綜合性勘察技術(shù)在特長越嶺隧道工程的應(yīng)用研究

司濤

摘 要：特長越嶺隧道研究是重慶軌道交通六號線中梁山隧道，全長約4 316 m，隧道工程地質(zhì)條件復(fù)雜，隧址區(qū)山高路陡、工程地質(zhì)條件復(fù)雜，穿越觀音峽背斜，次級構(gòu)造有白廟子斷層（F3）以及在背斜軸部及附近相伴生或派生的小褶曲、小斷層和破碎帶等，存在石膏巖、煤層瓦斯、采空區(qū)、軟弱夾層等不良地質(zhì)和特殊性巖土，巖溶、采空區(qū)突泥、涌水嚴(yán)重，石膏巖腐蝕性、膨脹性強烈，嚴(yán)重影響工程施工和結(jié)構(gòu)安全。在施工過程中，采用工程地質(zhì)測繪與大區(qū)域范圍內(nèi)的水文地質(zhì)、工程鉆探、原位測試、多種地球物理勘探新技術(shù)與計算機數(shù)值模擬分析技術(shù)相結(jié)合的綜合勘探手段，為設(shè)計、施工提供了可靠的基礎(chǔ)資料，并為工程建設(shè)節(jié)約了投資，創(chuàng)造了良好的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：特長越嶺隧道；地質(zhì)勘探；綜合勘察技術(shù)；地質(zhì)條件

中圖分類號：U452.1 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.05.159

綜合性勘察技術(shù)主要是針對特長越嶺隧道因地制宜積極采用成熟工藝和新技術(shù)，如實反映了場地巖土工程條件，在整理地質(zhì)資料的過程中，提出了可行的合理化建議和地質(zhì)參數(shù)，保障了工程施工的前瞻性和可控性，為特長越嶺隧道的施工奠定了良好的基礎(chǔ)。

1 大范圍地質(zhì)測繪技術(shù)

地質(zhì)測繪工作是特長越嶺隧道工程的前提和基礎(chǔ)，地質(zhì)測繪工作的質(zhì)量直接關(guān)系著長埋隧道工程地質(zhì)勘察的質(zhì)量。地質(zhì)調(diào)查工作的調(diào)查方法是從宏觀到微觀，現(xiàn)象到本質(zhì)，定性到定量。在調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際地質(zhì)條件，結(jié)合相關(guān)地質(zhì)資料，將其作為理論指導(dǎo)，實現(xiàn)調(diào)繪地質(zhì)資料去偽存真、去粗取精的過程，同時，獲取深埋長的數(shù)據(jù)隧道地質(zhì)條件的整理和分析。

一般情況下，在深埋長隧洞工程地質(zhì)測繪過程中，結(jié)合區(qū)域和遙感數(shù)據(jù)的地質(zhì)條件進行了分析。地質(zhì)調(diào)查內(nèi)容包括以下幾點：分布、特征、區(qū)域分工的形成；地質(zhì)因素的影響，深埋長隧洞裂縫。地質(zhì)測繪主要采用垂直邊界交叉的方法，它可以沿路線使用，在特殊地質(zhì)條件下進行地質(zhì)調(diào)查。其中重點內(nèi)容如下：斷裂構(gòu)造、密集型、地表水和地下水等的關(guān)系。調(diào)繪路線以長大深埋隧道中心500 m處為重點調(diào)繪點，500～1 000 m范圍內(nèi)為輔助調(diào)繪點。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，提高隧道中心位置和輔助位置的測繪工作，能有效保護深埋隧道地質(zhì)勘探，發(fā)展真正的客觀數(shù)據(jù)，保證其可靠性和實用性。

在測繪過程中，中心500 m處為重點調(diào)繪點，500～1 000 m范圍內(nèi)為輔助調(diào)繪點。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，提高隧道中心位置和輔助位置的測繪工作，能有效保護深埋隧道地質(zhì)勘探，發(fā)展真正的客觀數(shù)據(jù)，提高其可靠性和實用性。

2 工程地質(zhì)勘探

根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪、綜合物探勘探結(jié)果和設(shè)計意圖，對特長越嶺隧道進行有針對性的工程地質(zhì)鉆探。這樣做，一方面，可以準(zhǔn)確提供設(shè)計所需的各項巖土物理力學(xué)指標(biāo)；另一方面，也可以驗證物探和工程地質(zhì)調(diào)繪結(jié)果。

