隧道地勘中的綜合地質勘察方法

汪 輝

(貴州省銅仁公路勘察設計院，貴州 銅仁 554300)

隧道地勘中的綜合地質勘察方法

汪 輝

(貴州省銅仁公路勘察設計院，貴州 銅仁 554300)

在公路隧道地勘中，綜合地質勘察方法是最常用也較為有效的一種方法。在對該方法進行應用的過程中，需要從區(qū)域性地質勘察現(xiàn)狀入手，結合地質勘察指標和應用要求進行落實，提升勘察效果。

公路隧道；地質；勘察；方式

1 地質概況

以貴州省茅臺高速公路ZK25+825～K27+905和YK25+185～K27+905段為例，隧道位置為高原區(qū)域，海拔在900 m以上，地表起伏強烈，海拔比較高，山體高大險峻，溝壑縱橫。考慮到地質情況的特殊性，在勘察設計過程中必須引起重視。根據(jù)區(qū)域勘察設計要求，山體走向為北東～南西，坡度在30～40°之間，局部達到60～70°之間，山體南側為陡崖、中間為山嶺，根據(jù)山體的走向要求，在勘察設計過程中必須穿過山體，并綜合考慮各個方面因素進行科學、合理設計。

該區(qū)域巖體比較復雜，以粘性土為主，包括白石巖、角礫巖、泥巖等，地層和巖性表現(xiàn)復雜。地質構造也比較特殊，呈現(xiàn)出變形現(xiàn)象，地層拉折現(xiàn)象明顯，甚至出現(xiàn)斷裂情況。隧道進口有斷層通過，傾向東南，受到區(qū)域構造以及巖石發(fā)育形式的具體影響，巖體完整性比較差，需要根據(jù)具體情況進行分析。

水文地質對地質勘察也有重要影響，隧道區(qū)域靠近黔北高原烏江與赤水河分水嶺地區(qū)區(qū)域，地下水類型為碳酸鹽溶水，巖層裂隙水和第四系松散層，比較特殊，沿著走向分為不同的層面，呈現(xiàn)出帶狀高位產(chǎn)出。巖溶水以管道水為主，層間巖石以網(wǎng)狀格局的形式出現(xiàn)，補給范圍比較廣?；鶎訋r石和第四系松散層以部分的形式存在，包括孔隙、延伸和補給等。隧道區(qū)域地下水位于山嶺兩側。

2 公路隧道地勘的綜合地質勘察方式

2.1 前期準備

為了了解隧道區(qū)域工程具體情況，包括水文地質和不良地質等，在后續(xù)應用階段為設計和施工提供詳細的工程地質資料，使其能夠結合要求確定方案。在勘察設計過程中，以遙感判定為基礎，采用工程地質測繪、地質鉆探以及高密度電法進行勘察，整體應用優(yōu)勢明顯，能夠滿足隧道施工的具體設計要求。

2.2 工程地質測繪

本次研究中以貴州省地質勘察為基礎，該區(qū)域為高原區(qū)域，溝壑縱橫，地層變化多樣，巖性多變，呈現(xiàn)出斷裂發(fā)育，不良地質影響比較大。因此在勘察設計過程中需要應用路線穿越法和追索法，按照比例要求進行控制。和原有單一方式相比，該地質測繪模式應用優(yōu)勢明顯，從整個地質單元可知，能突破原有測繪模式的限制，保證測繪內容更加完善和全面。通過有效的測繪可知，隧道區(qū)域地層從原有二層系上統(tǒng)龍?zhí)督M-武系中上統(tǒng)婁山關群都有出露，斷裂于隧道進口段，不良地質巖堆、軟土、危巖、地下水和瓦斯等均有分布。以大范圍測繪為例，如果沿著地層走向進行，則在3.5km的桑樹灣處被另外一條斷層阻斷，形成巖溶區(qū)域。管道對隧道的影響比較大，一方面能使隧道施工產(chǎn)生突水，同時也會出現(xiàn)不同程度斷流的現(xiàn)象，影響周圍居民的日常用水。

