高速公路工程地質(zhì)勘察工作要點(diǎn)分析

李松

（河南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，河南鄭州 450052）

0 引言

地質(zhì)勘察的精準(zhǔn)性直接影響高速公路工程建設(shè)和后期運(yùn)營效果。為提高高速公路工程地質(zhì)勘察的準(zhǔn)確性，對地質(zhì)勘察工作要點(diǎn)進(jìn)行分析，為高速公路工程地質(zhì)勘察工作提供參考。

1 地質(zhì)勘察工作流程

1.1 前期準(zhǔn)備

1.1.1 檔案研究和文獻(xiàn)調(diào)查

檔案研究和文獻(xiàn)調(diào)查在高速公路工程地質(zhì)勘察中具有不可或缺的重要性。這一階段的核心并非簡單的信息收集，而在于對歷史數(shù)據(jù)、地質(zhì)報(bào)告以及地圖等文獻(xiàn)材料的深入審視和精細(xì)分析。通過對歷史數(shù)據(jù)的仔細(xì)研究，特別是關(guān)于地質(zhì)演化、地層構(gòu)造以及過往地質(zhì)災(zāi)害等信息的分析，工作人員能夠更深入地理解地質(zhì)背景及潛在的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，對地質(zhì)報(bào)告和地圖等文獻(xiàn)資料的詳盡研究有助于建立完整的地質(zhì)信息體系，為后續(xù)的實(shí)地調(diào)查提供了豐富而充足的信息基礎(chǔ)。這一系統(tǒng)性的信息收集和研究工作，能夠?yàn)閷?shí)地勘察提供必要的理論支持和參考依據(jù)，為地質(zhì)勘察工作的順利進(jìn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.1.2 區(qū)域性地質(zhì)調(diào)查

區(qū)域性地質(zhì)調(diào)查在高速公路工程地質(zhì)勘察中具重要作用。這一階段的核心是對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行全面、系統(tǒng)的勘察，旨在獲取更豐富的地質(zhì)特征信息。此過程不是簡單的勘測記錄，更應(yīng)著眼于對地形地貌、巖性分布、地層構(gòu)造等多方面信息的綜合調(diào)查與記錄。

在地形地貌調(diào)查過程中，地質(zhì)工程師需要重點(diǎn)關(guān)注勘察區(qū)域的地勢起伏、地貌特征等，以全面分析勘察區(qū)域的地貌特點(diǎn)，如山地、平原、丘陵等地貌特征。此類調(diào)查有助于全方位評估勘察區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造特征，以及可能存在的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等，進(jìn)而為后續(xù)的地質(zhì)勘察提供重要的數(shù)據(jù)信息支持。

同時(shí)，在巖性分布調(diào)查方面，需要重點(diǎn)關(guān)注巖石類型、分布規(guī)律等要素。需要通過野外勘察與樣品分析，獲取勘察區(qū)域內(nèi)各類巖石的分布情況和性質(zhì)，為后續(xù)的地質(zhì)勘察工作提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)支持。

1.2 實(shí)地調(diào)查

1.2.1 地質(zhì)構(gòu)造和地層分析

地質(zhì)構(gòu)造和地層分析是地質(zhì)勘察中的重要環(huán)節(jié)，要求對實(shí)地地質(zhì)情況進(jìn)行細(xì)致、全面的觀察和分析。

地質(zhì)構(gòu)造分析涉及巖石類型和特征、地層結(jié)構(gòu)分析及對地質(zhì)構(gòu)造特征的細(xì)致觀察。對巖石類型的分析需要仔細(xì)鑒別巖石的組成和性質(zhì)，了解其物理特征和化學(xué)成分，以更好地判斷巖石的穩(wěn)定性和可能存在的問題[1]。

地層結(jié)構(gòu)分析涉及地層的分層特征、厚度、傾角等方面，對評估地層的穩(wěn)定性、巖土工程特性及可能存在的地質(zhì)災(zāi)害隱患至關(guān)重要。此外，需要觀察地質(zhì)構(gòu)造特征，包括斷裂、褶皺等，此類信息有助于理解地質(zhì)構(gòu)造演化過程，以及對未來的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估。

