhì)勘探三個部分。

3.1 資料搜集

進(jìn)行地質(zhì)勘探之前，首先要對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的狀況進(jìn)行詳細(xì)的了解，包括公路隧道施工地點(diǎn)的地質(zhì)狀況、氣候類型、水文條件、是否發(fā)生過地質(zhì)災(zāi)害等。資料搜集環(huán)節(jié)為后期隧道路線的選定工作積累充足的數(shù)據(jù)資料，對地質(zhì)勘探工作的順利展開有著重要的作用。

3.2 路線選定

資料搜集工作完成后，便需要根據(jù)前期搜集的數(shù)據(jù)，初步確定公路隧道的選址。在進(jìn)行公路隧道施工路線的選定時，要盡量避開地質(zhì)不穩(wěn)定、事故多發(fā)的地帶，以降低隧道在施工與使用過程中發(fā)生事故的可能性。同時也要考慮到隧道選址對施工難度和工程造價的影響，因此，要充分利用前期搜集的資料進(jìn)行詳細(xì)的討論與分析，盡可能選擇施工難度小，安全系數(shù)較大的地區(qū)，并保證所選路線的長度滿足工程造價控制的需要。

3.3 地質(zhì)勘探

初步確定隧道路線之后，對選定路線及其周圍的地區(qū)進(jìn)行系統(tǒng)的地質(zhì)勘探。公路隧道地質(zhì)勘探的主要方法包括鉆探、重力勘探、聲波探測、電法勘探、磁力勘探、電磁法勘探、地震勘探以及放射性勘探等。其中，公路隧道工程建設(shè)過程中常用的地質(zhì)勘探技術(shù)有鉆探、電法勘探、地震勘探與地質(zhì)雷達(dá)勘探。在對公路隧道預(yù)選地段進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘探時，要重點(diǎn)勘察當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造、土壤巖性、土質(zhì)特點(diǎn)、土層的含水量、周邊有無地下水分布、是否出現(xiàn)過大的地質(zhì)變化等，從而保證隧道施工的安全，并為施工方案的制定提供充足的依據(jù)，達(dá)到提高工程質(zhì)量、控制工程造價的目的。

在地質(zhì)勘探過程中，最常用的勘探方法便是鉆探法，鉆探法是利用鉆探機(jī)械對地層深處的土壤進(jìn)行采樣的方法，和其他地質(zhì)勘探技術(shù)相比，鉆探法的應(yīng)用的時間較長，技術(shù)成熟，并且可以得到土壤的樣本，從而準(zhǔn)確的分析出地層的特點(diǎn)。

本次鉆探采用了DPP-100工程鉆機(jī)5臺。

（1）鉆探全孔采芯，對粘性土及砂類土采取率不應(yīng)小于85%，碎石類土及全、強(qiáng)風(fēng)化基巖采取率不應(yīng)小于75%，弱風(fēng)化基巖采取率不小于85%。

（2）土層及砂層水位以上采用干鉆或沖擊鉆進(jìn)，重錘少擊法或靜壓取樣；水位以下采用泥漿護(hù)壁回旋鉆進(jìn)，靜壓取樣，且土體孔徑不小于110mm。

（3）碎石類土水上采用沖擊鉆進(jìn)，水下采用泥漿護(hù)壁回旋鉆進(jìn)，孔徑不小于91mm。

（4）基巖采用泥漿護(hù)壁回旋鉆進(jìn)，硬質(zhì)巖孔徑不小于108mm。軟質(zhì)巖孔徑不小于110mm。

基于本次工作目的和工作場地、環(huán)境的特殊性，結(jié)合測區(qū)內(nèi)的地質(zhì)—地球物理特征，本次地球物理勘探工作采用了綜合物探方法。依據(jù)勘察任務(wù)、技術(shù)要求及相關(guān)技術(shù)規(guī)程規(guī)范，經(jīng)過實地踏勘、試驗分析研究，結(jié)合工程實際情況和設(shè)計要求，對于隧道選擇瞬變電磁法、高密度電阻率法、瑞雷面波法，探測覆蓋層厚度、圍巖風(fēng)化程度、地質(zhì)構(gòu)造分布狀況，并根據(jù)地震縱波速度劃分圍巖類別。即有效解決了勘探區(qū)域場地條件限制，又提高了探測成果的可靠性，保障了勘探精度的要求。

4 結(jié)論

本次勘察采用了多種勘察手段，查明了路段內(nèi)工程地質(zhì)條件，構(gòu)造物地基的地層結(jié)構(gòu)、工程特性、持力層埋深和承載力等設(shè)計所必須的地質(zhì)參數(shù)；查明了不良地質(zhì)體和特殊土的分布范圍、不良性狀及其物理力學(xué)性質(zhì)。

5 建議

（1）在隧道洞口、洞身山坡較陡處，在修筑施工便道開挖不當(dāng)極易引發(fā)巖體滑塌、掉塊。應(yīng)選擇適宜的施工便道路線,并避免大的開挖。

（2）所發(fā)現(xiàn)的巖溶發(fā)育區(qū)為低阻異常，溶洞、溶隙中充填有粘土等物質(zhì)，需驗算溶洞頂板承載力能否滿足設(shè)計要求。如不能，應(yīng)采取灌漿等加固處理措施。

（3）勘察物探推測的采空區(qū)異常為高阻異常，據(jù)調(diào)查原高速公路曾在附近進(jìn)行過注漿處理，處理范圍不詳。本次物探對該高阻異常推測范圍，可結(jié)合原高速公路灌漿治理情況，采用“探治結(jié)合”方式進(jìn)行灌漿處理。

（4）勘察所發(fā)現(xiàn)的煤巖層建議采取灌漿等加固處理措施。

（5）隧道進(jìn)口洞口位于采石場，基巖為微風(fēng)化石灰?guī)r，巖石較堅硬，洞口較穩(wěn)定，但施工時會破壞洞口穩(wěn)定條件。隧道出口洞口為全風(fēng)化泥巖、砂巖，巖石軟弱、破碎，不易成洞，洞口較不穩(wěn)定。

（6）洞口處節(jié)理裂隙發(fā)育，邊坡開挖時巖體松動，穩(wěn)定性變差，易沿巖體順坡節(jié)理產(chǎn)生滑塌、掉塊，危及洞口安全，應(yīng)采取錨噴加固等防護(hù)措施。

（7）隧道東段洞頂主要為全風(fēng)化泥巖、砂巖。風(fēng)化強(qiáng)烈，巖體破碎，不易成洞，建議施工前采取灌漿等加固處理措施。

（8）隧道的棄土可作為填方路基用土。建議碾實處理以保征路基的穩(wěn)定性。

（9）本工程施工前應(yīng)進(jìn)行隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報工作。

P62[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-315-1