高速鐵路工程地質勘察特點

郝永生

摘 要：該文首先對高速鐵路工程的地質勘察進行了簡要概述，并從高速鐵路工程地質勘察評價與統計、高速鐵路工程地質勘察和勘探方法、勘察資料的綜合應用和分析等角度出發，對高速鐵路工程地質勘察特點進行了分析，希望對高速鐵路工程地質勘察設計工作有一定的指導意義。

關鍵詞：高速鐵路工程 地質勘察 特點

中圖分類號：U238 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（c）-0014-02

高速鐵路工程是交通運輸建設業的重要組成部分，關系到國家運輸業的發展，在這種情況下，我國在積極進行現代化建設的過程中，各地區的高速鐵路工程不斷增加，然而要想提升此類型工程的質量，必須首先做好大量的地質勘察工作，收集第一手資料，只有這樣，設計才能提出合理的、有針對性的技術處理措施，施工單位才能按照設計提出的措施采取合適的施工技術方案，在這種情況下，積極加強高速鐵路工程地質勘察特點研究具有十分重要的意義。

1 高速鐵路工程地質勘察概述

可持續發展以及人與自然之間的和諧關系是高速鐵路工程地質勘察的中心理念，因此，在實際地質勘察工作過程中，盡最大努力維護當地的生態環境，保護巖土是關鍵[1]。勘察分析中，應將當地生態環境受高速鐵路構建的應用作為分析重點，從而為有針對性地選擇、應用施工技術，加大環境、生態保護力度奠定良好的基礎。

2 高速鐵路工程地質勘察評價與統計

2.1 場地穩定性及地基巖土適宜性評價

只有當工程場地擁有較高穩定性時，才能開展高速鐵路建設。因此，在對比線路方案時，必須從區域地質穩定性的層面出發，嚴禁在高烈度地震區、不穩定地塊等位置構建高速鐵路，同時，山崖崩塌地帶、邊坡失穩等地帶也不可以構建高速鐵路工程；同時，黃土塬區很容易產生大面積濕陷，而溶蝕谷洼地區容易產生巖溶地面塌陷等現象，這些地區也不宜構建高速鐵路工程[2]。在以上種種限制性因素的基礎上，開展高速鐵路前期研究時，對各線路方案進行科學比選至關重要。總而言之，在選擇高速鐵路路線方案的過程中，必須確保相關地段擁有較強的場地穩定性和良好的工程地質條件。

同時，沉降變形也是影響高速鐵路構建的關鍵因素，根據《高速鐵路設計規范》相關規定[3]，無砟軌道路基工后沉降應符合線路平順性、結構穩定性和扣件調整能力的要求，工后沉降不宜超過15 mm，沉降比較均勻時允許的工后沉降為30 mm；路基與橋梁、隧道或橫向結構物的工后差異沉降不應大于5 mm，不均勻沉降造成的折角不應大于1/1000。有砟軌道正線路基工后沉降滿足以下要求：當設計速度為250 km/h時，一般地段工后沉降不大于10 cm，工后橋梁墩臺沉降應不高于5 cm，年沉降速率不大于3 cm；當設計速度300 km/h、350 km/h時，一般地段工后沉降不大于5 cm，工后橋梁墩臺沉降應不高于3 cm，年沉降速率不大于2 cm。由于高速鐵路施工中，需要嚴格控制沉降，因此較高的強度應存在于基底下的巖土層中，對高速鐵路勘察提出了要求，即實際勘察中，應精確地評價下部巖土適宜性，并確保在符合沉降要求的巖土層中設置各類工程基礎。

2.2 巖土設計參數統計分析

要想對變形、基礎地基沉降等現象在高速鐵路工程中的具體體現進行明確的掌握，需要進行大量的計算，因此相應的設計參數適用性和可靠性至關重要。可靠性指的是根據規定條件，科學判斷巖土體相關巖土參數，在對這些參數進行應用的過程中，能夠精確地預測參數真值所在的區間；適用性指的是，在計算巖土力學的過程中，對計算精度和假定條件擁有一定的要求，這些要求必須滿足巖土參數。在這種情況下，巖土設計參數通過地質勘察由工程地質勘察報告提出，其為設計服務，因此這些參數的可靠性至關重要。正因為如此，應當在不同工程類別、巖土層以及工程地質單元的基礎上展開地質勘察工作，并在大量的巖土樣試驗中提升針對性，提出合理的參數。

3 高速鐵路工程地質勘察

3.1 高地震烈度區的地質勘察

高速鐵路施工中，如果需要面對高地震烈度區域，必須及時展開專門的場地穩定性評價，這一過程中，必須對地震動反映譜特征周期分區以及沿線地震小區劃安全性等內容進行充分的掌握，并確保專門的橋址場地地震安全性評價可以針對當地特殊橋梁展開，并且，還應當及時測試場地剪切波速[4]。

以上評價內容屬于小區域穩定性、安全性場地分析，在高速鐵路的高地震烈度區地質勘察中，不僅要對沿線地震歷史資料、水文地質資料等進行明確的掌握，還需要對線路同主要活動斷裂帶之間的聯系進行明確，因此對高速鐵路沿線特殊巖土的分布狀況、特征以及規模進行分析和掌握至關重要，只有在這一基礎上，才能夠對當地的巖體、地貌穩定程度進行判斷，并掌握其引起地震危害的概率。