通過詳細(xì)的地質(zhì)構(gòu)造和地層分析，可以全面了解目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)狀況，為工程建設(shè)提供可靠的依據(jù)和參考。

1.2.2 土壤力學(xué)性質(zhì)測試

進(jìn)行土壤力學(xué)性質(zhì)測試時(shí)，需要對土壤的各項(xiàng)性質(zhì)進(jìn)行全面的評估和測試，包括土壤的密度、含水量及抗壓強(qiáng)度等參數(shù)。

密度測試旨在確定土壤的重量與單位體積之間的關(guān)系，這對工程的承載能力評估至關(guān)重要。

含水量測定能幫助設(shè)計(jì)人員了解土壤中的水分含量，對工程施工和后期穩(wěn)定性評估有重要意義。

土壤的抗壓強(qiáng)度測試是衡量土壤抵抗外部壓力的能力，對工程建設(shè)中的地基穩(wěn)定性和土壤承載力評估有重要意義[2]。

此類土壤力學(xué)參數(shù)測試不僅能直接揭示土壤力學(xué)特性，還能為工程設(shè)計(jì)提供關(guān)鍵的土壤力學(xué)數(shù)據(jù)，為合理評估土壤穩(wěn)定性和工程建設(shè)可行性提供重要依據(jù)。

1.2.3 環(huán)境變化監(jiān)測與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警

環(huán)境變化監(jiān)測與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警在地質(zhì)勘察工作中起重要作用，尤其是在工程建設(shè)前期與后期運(yùn)營階段，通過對環(huán)境變化的監(jiān)測，能夠?yàn)楣こ虉F(tuán)隊(duì)提供有效的參考依據(jù)。

借助遙感技術(shù)進(jìn)行環(huán)境變化監(jiān)測并非局限于數(shù)據(jù)采集，更重要的是通過持續(xù)的地表變化監(jiān)測與分析，揭示地質(zhì)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化趨勢。同時(shí)，通過追蹤地表及地表以下結(jié)構(gòu)的變化情況，有助于工程團(tuán)隊(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能威脅工程安全的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，為風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對措施的制訂與實(shí)施提供重要依據(jù)，為工程安全提供全面保障。

2 地質(zhì)勘察工作中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)在高速公路工程地質(zhì)勘察領(lǐng)域有重要作用。全面運(yùn)用此類技術(shù)，有助于提升勘察的精準(zhǔn)度和可靠性，為高速公路工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)[3]。

第一，通過衛(wèi)星影像和航空攝影，勘察團(tuán)隊(duì)可以獲取大范圍的地表信息，包括地形、地貌、植被覆蓋以及水系分布等。其中紅外光譜、雷達(dá)等技術(shù)，可以穿透植被、云層，從而獲取地表以下的地質(zhì)信息，且圖像數(shù)據(jù)分辨率較高。此類非接觸式的獲取方式能在更大范圍內(nèi)獲取準(zhǔn)確、詳細(xì)的地質(zhì)數(shù)據(jù)，為后續(xù)的實(shí)地調(diào)查提供重要的參考。

第二，通過圖像處理軟件和地理信息系統(tǒng)（GIS）等處理遙感數(shù)據(jù)，生成關(guān)于地表特征的詳細(xì)圖像和數(shù)據(jù)，不僅有助于地質(zhì)構(gòu)造識(shí)別，還可以在地質(zhì)勘察的不同階段為工程設(shè)計(jì)提供精準(zhǔn)的地理空間信息，進(jìn)而幫助地質(zhì)工程師更準(zhǔn)確地了解目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)特征、及早識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)。

第三，在高速公路工程中，通過遙感技術(shù)對工程建設(shè)過程中與后期運(yùn)營階段的環(huán)境變化進(jìn)行監(jiān)測，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能對工程產(chǎn)生影響的地質(zhì)變化趨勢，從而及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行調(diào)整與維護(hù)，保證工程建設(shè)與運(yùn)營的安全性。

