綜合勘探在隧道工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用研究

師永翔

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 036000)

1 隧道工程地質(zhì)勘察中應(yīng)用綜合勘探技術(shù)的重要價值

對于隧道工程地質(zhì)勘察人員而言，為了更好的了解隧道工程地質(zhì)特征，包括高地區(qū)的水文條件，準(zhǔn)確的確定出圍巖級別，為后續(xù)的設(shè)計(jì)與施工提供有效資料。在隧道地質(zhì)勘察工作之中，勘察人員以遙感判斷為基礎(chǔ)，并加強(qiáng)地質(zhì)調(diào)繪，采取地質(zhì)鉆探技術(shù)與高密度電方法等多種手段實(shí)現(xiàn)綜合勘探，不斷提高各項(xiàng)勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

將綜合勘探技術(shù)運(yùn)用到隧道地質(zhì)勘察當(dāng)中，能夠幫助勘察人員在短時間內(nèi)獲取準(zhǔn)確的遙感圖像資料，并根據(jù)隧道地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，進(jìn)行合理的驗(yàn)證。同時，應(yīng)用先進(jìn)的勘探技術(shù)，將不同類型的勘探技術(shù)有效結(jié)合，能夠明顯提升隧道勘察地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性，縮短勘察周期，確保綜合勘探技術(shù)的優(yōu)勢得到有效體現(xiàn)。

2 隧道地質(zhì)勘探原則分析

2.1 因地制宜勘探原則

結(jié)合隧道地質(zhì)勘察特點(diǎn)可以得知，如果隧道經(jīng)過丘陵斜坡，受到外界風(fēng)化作用，容易出現(xiàn)較多的溝谷，在溝谷內(nèi)部存在起伏不平的巖面，并附有一層黏性土，表面覆蓋一層風(fēng)積沙。同時，因?yàn)樗淼蓝瓷矸秶鷥?nèi)部的巖土性質(zhì)比較復(fù)雜，如果單純依賴地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，無法全面了解該地區(qū)的實(shí)際地質(zhì)情況，因此，勘察人員要遵守因地制宜的勘探原則，結(jié)合不同區(qū)域的地質(zhì)條件，科學(xué)選擇勘探技術(shù)。

2.2 規(guī)范性勘探原則

對于隧道地質(zhì)勘探人員來講，通過認(rèn)真遵守規(guī)范性勘探原則，結(jié)合不同隧道所在區(qū)域的地質(zhì)特征，采取先進(jìn)的物探方法，合理劃分土石分界點(diǎn)，進(jìn)而準(zhǔn)確的計(jì)算出風(fēng)化層實(shí)際厚度。通過采取綜合物探方法，可以幫助勘察人員更好的了解隧道地質(zhì)條件，并根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況，對不同勘察方法所得到的勘察結(jié)果進(jìn)行論證，進(jìn)而做出綜合評價。

3 綜合勘探技術(shù)的具體運(yùn)用

3.1 加強(qiáng)地質(zhì)調(diào)查

在丘間凹地和丘陵坡腳地區(qū)，風(fēng)積沙會順著東南方向，逐漸表現(xiàn)為沙隴狀，并大面積分布，地表溝谷發(fā)育速度較快，植被比較稀疏，同時，丘陵頂部和坡頂位置的基巖呈現(xiàn)裸露狀態(tài)，不存在植被。對于調(diào)查人員來講，采取沿線地質(zhì)調(diào)查方法與區(qū)域地質(zhì)調(diào)查方法，針對航空拍攝片所顯示的內(nèi)容進(jìn)行全面分析，并詳細(xì)記錄下該地區(qū)地形地貌的變化點(diǎn)，包括地層巖性的實(shí)際變化情況，進(jìn)而更好的了解該地區(qū)地質(zhì)條件，詳細(xì)的描述出該地區(qū)的地層特點(diǎn)，包括基巖的出露情況，將最終的調(diào)查結(jié)果繪制到隧道平面圖上部。

此外，勘察人員還可以結(jié)合遙感圖像資料，快速找到斷層所在位置。通過收集大量的地質(zhì)資料，并加大調(diào)查訪問力度，能夠進(jìn)一步了解該地區(qū)的水文地質(zhì)條件，針對部分區(qū)域的地質(zhì)條件與巖土條件要素，進(jìn)行全方面調(diào)查，提高遙感圖像地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性。

3.2 物探測試技術(shù)

為了更好的了解隧道洞身周圍土石分界和風(fēng)化層厚度，包括該地區(qū)的水文地質(zhì)條件，勘察人員可以采取電測深方法與地震折射方法進(jìn)行隧道地質(zhì)勘察。若采取隧道洞身物探方法，勘察人員需要順著中線放線，確定出具體的勘探點(diǎn)，一般來講，兩個測深點(diǎn)之間的距離不小于20 m，不超過50 m。針對異常點(diǎn)與可疑點(diǎn)，需要采取加密監(jiān)測方法，也可以重復(fù)觀測。