工程地質(zhì)鉆探是最原始也是最直接的勘察方法， 其最大的優(yōu)點是能夠直接鉆取巖芯，取得定性的地質(zhì)資料，直觀地反映巖土體的顏色、塑性狀態(tài)和風(fēng)化程度等基本特性，準(zhǔn)確劃分各種地層巖性、厚度、完整性和破碎程度，明確斷層的位置、寬度、破碎程度和膠結(jié)程度，斷層帶的組成和性質(zhì)，含水層深度、厚度、初見水位和穩(wěn)定水位，巖溶發(fā)育程度等，也可以通過各種巖土試驗獲取巖土體的物理力學(xué)指標(biāo)。

工程地質(zhì)勘探是以遙感影像為基礎(chǔ)，全面、客觀地反映地質(zhì)條件，是一個綜合性的資源形成、巖石、地貌、植被和土壤、水質(zhì)、工程質(zhì)量、人文和文化信息庫。同時，一種新的遙感圖像數(shù)據(jù)具有較強的連續(xù)性，因此，遙感圖像數(shù)據(jù)提供了更為現(xiàn)實，具有較高可用性和價值的地質(zhì)條件實際數(shù)據(jù)，從而反映遙感圖像中的信息。此外，遙感圖像獲取廣泛的地形數(shù)據(jù)、距離，可以窺視不同的地質(zhì)環(huán)境，使用“鳥瞰”描繪整個地形特征，發(fā)現(xiàn)不同的地形之間的關(guān)系。

遙感技術(shù)在長隧道工程中發(fā)揮著舉足輕重的作用，它在地質(zhì)制圖中也有著積極的指導(dǎo)作用。在深而長的隧道工程施工過程中，采用三維立體遙感技術(shù)勘察地質(zhì)條件，使傳統(tǒng)的地質(zhì)條件紙上作業(yè)向計算機網(wǎng)絡(luò)作業(yè)轉(zhuǎn)化、二維平面向三維立體轉(zhuǎn)化、低精準(zhǔn)度向高精準(zhǔn)度轉(zhuǎn)化。三維遙感技術(shù)是用于勘察實際的現(xiàn)場地質(zhì)條件，它不僅是地質(zhì)調(diào)查工具，還是遙感人員工作和交流的平臺。一種新型的三維遙感技術(shù)，能夠有效避免野外測量工作的局限性和盲目性，減少施工任務(wù)，有效保護地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和質(zhì)量。

3 綜合物探技術(shù)

在工作過程中，采用包含視電阻率、自然伽瑪、聲波波速、電阻率擴散和井溫等方法的綜合測井技術(shù)，結(jié)合鉆探，細(xì)化了隧址區(qū)域的地層劃分，確定了含水層的位置、厚度和井溫等。

4 大地電磁法測試儀EH4技術(shù)

結(jié)合高密度電法測試大地電磁，確定了觀音峽背斜核部位置，查明了巖溶發(fā)育溶蝕區(qū)的規(guī)模、充填物性質(zhì)、地下水富集區(qū)及其與地表水力的聯(lián)系強度、煤系地層采空塌陷區(qū)、斷層及其破碎影響帶。

5 隧址區(qū)三維地質(zhì)模型

研制隧址區(qū)三維地質(zhì)模型，為設(shè)計提供了更加直觀的可視化基礎(chǔ)資料，并通過施工揭露的實際情況進行動態(tài)更新，為動態(tài)化、信息法隧道設(shè)計、施工提供了有力支撐。

6 隧址區(qū)水文地質(zhì)三維模型

通過研制隧址區(qū)水文地質(zhì)三維模型，直觀再現(xiàn)場地的水文地質(zhì)條件和規(guī)律的空間特征。在此基礎(chǔ)上，通過地下水徑流模數(shù)法、大氣降水入滲法和水文地質(zhì)比擬法進行隧道涌水量預(yù)測，并結(jié)合三維滲流分析，對隧道涌水量做出了準(zhǔn)確的預(yù)測。

7 實測地質(zhì)斷面

中梁山隧道地質(zhì)條件復(fù)雜，為了準(zhǔn)確反映隧道段巖溶槽谷地段地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象和地層分布規(guī)律，在里程YDK49+900南側(cè)250～300 m范圍內(nèi)進行了地質(zhì)斷面的實測工作，為準(zhǔn)確預(yù)判具有腐蝕性的石膏巖在隧道內(nèi)的分布提供了可靠支撐。

8 結(jié)論

特長越嶺隧道工程是由多個階段、程序和多專業(yè)調(diào)查系統(tǒng)組成的，因此，對工程地質(zhì)勘察資料的要求也越來越高。在地質(zhì)勘察過程中，針對擬建場地的實際情況，應(yīng)適當(dāng)采用綜合性勘察技術(shù)，系統(tǒng)綜合分析和判斷對地質(zhì)條件調(diào)查的結(jié)果和數(shù)據(jù)，為特長越嶺隧道建設(shè)項目完善、創(chuàng)新勘察工作技術(shù)手段奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