在高速公路工程地質(zhì)勘察工作中應(yīng)用遙感技術(shù)時(shí)應(yīng)注意以下要點(diǎn)：

第一，需要結(jié)合工程的實(shí)際要求，考慮影像分辨率、勘察時(shí)間間隔、覆蓋范圍、天氣條件的影響等因素，進(jìn)而選擇合適的衛(wèi)星和傳感器，以提高檢測數(shù)據(jù)的質(zhì)量和準(zhǔn)確性。

第二，數(shù)據(jù)校準(zhǔn)是指將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可用的地理信息的過程，在該環(huán)節(jié)需要進(jìn)行噪聲去除和圖像增強(qiáng)等步驟，通過合理的數(shù)據(jù)處理手段提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

2.2 地球物理勘察技術(shù)

第一，地磁勘測是地球物理勘察技術(shù)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)能夠準(zhǔn)確記錄地球磁場變化，有助于勘測人員對地下巖石的類型和分布情況進(jìn)行推斷，幫助其更準(zhǔn)確地了解地下地質(zhì)特征。

第三，地電勘測是一種用于測量地下電阻率變化的技術(shù)，其主要目的在于識(shí)別水文條件和地下巖層的變化情況。通過電阻率測量，可以有效揭示地下結(jié)構(gòu)的變化情況，進(jìn)而為工程規(guī)劃提供必要的地質(zhì)信息。

第三，重力勘測技術(shù)。該技術(shù)主要通過測量地球重力場的微弱變化，識(shí)別不同密度的地質(zhì)體，從而確定地下巖石和土壤層的分布情況與性質(zhì)。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能夠幫助勘測人員更全面地了解地下地質(zhì)條件，為高速公路的設(shè)計(jì)和建設(shè)提供重要的科學(xué)依據(jù)。

在高速公路工程地質(zhì)勘察工作中應(yīng)用地球物理勘察技術(shù)時(shí)應(yīng)注意以下要點(diǎn)：

第一，明確勘察目標(biāo)、合理選擇勘察技術(shù)。地球物理勘察技術(shù)包括地磁勘測、地電勘測、重力勘測等多種技術(shù)。進(jìn)行地球物理勘察之前，需要明確勘察目標(biāo)和任務(wù)，如探測地質(zhì)構(gòu)造、評估工程地質(zhì)條件等。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)特征、勘察目標(biāo)及成本效益等因素，選擇最適合的地球物理勘察技術(shù)、確定具體的勘察方案。

第二，了解地質(zhì)背景。地球物理勘察技術(shù)的應(yīng)用需要基于對目標(biāo)區(qū)域地質(zhì)背景的了解，包括地層結(jié)構(gòu)、巖石類型、地質(zhì)構(gòu)造、地球物理場特征等，以便于更準(zhǔn)確地解釋勘察數(shù)據(jù)，提高勘察結(jié)果參考價(jià)值。

第三，合理布設(shè)測線和觀測點(diǎn)。測線和觀測點(diǎn)的布設(shè)對地球物理勘察結(jié)果有直接影響。因此，布設(shè)測線和觀測點(diǎn)時(shí)，需要考慮地質(zhì)構(gòu)造的走向、地形地貌、人文環(huán)境等因素，確保測線和觀測點(diǎn)的合理性和有效性。

第四，數(shù)據(jù)采集與處理。在數(shù)據(jù)采集過程中，需要注意校準(zhǔn)儀器、合理設(shè)置觀測參數(shù)、排除外界干擾因素等。在數(shù)據(jù)處理過程中，需要采用合適的數(shù)據(jù)處理方法，以準(zhǔn)確提取有價(jià)值的勘察信息。

2.3 巖土工程勘察技術(shù)

巖土工程勘察涉及多項(xiàng)技術(shù)，其中激光測量是一種高精度、高效率的技術(shù)手段，如借助激光測距儀和激光掃描儀，可以實(shí)現(xiàn)對地形地貌的精準(zhǔn)測量和三維成像。此類技術(shù)可以獲取地表高程、地形特征等數(shù)據(jù)，為工程勘察提供詳盡的地形信息，在復(fù)雜地形勘測中更具優(yōu)勢。

