復(fù)雜地質(zhì)條件下公路隧道工程地質(zhì)勘探技術(shù)分析

肖建波

（湖南恒基隧道工程有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000）

交通運(yùn)輸對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展是非常重要的，因此我國(guó)一直重視公路的建設(shè)。公路的隧道工程建設(shè)是公路建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)。但是由于隧道工程的復(fù)雜，在公路隧道工程中對(duì)于工程項(xiàng)目上所在的山體進(jìn)行地質(zhì)勘探，這是保證公路隧道工程順利開(kāi)展的必要條件。本文將通過(guò)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下公路隧道工程的地質(zhì)勘探技術(shù)進(jìn)行分析，從而為我國(guó)的公路隧道工程順利開(kāi)展提供技術(shù)保證。

1 什么是地質(zhì)勘探

地質(zhì)勘探是指通過(guò)運(yùn)用一定的手段和方法對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘察和探測(cè)，從而確定該處地質(zhì)的持力層的地基承載力的一種技術(shù)研究活動(dòng)。它對(duì)于一些公路和隧道的修建有著重要的意義。隧道主要是利用一定的自然條件在天然的底層中進(jìn)行修建，因此對(duì)于地質(zhì)的要求是很高的。在修建前進(jìn)行地質(zhì)的勘探是非常有必要的。公路隧道工程地質(zhì)勘探的主要內(nèi)容是對(duì)公路所處地區(qū)、公路沿線范圍內(nèi)的工程地質(zhì)條件進(jìn)行查明，看該區(qū)域的巖土參數(shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)值；查明該區(qū)域是否存在不良地質(zhì)現(xiàn)象、是否有特殊性巖土，并對(duì)出現(xiàn)現(xiàn)象提出合理的建議和處理方式。通過(guò)勘探結(jié)果的分析，對(duì)公路隧道項(xiàng)目建設(shè)的施工圖紙的設(shè)計(jì)提供了有利的證據(jù)，可以有效的避開(kāi)不良地質(zhì)，保證公路建設(shè)的安全性。地質(zhì)勘探技術(shù)的使用是人類(lèi)充分利用有利地形，避開(kāi)或改造不利的自然條件，從而使得公路隧道工程項(xiàng)目的建設(shè)更加順利。因此，在公路工程項(xiàng)目開(kāi)展前進(jìn)行地質(zhì)勘探是非常有必要的。

2 地質(zhì)勘探的重要性

2.1 為工程提供專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)參考

公路工程施工屬于大型的施工項(xiàng)目，在施工前必須設(shè)計(jì)好圖紙。而圖紙的設(shè)計(jì)又必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際地形，這些數(shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的測(cè)量。尤其是在復(fù)雜地質(zhì)條件下，如果不進(jìn)行測(cè)量就會(huì)對(duì)圖紙的設(shè)計(jì)造成一定的誤差，從而影響工程項(xiàng)目的施工。因此，對(duì)公路隧道工程所在的山體進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘探，對(duì)山體的地質(zhì)情況、水文狀況都有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考，這就使得工程在設(shè)計(jì)公路路線和工程施工方案時(shí)能夠有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)做參考。

2.2 減少安全事故的發(fā)生

地質(zhì)勘探能夠及時(shí)避免不良地質(zhì)對(duì)工程的影響。例如，如果在地質(zhì)勘探中發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的土質(zhì)呈現(xiàn)出巖溶地貌或者土質(zhì)膨脹，就可以有效的采取預(yù)防措施，或者避開(kāi)此段路修建，保證公路工程的修建質(zhì)量，減少公路安全事故的發(fā)生。

3 公路隧道工程地質(zhì)勘探的階段

3.1 項(xiàng)目可行性研究和分析階段的勘探

在項(xiàng)目可行性研究和分析階段勘探的主要意義是為了對(duì)所要修建工程的地區(qū)在地質(zhì)上和條件上是否滿足工程建設(shè)的需要，數(shù)據(jù)是否符合工標(biāo)準(zhǔn)的施工要求。通過(guò)這些勘測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)于接下來(lái)的工程在路線上和方案上進(jìn)行確定，隧道的位置和修建方案的確定提供數(shù)據(jù)支持。項(xiàng)目的可行性研究報(bào)告的編寫(xiě)也需要參照勘探數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行。因此，在該階段的主要勘探技術(shù)運(yùn)用的是踏勘，也就是說(shuō)根據(jù)初步預(yù)定的方案，對(duì)方案中所規(guī)劃的不同路線所途徑的地方進(jìn)行考察和調(diào)研，對(duì)可能存在危險(xiǎn)的地方進(jìn)行二次考察，從而對(duì)該區(qū)域的整體地質(zhì)情況有一個(gè)基本的了解。

3.2 初步勘探階段

在公路隧道項(xiàng)目的初步勘探階段，主要的勘探技術(shù)是物探，也就是利用一定的工具進(jìn)行勘探。物探的主要區(qū)域是項(xiàng)目測(cè)繪的范圍之內(nèi)，如果在勘探的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)特殊情況時(shí)，可以擴(kuò)大測(cè)繪的范圍，進(jìn)行追蹤勘探。在公路隧道勘探中，物探的方法有很多。不同的地質(zhì)環(huán)境中所運(yùn)用的物探方法也不同。分離式隧道進(jìn)行勘探的時(shí)候，要將隧道軸線縱向向外布置兩到三條，洞口處則橫向布置2條，具體的間隔距離和長(zhǎng)度則可根據(jù)隧道的整體長(zhǎng)度以及實(shí)際的地質(zhì)條件進(jìn)行選擇。整體式的隧道則需在此基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)膶⒖碧降拈L(zhǎng)度和寬度都增加。

