復雜地質條件下山區公路地質勘察方法探究

張建衛

（河南省交通規劃設計研究院股份有限公司， 鄭州 450000）

1 地質條件及主要工程地質問題

我國山區分布面積較大，因受到大地構造運動及氣象水文條件影響，形成結構相對復雜交錯，對我國道路建設造成了較大的難度，即使山區在地質條件上對道路建設存在有局限，但我國從未放棄對山區建設的發展，因此，要正視山區項目工程地質問題，采用針對性的解決措施而進行彌補。目前，山區工程地質問題主要存在于以下幾個方面：

山區地質構造主要分為斷層與褶皺，兩者形成的地理風貌較為險峻，斷層兩盤相對運動，促使附近的巖石破碎，形成斷層破碎帶，從而形成滲流通道，且寬度并不統一，有大有小，對公路隧道和橋梁建設帶來了巨大的挑戰，一般情況下，在選線階段進行避讓。褶皺情況改變了巖石的原始狀態，但仍存在一定的連續和完整性，由于存在部分褶皺帶巖層傾角變化大[1]，處于不穩定狀態，對公路建設邊坡的穩定性會造成較大的影響。在山區道路建設中遇到這種情況，通常會按照順坡的秩序使用強支擋措施通過，以此用來增強該區域施工的穩定性。除此之外，受構造運動影響，地表以下的地層內部會存在殘余應力，對公路建設存在較大的質量安全威脅，公路深埋隧道建設要重視這一問題，采取針對高地應力區的措施。山區地質結構相對復雜，常伴有不良地質災害頻發，山區地形地貌以構造剝蝕丘陵地貌，分布無規律，嶺、谷間隔分布，也沒有規律的間隔大小，地形起伏較大，無疑對公路建設造成了一定的限制，還存在部分地段受地下水和地震的影響，對線路挖方段等工序中交替出現，從而導致地形結構發生變化，逐漸演變為深路塹、高路堤及陡坡路堤等情況。在這種情況下，對公路工程建設穩定性和承載力造成了威脅，尤其是邊坡容易失穩破壞（見圖1）。

圖1 山區地質問題易發的公路工程病害

2 山區公路地質勘察方法

2.1 現場地質勘察

現狀地質勘察面向山區道路施工區段，結合工程勘察任務要求，進行實地勘察。主要對測區的一些先創基本情況進行調查，其中，涉及基本地質情況、地面介質、建筑物分布情況、地形變化等[2]，對一切影響公路工程建設的因素進行勘察。對測區的地質結構進行分析，并匯總出該區的地形圖，檢測該區段控制點的位置，為后期施工提供有效依據。與此同時，還要了解并掌握管線埋設情況，明確管線的類型、埋深、材質、管徑等數據，通過對現場地質勘察后，要對勘察數據的可靠性和可行性進行進一步的檢查。

2.2 地質測繪

復雜地質條件會存在大量的特殊隱藏點，通過利用先進技術實現地質測繪可以使施工團隊更直觀地判斷地質條件分布情況，對不利條件進行準確的避讓。地質測繪技術的勘測目標是測區的地質情況和水文情況，例如，測區的地質特點、氣象、水文、地震數據等，對山區的巖石種類、形成順序、厚度、結構及變化規律等，將所有勘測內容可利用地質遙感圖像分析（滑坡遙感影像如圖2、圖3所示），可以為施工團隊提供施工線路，將地形地貌、水體分布、地質災害等信息，提高線路比選的精確度和可行性，對不利路段進行有效的避讓。地質測繪為選線工作提供了良好的參考依據，對隱晦、現場地面勘察不出的隱藏條件均能直觀地展示出來，如斷裂構造線等，該方法提高了地質勘察效率和可靠性，是地質勘察的重要手段。

圖2 滑坡遙感影像

圖3 滑坡群遙感影像

2.3 工程地質鉆探

工程地質鉆探存有較多方法，這些方法均要在地質測繪的基礎上加深勘察，要根據測區的不同地質條件選用不同的鉆探方式，其中包括簡易鉆探、機械鉆探、坑（槽）探等。通過工程地質鉆探，可以準確地了解測區的巖石分布情況，如空間展布、地下水分布情況及地層分布等，從而更加精確地為公路工程施工提供可靠的參考。簡易鉆探對測區條件要求簡單，實現對巖石性質的鑒別，勘察技術相對簡單，主要對覆蓋層較薄或軟土分布地帶進行勘察，對一般路段應用效果較好，對測區中存在軟弱路基地段需要使用靜力觸探。機械鉆探需要借助勘察機械對巖土層的特征和空間分布進行良好的勘察，對地質和地層結構極易明確，主要對巖、土、水試樣進行室內試驗，能夠對地質內部應力做進一步勘察，獲得相關物理力學參數，對測區地質情況進行了準確的評判，對抽水試驗、聲波測試等原位測提供有效條件。坑（槽）探需要挖坑、槽剝操作能夠剝離出巖面，然后對巖土特征進行全面的分析，通過坑（槽）探方式還可以對巖石的理裂隙產狀、組數、間隔等信息進行明確，可以結合工程要求對所需要的內容完成采樣。

2.4 工程物探

工程物探勘察方法主要以音頻大地電磁法進行作業，對測區地質中存在的隱蔽點進行仔細的勘察。在一定條件下，還能應用到高密度電法進行勘察，對地層巖石的埋深等內容進行勘察，為后續公路建設提供有力依據。山區巖石性質較為復雜，只有清楚測區巖土屬性才能有效地保障公路建設的穩定性。在工程物探中，聲波測井及波速測試是必不可少的。主要測試巖土的彈性縱波和橫波波速，對巖石自身強度進行判斷，如巖土體的斷層、持力層選擇等，通過測試還可以了解到巖土類別和地震效應等。綜合測井也是工程物探中重要的一項內容，主要測試目的是了解物性參數劃分地層剖面，采用電阻率、聲波速度、井溫、井徑等參數進行測試[3]，對鉆孔內進行綜合分析，包括對其中孔內地溫及自然放射性變化進行判斷，能夠控制對施工不利條件。除此之外，還能確定軟弱夾層厚度，對隧道圍巖進行彈性波分級。

3 山區公路勘察工作質量管理

復雜地質條件下，山區公路地質勘察工作綜合性較強，需要勘察的項目較多，要求選調經驗豐富的資深人員組成勘察團隊，明確各工作崗位職責，采取良好的人力資源分配。山區地質條件復雜，只有勘察效果到位，才能保證公路建設高效實施。因此，勘察團隊要先對已有的資料進行基礎的分析，深入剖析并編撰勘察綱要，制訂針對性強、目的性強的勘察方案，并結合工程需要和真實地質情況進行設計勘察工藝和方法，為項目匹配優良的機具設備及試驗設備，提高地質勘察的精確性和可靠性，確保高效完成勘察工作。山區地質結構復雜，可以采取動態勘察方案，部分地質問題會在勘察的過程中逐漸暴露出來，因此，可以結合地質真實情況調整勘察方案，保證勘察方案的適應性和可行性，同時要避免工程建設誘發地質災害，將安全管理工作落實。

4 結語

山區道路建設一直以來都是社會關注的問題，山區地勢復雜且縱橫交錯，相對平原地區建設，施工難度較大，危險系數較高。采取合理的綜合勘察手段，對復雜山區地質情況加深了解，可以預測工程地質問題，能夠為山區公路建設提供有力的憑借依據，對地質安全隱患和建設誘發的不良地質災害進行預判和防范，提高山區公路建設的安全性和建設效率，也將取得更好的環境效益。