無損檢測也是巖土工程勘察中的一種現(xiàn)代技術(shù)，通過非破壞性手段獲取地下巖土層信息。例如，聲波無損檢測技術(shù)，通過發(fā)送聲波并記錄其傳播速度，可判斷地下巖土層的物理特性，如質(zhì)地、密度等，對工程設(shè)計(jì)中的土質(zhì)分析有重要參考價(jià)值[4]。

地震勘探技術(shù)也是重要的巖土工程勘察技術(shù)之一，在評估地下巖土層的完整性和穩(wěn)定性方面有重要的應(yīng)用，可為工程設(shè)計(jì)提供可靠的地質(zhì)信息。該技術(shù)主要是通過觀測地震波在地下傳播的速度和特性，以推斷地下巖土的結(jié)構(gòu)和層次。

在高速公路工程地質(zhì)勘察工作中應(yīng)用巖土工程勘察技術(shù)時(shí)應(yīng)注意以下要點(diǎn)：

第一，進(jìn)行巖土工程勘察時(shí)，需要遵守相關(guān)勘察規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。例如，勘察前需要進(jìn)行場地調(diào)查、勘察過程中需要記錄詳細(xì)數(shù)據(jù)、勘察后需要編制勘察報(bào)告等，以便于提高勘察工作的質(zhì)量和效率。

第二，在巖土工程勘察過程中需要注意安全與環(huán)保問題。例如，需要注意人身安全、設(shè)備安全等；考慮對周圍環(huán)境的影響，采取必要的環(huán)保措施。

第三，在對勘察數(shù)據(jù)的分析與解釋過程中，需要考慮多解性和不確定性因素等，以提高數(shù)據(jù)解釋的可靠性和準(zhǔn)確性。

3 地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)的解釋與評價(jià)

3.1 地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估

地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)在評估地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)方面有重要作用。通過數(shù)據(jù)分析，可以確定潛在的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)（如滑坡、泥石流等）區(qū)域，為高速公路工程設(shè)計(jì)和規(guī)劃提供更準(zhǔn)確的安全性評估，降低潛在風(fēng)險(xiǎn)對工程的影響。

3.2 地基工程可行性分析

地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)可用于分析地基工程的可行性。通過對地下巖土結(jié)構(gòu)、地層性質(zhì)等數(shù)據(jù)的解讀，評估不同工程設(shè)計(jì)方案對地基的適應(yīng)性，并選擇最優(yōu)方案，進(jìn)而確保工程的穩(wěn)定性和安全性。

3.3 水文條件對工程的影響評價(jià)

水文條件對高速公路工程有重要影響，地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)可以用于評估水文條件對工程的影響。例如，通過對地下水文地質(zhì)特征的評價(jià)，分析地下水位、水流速度等參數(shù)對工程設(shè)計(jì)和施工的影響，確保工程的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。

3.4 地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)不確定性的分析與處理

地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)存在一定的不確定性，因此需通過統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和數(shù)據(jù)模擬等手段，評估數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性，從而更有效地指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)和施工，降低不確定因素對工程的影響。

4 結(jié)語

綜上所述，科學(xué)、準(zhǔn)確地開展地質(zhì)勘察工作是確保高速公路工程安全、順利開展的基石。因此，在工程開展前期，需要對工程地質(zhì)勘察工作的具體流程、關(guān)鍵技術(shù)和數(shù)據(jù)應(yīng)用方法等進(jìn)行深入分析，并制訂詳細(xì)的地質(zhì)勘察規(guī)劃，同時(shí)進(jìn)行針對性的培訓(xùn)，使勘察人員熟悉掌握且能嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)程與要求進(jìn)行地質(zhì)勘察，提高勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為高速公路工程的順利開展提供有力保障。未來，隨著相關(guān)勘察科技的進(jìn)一步發(fā)展與普及，會(huì)為地質(zhì)勘察工作提供更大的便利，且能進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，為高速公路工程質(zhì)量與施工過程的安全性提供更大的支持。