3.3 詳細(xì)勘探階段

詳細(xì)勘探階段顧名思義就是在初步勘探的基礎(chǔ)上進(jìn)行的二次勘探。就主要是進(jìn)一步深入的探測(cè)在初步勘測(cè)階段沒(méi)有勘探到的問(wèn)題，是對(duì)初步勘探的補(bǔ)充。這一階段的主要運(yùn)用的勘探技術(shù)也是物探。例如，在對(duì)山區(qū)的巖層進(jìn)行探測(cè)的時(shí)候，運(yùn)用的主要是地震勘探。距離相隔大約在10~20m左右，一旦在勘探的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有異常數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，就要引起高度的重視，需要將與此相關(guān)的附近區(qū)域作為重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行勘查。則需要在該重點(diǎn)區(qū)域?qū)y(cè)試密度增加，多增設(shè)幾個(gè)測(cè)試點(diǎn)。在隧道洞口的探測(cè)所需要的測(cè)試距離要比隧道軸線的短，每間隔5m就要設(shè)置一個(gè)測(cè)試點(diǎn)。如果洞口是溶洞或者其他復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造，則需要適當(dāng)?shù)脑黾訙y(cè)試點(diǎn)或者測(cè)試線，以保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。一般的勘探工作都要分兩條隧道進(jìn)行單獨(dú)的勘探，除非該條公路的地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、巖性也很單一、公路成上下行，沒(méi)有環(huán)繞。具體的操作方法如下：

如果是針對(duì)巖體的測(cè)量，可以先采用聲波法對(duì)巖體進(jìn)行勘查和測(cè)定，通過(guò)測(cè)定顯示的數(shù)據(jù)，再根據(jù)特定的比例和公式有效地計(jì)算出巖體的彈性特征值，從而查看巖體是否保存完整，是否存在破碎。只有完整的巖體構(gòu)造，才適合隧道的施工，否則就會(huì)存在一定的安全隱患，甚至產(chǎn)生一定的施工故障和事故。如果發(fā)現(xiàn)溶洞或者其他的地質(zhì)構(gòu)造，可以用其他不同的方法進(jìn)行多次測(cè)量，從而保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

如果公路隧道需要經(jīng)過(guò)河流或者其他水體時(shí)，則需要根據(jù)該水域的水深情況、水底的地形和其他水性特征等具體情況選擇合適的物探方法。物探的方法可以是僅僅使用一種，也可以多種同時(shí)綜合使用，勘探的主線應(yīng)該不少于兩條，橫測(cè)線的布置也要根據(jù)水流的方向來(lái)進(jìn)行具體的布置。由于水下地質(zhì)的不確定性，以及受到天氣等因素的影響，測(cè)量時(shí)間應(yīng)該不少于3d，才能使得測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，為公路隧道工程項(xiàng)目的建設(shè)提供可靠的數(shù)據(jù)。

4 公路隧道工程地質(zhì)勘探案例分析

4.1 測(cè)量準(zhǔn)備

表1

4.2 該工程的工程地質(zhì)條件

該隧道所在的地區(qū)貫穿山體，場(chǎng)區(qū)總體地質(zhì)構(gòu)造不強(qiáng)烈，以北東向構(gòu)造為主，局部地區(qū)構(gòu)造較為復(fù)雜。

4.3 水文地質(zhì)條件

該區(qū)屬于長(zhǎng)江流域洞庭湖水系清水江支流，氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候。隧道修筑在半山腰，因此沒(méi)有受影響的地表水域地下水。

4.4 地震及區(qū)域穩(wěn)定性

參考地震安全標(biāo)注數(shù)值對(duì)本區(qū)域進(jìn)行測(cè)定之后，發(fā)現(xiàn)該場(chǎng)區(qū)無(wú)新構(gòu)造運(yùn)用跡象，整體穩(wěn)定。并且在隧道修建的時(shí)候采取了一定的防震措施，提高了安全系數(shù)。

4.5 對(duì)該地區(qū)進(jìn)行的聲波測(cè)試

聲波測(cè)試對(duì)于隧道修建工程是非常重要的，能夠有效的確定該區(qū)域在巖層和巖體上是否完整，從而避免在隧道修建的工程中發(fā)生安全事故，或者是在隧道修建完工、投入使用后存在一定的安全隱患。因此本次勘察主要對(duì)該隧道的3個(gè)鉆孔測(cè)試了聲波，結(jié)果表明該區(qū)巖體較破碎至完整。

通過(guò)對(duì)該隧道工程進(jìn)行一系列的技術(shù)勘察，我們發(fā)現(xiàn)該隧道所在區(qū)域在巖體、結(jié)構(gòu)以及其他地質(zhì)條件下都是符合標(biāo)準(zhǔn)的，能夠有效的保障該隧道工程的順利開(kāi)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上，公路隧道工程項(xiàng)目是一項(xiàng)復(fù)雜而龐大工程，因此需要在動(dòng)工前做好科學(xué)的地質(zhì)勘探工作。尤其是在復(fù)雜地質(zhì)條件下，隧道工程的施工變得更加復(fù)雜，受地質(zhì)條件的影響更大。地質(zhì)勘探工作能夠?yàn)楣こ添?xiàng)目在方案設(shè)計(jì)、路線選擇和施工技術(shù)上有著更可靠的數(shù)據(jù)支持，從而促進(jìn)項(xiàng)目工程的施工能夠符合標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)我們應(yīng)該不斷提高和運(yùn)用先進(jìn)的地質(zhì)勘探技術(shù)科學(xué)、合理的對(duì)施工項(xiàng)目進(jìn)行勘探，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為隧道工程的順利保駕護(hù)航，使得隧道工程能夠保質(zhì)保量的完工并投入使用，減少安全隱患和事故，為我國(guó)的交通建設(shè)事業(yè)提供技術(shù)保障。