關于地質勘探技術在隧道工程中應用的分析與研究

■李欣濤

（唐山市規劃建筑設計研究院河北唐山063000）

關于地質勘探技術在隧道工程中應用的分析與研究

■李欣濤

（唐山市規劃建筑設計研究院河北唐山063000）

地質勘探是隧道工程建設中的重要環節，在地質勘探階段采用先進的地質勘探技術，有利于提高勘探結果的準確性，對提高工程的質量，保證施工過程的安全有著重要的作用。本文結合二環路下穿唐津高速的隧道工程對地質及勘探技術進行了簡明的論述，望同行借鑒。

地質勘探 隧道工程 建議

近年來，我國公路建設無論在規模還是在速度方面都在不斷提升，但我國地質構造體系復雜多變，不可避免遇到各種復雜的地形地質問題。工程地質勘探為工程設計提供最可靠最基礎的第一手資料（如提供地下水的活動、地質隧道圍巖的分級提供了原始的數據信息），更是公路竣工后的安全運行的保障。

1 工程概況

二環路下穿唐津高速隧道工程，分南北兩幅，全長825m（北幅長410m，南幅長415m），隧道寬度16m，隧道高度7.8m。

2 勘察目的與任務

2.1 依據有關勘察規范，采用工程地質調繪、鉆探、物探、原位測試及土工試驗等各種勘察手段，對擬建路線進行工程地質勘察，并提供必要的工程地質資料和設計參數。

2.2 勘察任務

本次工程地質勘察的主要任務是查明隧道路線的工程地質條件及重要工程地質問題，并作出詳細的評價。

（1）根據設計需要查明擬建隧道路線內的工程地質及水文地質條件。

（2）查明場地地基土的地質結構，物理力學性能和構造物場地工程地質、水文地質條件，提供工程和基礎設計、施工必需的地質參數。

（3）查明不良地質、特殊巖土的類型，查明其分布范圍、性質和對建設工程的影響程度，提出可行的防治方案、必需的地質資料和參數。

3 地質勘探技術在公路隧道工程建設中的應用

公路隧道地質勘探的過程可以分為資料搜集、路線選定以及地質勘探三個部分。

3.1 資料搜集

進行地質勘探之前，首先要對當地環境的狀況進行詳細的了解，包括公路隧道施工地點的地質狀況、氣候類型、水文條件、是否發生過地質災害等。資料搜集環節為后期隧道路線的選定工作積累充足的數據資料，對地質勘探工作的順利展開有著重要的作用。

3.2 路線選定

資料搜集工作完成后，便需要根據前期搜集的數據，初步確定公路隧道的選址。在進行公路隧道施工路線的選定時，要盡量避開地質不穩定、事故多發的地帶，以降低隧道在施工與使用過程中發生事故的可能性。同時也要考慮到隧道選址對施工難度和工程造價的影響，因此，要充分利用前期搜集的資料進行詳細的討論與分析，盡可能選擇施工難度小，安全系數較大的地區，并保證所選路線的長度滿足工程造價控制的需要。

3.3 地質勘探

初步確定隧道路線之后，對選定路線及其周圍的地區進行系統的地質勘探。公路隧道地質勘探的主要方法包括鉆探、重力勘探、聲波探測、電法勘探、磁力勘探、電磁法勘探、地震勘探以及放射性勘探等。其中，公路隧道工程建設過程中常用的地質勘探技術有鉆探、電法勘探、地震勘探與地質雷達勘探。在對公路隧道預選地段進行詳細的地質勘探時，要重點勘察當地的地質構造、土壤巖性、土質特點、土層的含水量、周邊有無地下水分布、是否出現過大的地質變化等，從而保證隧道施工的安全，并為施工方案的制定提供充足的依據，達到提高工程質量、控制工程造價的目的。

在地質勘探過程中，最常用的勘探方法便是鉆探法，鉆探法是利用鉆探機械對地層深處的土壤進行采樣的方法，和其他地質勘探技術相比，鉆探法的應用的時間較長，技術成熟，并且可以得到土壤的樣本，從而準確的分析出地層的特點。

本次鉆探采用了DPP-100工程鉆機5臺。

（1）鉆探全孔采芯，對粘性土及砂類土采取率不應小于85%，碎石類土及全、強風化基巖采取率不應小于75%，弱風化基巖采取率不小于85%。

（2）土層及砂層水位以上采用干鉆或沖擊鉆進，重錘少擊法或靜壓取樣；水位以下采用泥漿護壁回旋鉆進，靜壓取樣，且土體孔徑不小于110mm。

（3）碎石類土水上采用沖擊鉆進，水下采用泥漿護壁回旋鉆進，孔徑不小于91mm。

（4）基巖采用泥漿護壁回旋鉆進，硬質巖孔徑不小于108mm。軟質巖孔徑不小于110mm。

基于本次工作目的和工作場地、環境的特殊性，結合測區內的地質—地球物理特征，本次地球物理勘探工作采用了綜合物探方法。依據勘察任務、技術要求及相關技術規程規范，經過實地踏勘、試驗分析研究，結合工程實際情況和設計要求，對于隧道選擇瞬變電磁法、高密度電阻率法、瑞雷面波法，探測覆蓋層厚度、圍巖風化程度、地質構造分布狀況，并根據地震縱波速度劃分圍巖類別。即有效解決了勘探區域場地條件限制，又提高了探測成果的可靠性，保障了勘探精度的要求。

4 結論

本次勘察采用了多種勘察手段，查明了路段內工程地質條件，構造物地基的地層結構、工程特性、持力層埋深和承載力等設計所必須的地質參數；查明了不良地質體和特殊土的分布范圍、不良性狀及其物理力學性質。

5 建議

（1）在隧道洞口、洞身山坡較陡處，在修筑施工便道開挖不當極易引發巖體滑塌、掉塊。應選擇適宜的施工便道路線,并避免大的開挖。

（2）所發現的巖溶發育區為低阻異常，溶洞、溶隙中充填有粘土等物質，需驗算溶洞頂板承載力能否滿足設計要求。如不能，應采取灌漿等加固處理措施。

（3）勘察物探推測的采空區異常為高阻異常，據調查原高速公路曾在附近進行過注漿處理，處理范圍不詳。本次物探對該高阻異常推測范圍，可結合原高速公路灌漿治理情況，采用“探治結合”方式進行灌漿處理。

（4）勘察所發現的煤巖層建議采取灌漿等加固處理措施。

（5）隧道進口洞口位于采石場，基巖為微風化石灰巖，巖石較堅硬，洞口較穩定，但施工時會破壞洞口穩定條件。隧道出口洞口為全風化泥巖、砂巖，巖石軟弱、破碎，不易成洞，洞口較不穩定。

（6）洞口處節理裂隙發育，邊坡開挖時巖體松動，穩定性變差，易沿巖體順坡節理產生滑塌、掉塊，危及洞口安全，應采取錨噴加固等防護措施。

（7）隧道東段洞頂主要為全風化泥巖、砂巖。風化強烈，巖體破碎，不易成洞，建議施工前采取灌漿等加固處理措施。

（8）隧道的棄土可作為填方路基用土。建議碾實處理以保征路基的穩定性。

（9）本工程施工前應進行隧道施工超前地質預報工作。

P62[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-315-1