3.2 建筑材料的地質勘察

高速鐵路施工中，擁有較高的填料標準，我國早期開展的高速鐵路前期研究中，在（鐵建設[2003]13號）《京滬高速地質勘察暫行規定》及2015年實施的《高速鐵路設計規范》中明確指出，在進行地質勘察的過程中，建筑材料是高速鐵路填料應用的基礎。即展開大量市場調查，對相關施工材料的質量及儲量等進行掌握，綜合考慮高速鐵路沿線建設需求，對相關料場的具體位置、巖土性質等進行充分的掌握，最終將詳細的地質材料資料提供給設計人員。勘察工程沿線地質時，應首先科學判定當地采石場以及取土場，詳細勘察路堤料源和填料特性，確保土工試驗能夠分段進行，即選取典型的土源展開施工，在料源確定中，對填料的分布以及種類進行明確[5]。根據相關地質勘察規定，明確巖土在沿線碎石道碴場中的分布、儲量以及巖土性質等內容。《鐵路路基設計規范》是判定路堤填料質量的基礎，明確掌握其隧道棄碴、路塹挖方的種類以及特點至關重要。

4 勘探方法與勘察資料的綜合應用和分析

4.1 勘探方法的綜合應用

綜合應用多種勘探方法，對于提升高速鐵路工程地質勘察質量具有重要意義。即在實際勘探過程中，不斷更新方法和技術，確保土質資料能夠呈現出較高的可靠性。

現階段，我國地質勘察中，多種原位測試方法得到了有效應用，該方法在測試巖土體時可以直接在現場進行，能夠對多種精確的巖土物理力學參數進行獲取，包括壓縮模量、承載力等；同時，高速鐵路勘察中還可以對多種物探方法進行應用[6]。例如，圍巖地震波速在隧道進出口中的具體狀態可以應用地震方法進行測試，該方法可以提升圍巖分級的精確性；在處理深埋隧道地質問題的過程中，可以對CSAMT法進行應用，即可控源大地音頻電磁法，它能夠精確確定巖溶洞穴等的位置；綜合應用原位測試方法、鉆探和物探解譯結果法，從而在鐵路勘探中將物探技術方法的功能充分發揮出來；而在促進高速鐵路巖心采取率和鉆探進度得以提升的過程中，必須提高鉆探工藝的先進性，才能夠確保取樣的質量以及鉆探的質量。

4.2 勘察成果資料的綜合分析

從工程實際出發對評價進行分析至關重要，只有這樣，才能夠有針對性地解決工程問題。地質規律分析中脫離工程實際，不利于提升工程質量。綜合分析勘察成果資料，可以為高速鐵路工程設計提供有力依據，同時，勘察成果資料還必須能夠指導高速鐵路的施工和日后運營[7]。值得注意的是，復雜性是工程地質的一大特點，因此在預測巖土工程是否存在變形以及穩定性的過程中，通常無法保證精確度。而在高速鐵路工程中，會涉及到部分重大巖土工程的施工，此時要想提升預測精確度，可以將實時監測同施工過程進行結合，并以監測資料為基礎，對施工方案進行適當調整，即動態設計重大、復雜工程。

對大量可靠的參數資料、巖土性質資料等進行綜合分析，不僅可以有效指導設計，同時，勘察報告中還應當包含對應的建議和解決措施，保證高速鐵路工程的順利施工和運營；定性、定量分析工程地質綜合分析評價，不僅可以對工程施工線路、沿線工程穩定性進行充分的掌握，還有助于設計及施工人員對工程中的巖土變形和巖土體應力分布等情況下進行充分的掌握。如對區域性沉降地段，通過調查、收集資料及地質勘察掌握第一手資料的前提下，設計還可以提出施工、運營階段合理的工程措施，如限制地下水開采、沉降觀測、可調高支座等，確保高速鐵路運營安全。

5 結語

綜上所述，地質勘察是高速鐵路構建中的基礎，應用科學的勘察方法，為合理選擇工程建設場地奠定良好的基礎。只有這樣，才能夠確保工程順利施工，并提升工程質量。勘察人員必須能夠對高速鐵路工程地質勘察的特點進行充分的掌握，因此確保勘察工作人員擁有較強的專業技能和豐富的實踐經驗至關重要。

參考文獻

[1] 宋婉虹，任輝.綜合地質勘察在長大隧道勘察中的應用探析[J].建筑工程技術與設計，2014（1）：122.

[2] 劉永生.宜昌至恩施高速公路石柱槽隧道地質超前預報的TSP方法綜合研究[D].武漢：中國地質大學，2015.

[3] TB10621-2014，J1942-2014，高速鐵路設計規范[S].

[4] 王開云，陳裕剛，丁兆鋒，等.客運專線鐵路軟土夾孤石地基加固處理分析[J].高速鐵路技術，2013（6）：37-40.

[5] 陳永貴.基于模糊層次分析法的巖溶區高速鐵路線路優選及緩沖回填材料高廟子膨潤土對重金屬離子吸附性能研究[D].上海：同濟大學，2014.

[6] 田光盛.綜合勘察結合專題研究在滬寧城際鐵路工程地質勘察中的應用[J].鐵道勘察，2013，39（4）：33-35，47.

[7] 王建武，李艾明.成礦理論與區域構造理論相結合在工程地質選線中的應用[J].河北建筑工程學院學報，2015，26（4）：9-11.