對于隧道地質(zhì)勘察人員來講，為了準(zhǔn)確的確定出鉆探鉆孔內(nèi)部巖層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，包括巖層的破碎程度，要合理確定出含水層具體位置，進(jìn)而更好的觀測隧道內(nèi)部地下水的實(shí)際活動情況，可以采取鉆探方法，開展綜合物探工作。若采取綜合測井方法，勘察人員需要合理選擇勘察參數(shù)，并根據(jù)隧道鉆探資料，針對不同測井曲線物性與分層進(jìn)行全面對比，進(jìn)而更好的確定出不同地層深度與厚度。如果曲線深度出現(xiàn)異常狀，則需要采取聲波測井曲線方法進(jìn)行基準(zhǔn)。

3.3 鉆探和勘探測試

在隧道地質(zhì)勘察環(huán)節(jié)，勘察人員要全面分析遙感圖像地質(zhì)資料，以及該地區(qū)的地質(zhì)數(shù)據(jù)，并以此為核心，科學(xué)布置各個勘探點(diǎn)，進(jìn)而更好的了解隧道地層層序與巖土特征，快速找到物探異常點(diǎn)。例如，在隧道的進(jìn)口與出口位置，分別布置鉆孔，在淺埋段和物探異常段，需要設(shè)置4個鉆探孔，2個鉆探孔可以作為綜合物探測井。為了進(jìn)一步判斷隧道斷層的具體位置，在斷層和接觸帶連接位置，需要設(shè)置3個鉆孔，在丘陵斜坡土石分界位置，還要布設(shè)4個簡易的勘探孔。

3.4 地震勘探和鉆孔超聲波測井

因?yàn)樗淼纼?nèi)部的地層巖性比較復(fù)雜，隱節(jié)理發(fā)育速度比較快，同時地表風(fēng)化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，鉆探取芯率較低，存在大量的砂狀和碎塊，會增加隧道地質(zhì)勘探難度，因此，勘察人員在具體工作之中，要準(zhǔn)確判斷出巖石的風(fēng)化程度，不斷減小人為影響因素，同時，在實(shí)際勘探環(huán)節(jié)，采取地震勘探與鉆孔超聲波測井方式，能夠獲取準(zhǔn)確的勘探數(shù)據(jù)。

3.5 勘探成果

在隧道地質(zhì)勘探環(huán)節(jié)，通過利用遙感圖像與地質(zhì)調(diào)繪、工程勘察與地質(zhì)觀測等勘察技術(shù)，針對最終的勘察成果進(jìn)行全面性分析，并繪制隧道工程地質(zhì)圖，包括地質(zhì)縱斷面圖，深入了解該隧道工程地質(zhì)條件，勘探成果如下。

(1)對圍巖進(jìn)行合理的分級。因?yàn)樗淼蓝瓷碇車嬖谳^多的凝灰質(zhì)巖角礫巖與斷層泥，巖體比較完整，局部區(qū)域出現(xiàn)破碎現(xiàn)象，同時，巖石表現(xiàn)為全部風(fēng)化與強(qiáng)風(fēng)化，凝灰?guī)r的膨脹性比較強(qiáng)。在圍巖分級的過程當(dāng)中，受該地區(qū)地下水的影響，要求勘探人員進(jìn)行綜合性分析，進(jìn)而提高圍巖分級的合理性。

(2)全面了解該地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造。結(jié)合隧道洞身勘察數(shù)據(jù)得知，如果隧道洞身內(nèi)部存在高低阻接異?，F(xiàn)象，勘察人員要根據(jù)該地區(qū)的地質(zhì)調(diào)繪與鉆孔數(shù)據(jù)，判斷其屬于斷層，并根據(jù)斷層走向，包括破碎帶的寬度，準(zhǔn)確測量出斷層的傾斜角度。

(3)準(zhǔn)確計(jì)算出隧道內(nèi)部的涌水量。隧道地質(zhì)勘察人員在實(shí)際工作當(dāng)中，要結(jié)合隧道內(nèi)部地下水分布情況，進(jìn)行取樣分析，同時，還要對隧道地表水進(jìn)行取樣分析，通常來講，隧道地下水不會對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生侵蝕。對于勘察人員而言，要結(jié)合鉆探水文地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，以及以往的地質(zhì)資料，準(zhǔn)確判斷出隧道區(qū)域地下水的類型，并根據(jù)物探數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確預(yù)測出隧道含水層的分布范圍，進(jìn)而判斷隧道內(nèi)部的涌水量。

另外，勘察人員也可以采用降水入滲方法與地下水徑流模數(shù)方法，對隧道內(nèi)部涌水量計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)算。同時，采取古德曼經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算出隧道內(nèi)部的最大涌水量。結(jié)合隧道內(nèi)部的現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)，包括鉆探資料得知，通過準(zhǔn)確預(yù)測出隧道內(nèi)部凝灰?guī)r地層在枯水時期的滲水情況，以及豐水時期地下水位的上升情況，合理計(jì)算出隧道內(nèi)部的涌水量。

4 結(jié) 語

綜上所述，通過對綜合勘探技術(shù)在隧道地質(zhì)勘探當(dāng)中的具體運(yùn)用進(jìn)行合理性分析，例如加強(qiáng)地質(zhì)調(diào)查、合理運(yùn)用物探測試技術(shù)、加強(qiáng)鉆探和勘探測試、地震勘探和鉆孔超聲波測井等，并對最終的勘探成果進(jìn)行有效分析，能夠幫助隧道地質(zhì)勘探人員進(jìn)一步了解該地區(qū)的地質(zhì)條件，減少錯誤勘探數(shù)據(jù)，確保隧道工程施工的順利進(jìn)行。