遙感技術在寧夏公路工程地質勘查中的應用

張 軍，倪正新

（1.陜西區域地質礦產研究院 咸陽712000；2.寧夏交通廳 銀川75000）

遙感技術在寧夏公路工程地質勘查中的應用

張 軍1，倪正新2

（1.陜西區域地質礦產研究院 咸陽712000；2.寧夏交通廳 銀川75000）

通過寧夏地區工程實例，總結了遙感技術在公路工程地質勘察中的應用效果，以促進和推廣遙感技術在公路工程地質勘察領域的應用

遙感；公路；工程地質；應用

1 遙感技術的應用范圍及工作程序

1.1 應用范圍

遙感技術在公路工程勘察的各個階段均可應用，尤其在可行性研究和初步勘察階段應用遙感效果最為顯著。特別在方案復雜，需進行大面積選線的國道、國道主干線及交通不便，地形、地質、水文地質條件復雜的山區公路項目與控制工程方案的特大橋橋址、長大隧道工程的可行性研究與初步勘察階段的工程地質勘察中，可優先選用遙感技術。

1.2 工作程序

應用遙感信息分析-地質解譯-野外地質調查驗證相結合，以遙感信息為依據，以計算機信息提取為手段，以調查驗證和綜合分析為重點，開展遙感地質工作，是遙感地質工作的基本技術方法，其技術工作關鍵步驟為：遙感數字圖像的計算機信息增強與影像圖編制→區域地質資料綜合分析→不良地質現象信息提取與區分→建立綜合性遙感地質解譯標志→多源（地質、物探、水文、地震等）地學信息與遙感地質對應解譯→野外地質調查驗證（遙感圖像-地形圖與GPS相結合）→綜合解譯編制圖件→遙感技術工作報告。

2 遙感技術在寧夏公路工程地質勘察中的應用

2.1 遙感技術應用概況

寧夏自2000年首次在中寧～營盤水高速公路項目勘察中應用遙感技術以來，從根本上改變了傳統的公路勘測方法，目前已在多個公路項目的前期工作與勘察中推廣應用了遙感技術，通過遙感技術在公路項目中的應用，對在公路走廊帶的選擇、路線方案的優化、重大工程方案（特大橋橋址、長大隧道）的確定、不良地質現象的預測及工程地質分析評價深度等方面取得了較為明顯的技術效果，其應用概況，如表1所示。

2.2 遙感技術在公路工程地質勘察中的應用內容

判釋和研究勘察區自然條件；判釋和研究勘察區地層、巖性；判釋和研究勘察區地質構造；判釋和研究勘察區不良地質與特殊巖土；判釋和研究勘察區水文地質條件。

2.3 遙感技術在公路工程地質勘察中的應用成果

2.3.1 在公路工程選線中的應用

銀川至巴彥浩特公路選線的關鍵區段為穿越賀蘭山山脈段，為查明對公路建設方案有決定性影響的主要原因，搞好該段方案的論證比選，全面查明區域工程地質與不良地質條件，在可行性研究階段應用遙感技術對約2000km2范圍內的三條路線走廊帶的工程地質條件進行了全面判釋與實點選點驗證。遙感信息源采用1999年成像的美國陸地衛星TM數字圖像，經假彩色合成放大為1:1萬～1:15萬的圖像，進行地質判釋調繪。根據遙感地質判釋結果，認為三個方案的地質構造環境基本一致，對方案起決定性的因素主要為地形、地貌及擬設隧道段的圍巖性質。其中I、II方案路線通過段峽谷地貌典型，谷窄深，峰高陡，受構造影響嚴重，溝谷內跌水和瀑布分布多處，且有多處峽谷寬度不足3 m，溝谷兩側基巖崩塌體和潛在的崩滑帶發育，公路布線條件極為困難，擬設隧道段巖體類型組合復雜，軟硬不均，風化強烈，穩定性相對較差，而III方案所通過的蘇峪溝為相對寬緩的河谷地貌，展線條件相對較好，擬設隧道段的巖體類型為較為完整的石灰巖，圍巖穩定性及進出口穩定性良好。經比選，提出III方案工程地質條件較好，I方案次之，II方案最差，并提出III作為推薦方案。