2.3 地質鉆探

隧道區(qū)域地層比較多，巖石比較特殊，在勘察設計過程中需要統(tǒng)一進行布置，按照鉆探體系要求，平均每250 m有一個鉆孔，基本上每個地層都有1～2個鉆孔控制，根據(jù)現(xiàn)有鉆探機制以及應用要求，需要做好鉆進工作，避免出現(xiàn)反復循環(huán)鉆進，增加鉆進難度。鉆孔深度除了個別要求外，需要深入隧道進行高度設計和優(yōu)化，以2～3 m適宜。鉆進階段對速率有嚴格的要求，需要強風化層、對破碎巖層進行有效應用，覆蓋層不能小于50%，完整巖石鉆進不能小于80%，針對覆蓋層間控制要求，鉆進階段要詳細測定地下水位，做好記錄工作，掌握巖層分布、鉆進速度、地下水位等。

2.4 高密度電法物探

以隧道區(qū)域工程地質測繪形式要求，在管道通過以及設定過程中，如果受到不良因素的影響，則可能對隧道產(chǎn)生不利影響。巖溶區(qū)域管道深度比較大，鉆探難度大。為了了解管道的位置，可以應用物探新技術，根據(jù)施工要求進行落實和應用。本次研究中選擇先進的技術設備，儀器為具有中國先進水平的重慶奔騰數(shù)控技術研究所生產(chǎn)的WGMD-1型高密度測量系統(tǒng)，α排列方式進行高密度數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理以國際先進水平的surfer軟件和RES2DINV軟件為例，能對圖像進行判斷，此外結合高密度電法成果，可以準確的對區(qū)域概況進行了解。

2.5 進行巖石勘探

隧道區(qū)域巖層比較復雜，發(fā)育比較特殊，地表風化現(xiàn)象比較強烈，鉆探過程中對巖石本身能產(chǎn)生影響，巖芯為砂狀或者碎狀，地質人員要根據(jù)風化程度對因素進行對比，以人為因素為主，需要客觀的評價巖體的基本質量，對隧道圍巖類型進行判斷。此外在勘察設計過程中應用地震勘察設計形式，對巖體基本質量進行判斷，劃分隧道巖石的類別，在勘察設計過程中合理應用地質勘察技術、鉆孔技術和測試技術等。

2.6 水壓試驗

隧道區(qū)域存在不同類型的山嶺，水文地質單元比較復雜，存在多個隔水層，考慮到含水單元以及透水性差異要求，必須在第一時間對巖石透水性和裂隙性進行評價，預測隧道的涌水量，鉆孔結束后進行水壓試驗。抽水和壓水試驗應用自制的高揚程空氣壓縮機，根據(jù)實驗設定要求對不同水位進行實驗檢查?？諝鈮嚎s實驗檢測對巖層沒有嚴格的要求，通常是用在地下水位較深或暫時無地下水的巖層中，同時部分鉆孔還進行了抽、壓水結合試驗，可以將兩種方法對比分析。

2.7 瓦斯實驗

在測控階段采用的是專門ZK11孔，儀器以采煤管為主，便攜式瓦斯應用優(yōu)勢突出。在后續(xù)實踐階段需要提前對鉆孔模式進行分析，下煤管及時進行灌注，在5 min內開始解吸，得出現(xiàn)場瓦斯解吸量，利用圖解法對瓦斯損失量進行測定。此外根據(jù)隧道圍巖組件設定要求，對物理學指標、勘察密度等進行測定，掌握彈性模量、泊松比、縱坡波速，進而提高勘察結果的精確性。

3 結束語

針對公路地質勘察設計的具體要求，在后續(xù)應用過程中必須進行科學合理的安排和設計，并以區(qū)域性地質測定形式為基礎，按照應用要求進行勘察和設計

[1] 張瑩,崔建宏,陳兵,張明紅.綜合地質勘察方法在公路隧道地勘中的應用[J].地質災害與環(huán)境保護,2015,2(12):90-94.

[2] 楊勇.綜合物探方法在福建高速公路隧道勘察中的應用[J].福建地質,2010,2(13):128-134.

[3] 郭小紅.公路水下隧道地質勘察技術分析[J].隧道建設,2016,10(3):1190-1195.

U456

C

1008-3383(2017)11-0140-02

2017-03-14

汪輝(1990-)，男，初級，研究方向：地質工程。