2.3.2 重大橋隧工程勘察中的應用

（1）國道309線黃峁山隧道方案選擇。黃峁山隧道位于寧夏南部固原地區六盤山區，該隧道為309線寧夏境馬成河至固原段的重要控制工程，隧道處為基巖中低山地貌，在初步設計階段提出了2個隧道方案穿越黃峁山，第1方案進口位于杏兒溝南坡支溝左岸，出口位于喇家溝溝腦，進、出口全為黃土覆蓋，隧道全長2.5 km，第2方案進口位于杏兒溝北坡岔溝斜坡，出口位于喇家溝上游右岸，進出口均基巖出露，隧道全長2.2km。在初勘階段應用遙感技術對2個隧道方案進行工程地質條件的全面判釋與實地選點調繪驗證，遙感信息源采用美國陸地衛星Landsat—7ETM數字圖像及1:9000最新航空照片，通過遙感信息分析—地質解譯—調查驗證，查明第1方案隧道進口座落在一規模較大的黃土滑坡之上，且隧道引線段在1km范圍內通過由4個較大規模滑坡組成的黃土滑坡群，其引線段路基及隧道進口穩定性極差，第二方案雖進、出口條件較好，但隧道洞身在分水嶺以西穿越的九坪灣溝為一斷層破碎帶，隧道在此處埋深僅40余m，二溝谷兩側居住著數戶村民，對居民安全威脅極大，在此基礎上，根據遙感圖像判釋結果，在第1方案與第2方案之間設第3方案，經進行調查驗證，并布設物探與鉆探工作，認為應用遙感技術選擇的第3方案工程地質條件最好，隧道長度1.7 km，比第1方案短800 m，比第2方案短500 km，據此提出將第3方案作為推薦方案進行初步設計工作。

（2）中寧-營盤水公路沙坡頭黃河大橋方案選擇

沙坡頭黃河大橋位于寧夏中衛縣以西沙坡頭風景區，為中寧-營盤水高速公路的重要控制工程，在初步勘察階段利用遙感圖像判釋分析，對所提出的上、下游2個橋位方案進行工程方案比選。遙感信息源選用美國衛星TM數字圖像及近期1:1萬航空像片，通過判釋解譯，結合調查驗證，認為兩橋位地質構造環境基本一致，上游方案路線走向與河流方向基本正交，水面寬度240 m，河谷兩側階地發育，兩岸邊坡穩定，橋位東引線段通過沙丘長度300 m，且基本為固定沙丘，黃河西案沙丘平緩，厚度小于5m。下游橋位與河流方向斜交，水面寬度大于300 m東岸邊坡陡立，巖體風化強烈，節理裂隙發育，易崩滑，穩定性較差，且其引線段通過的2km活動沙丘，為沙坡頭南岸風積沙堆積中心，路基穩定性差，黃河西岸橋頭引線風積沙厚度一般大于5 m，且具有較強的活動性。經綜合分析比選，上游橋位工程地質條件總體優于下游橋位，將上游橋位方案列為推薦方案。

表1 寧夏公路項目遙感技術應用概況

3 結束語

遙感技術應用于公路工程地質勘察領域，為公路工程勘察設計提供了全新高效的方法和豐富準確的信息源，充分體現了遙感技術速度快、質量高、效益顯著的優勢，遙感技術已成為當前公路工程地質勘察中不可缺少的手段之一，推廣和應用遙感技術，將使公路工程地質勘察技術水平及質量邁上一個新臺階，但遙感技術并不是萬能的，也有其局限性，不可能完全代替地面的地質調查工作，在資料判釋的基礎上仍需作有目的實地驗證，或與其地地面勘探工作配合從而獲取正確的判釋結果，達到提高公路勘察設計質量，促進優化設計的目的。

Application of Remote Sensing in Highway Engineering Geological Investigation in Ningxia

ZHANG Jun1,NI Zheng-xin2
(1.Shaanxi Regional Institute of Geology and Mineral Resources,Xianyang Shaanxi712000;2.Transport Department of Ningxia Hui Autonomous Region,Yingchuan Ningxia750000)

On the study of engineering projects of Ningxia,the application of remote sensing in highway engineering geological investigation was summarized to promote and popularize the technology.

remote sensing;highway;engineering geology;application

U41

A

1672-5050（2012）09-0078-03

2012-07-09

張軍（1981—），男，山西陽城人，大學本科，工程師，從事煤礦生產技術管理工作。

劉新光