论公路隧道工程的地质勘探技术

【摘要】在公路建设中要对工程项目所在地山体的地质状况进行勘测，这是公路隧道工程建设的过程中必不可少的重要环节。公路隧道工程的地质勘探工作，是进行公路工程规划、设计与施工的重要依据和前提。文章讨论了关于公路隧道工程的地质勘探技术的相关内容，以供参考。

【关键词】公路 隧道工程 地质勘探技术

一、引言

公路建设地质勘察的主要内容是查明公路沿线范围内的工程地质条件，获得可靠的岩土参数；查清线路区不良地质现象、特殊性岩土，做出专门性评价，有针对性地提出处治建议；在综合分析的基础上，为施工图设计提供详细的设计依据。为了正确处理其与自然条件的关系，充分利用有利条件，避免或改造不利条件，必须进行公路隧道工程的地质勘探工作，为公路工程的规划、设计和施工提供依据和指导。

二、地质勘探的作用

科学的地质勘探工作能够为后续工作提供基础数据，为后续工作的工艺设计等提供技术的参数。在修建公路隧道工程时，为了提高工程的质量、确保隧道安全通车，在工程进行之前，需要对山体的构造进行详细的地质勘探，从而详细的掌握山体内部的地质状况、水文情况，为公路的选线和隧道工程施工方案的制定提供充足的依据。特别是在山区公路修建的过程中，常常会遇到多种不利地形以及不良地质状况，例如，软土地层、岩溶地貌、冻土带、湿陷性黄土层以及膨胀土等，如果在建设时未能及时采取有效的预防措施，就很有可能发生安全事故。提前做好地质勘探就能够很好的预防这些问题，减少安全事故的发生。

三、隧道工程地质勘察内容

全面了解和掌握公路隧道所处自然地理和地质环境的规律和特点，从最大限度地适应和保护自然环境这一基本观点出发，合理地进行选线与工程布局，减少不必要的深挖高填和对自然森林植被的破坏，是现代公路隧道建设必需遵循的基本原则，也是公路隧道建设成功的关键所在。通过地表露头的勘察或用简单的揭露手段，查明隧道区地形、地貌、岩性、构造等，以及他们之间的关系和变化规律，从而推断不完全显露或隐埋深部的地质情况。重点调查隧道通过的不良地质、特殊地质地段，确定隧道准确位置的工程地质条件。过去对隧道的勘探重点放在岩溶、断层等不良地质或灾害地质上，对新构造运动强烈地区玄武岩与凝灰岩不同组合结构等引发的隧道地质问题认识不足；对玄武岩深部的差异风化问题研究较少，更缺乏行之有效的勘探方法和勘探工作程序。

四、地质勘探的过程

1、资料收集阶段。进行地质勘探之前，首先要对当地环境的状况进行详细的了解，包括公路隧道施工地点的地质状况、气候类型、水文条件、是否发生过地质灾害等。资料搜集环节为后期隧道路线的选定工作积累充足的数据资料对地质勘探工作的顺利展开有着重要的作用。

2、地质勘探阶段。常用的方法有电法勘探、电磁法勘探、地震勘探、声波探测、重力勘探、磁力勘探与放射性勘探等。在实际的勘探工作中，根据实际情况选择相应的勘探技术。

五、地质勘察的主要方法

公路隧道地质勘探中，应用的技术方法较多。在具体的勘探工作中，首先应对公路隧道的资料进行收集与分析，明确地质勘探工作要求。根据既定隧道勘探选线进行地质初探，根据工程初探资料、原始资料等制定后期详细勘探计划。选择适宜的勘探技术进行勘探工作，以此为隧道工程的施工奠定基础。在公路隧道地质勘探中，还需要根据隧道工程预定线路进行地质勘探分析工作，提高勘探工作质量的同时注重勘探安全，避免勘探事故的发生

1、钻探法地质勘探技术。钻探法是利用钻探机械对地层深处的土壤进行采样的方法，和其他地质勘探技术相比，钻探法的应用的时间较长，技术成熟，并且可以得到土壤的样本，从而准确的分析出地层的特点。依据钻探规模的不同，可以将钻探法分为轻便钻探与钻探两种，为人熟知的洛阳铲便是轻便钻探法的常用工具之一。而为了保证地质勘探的准确性，在公路隧道地质勘探的过程中，需要利用大型钻机来进行钻进，并根据现场的情况与钻机的型号确定钻进的方式。

2、超前水平钻探地质勘探技术。对规模较大的区域性断层、物探超前预报的异常段（可能的岩溶发育段及突涌水段），通过超前水平钻探进一步确定断层的位置、破碎带的宽度、富水情况，并进一步确定岩溶的发育情况。包括溶洞的位置、大小、充填情况等。对关键区段采用超前钻探的方式进行调查。取得最直接的依据。施工现场最易实施的是沿掌子面布置3个～7个超前的深孔，预测前方地下水情况，特别是向斜地段、可能有突水地段，采用这种方法是比较行之有效的。

3、ATM法又称为大地音频电磁测探法。大地音频电磁测探法具有地形条件限制小、勘探深度大、观测效果高、抗干扰能力强且兼有测深和剖面研究等优势。该测探法是以天然电磁场信号场源为主、人工场为辅用于研究电磁波在地下的传播规律，以查明工程地质情况的一种地球物理勘探技术。ATM法工作原理为假定大地电磁场为一种平面波，沿铅锤方向涉入地下，通过观察地下天然电磁信号，获得地下介质体的信息，即电场信号和磁信号，然后将这些信息进行处理，最终得到关于地下深度地层的电阻率值。大地音频电磁测探法进行野外布极和数据采集时，其电极布置通常采用“+”形方式，不仅能较好的克服表层电流场不均匀影响，而且还可消除共模干扰，如遇特殊地形等情况，还可采取“T”或 “L”形的布极方式；电极各磁棒应严格与对应方向保持一致，最后用土将其埋实。

4、高密度电法勘探技术。高密度电法是工程物探有效方法之一，由常规电法发展而来，就其原理而言，与常规电阻率法完全相同，仍然以岩、土的电性差异为基础，通过观测和研究人工建立的地下稳定电场的分布规律来解决矿产资源、环境和工程地质问题。当人工向地下加载直流电流时，在地表利用相应仪器观测其电场分布，研究在施加电场的作用下，地层中传导电流的分布规律即视电阻率的分布规律，根据不同部位电阻率的差异性来推断岩溶发育情况，为隧道的施工提供勘探支持。

5、工程地震勘探技术。此技术广泛应用于工程地质勘探的方法之一。在隧道工的地震勘探中，利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探中，勘探人员利用专门仪器检测、记录人工激发地震的反射波、折射波的传播时间、振幅、波形等，从而分析判断地层界面、岩土性质和地质构造。它利用人工激发的地震波在介质中传播的物理特性来探测地质现象。通过研究地下岩土体或地层的地震参数与岩土物性参数及结构参数之间的关系，确定各种地质界面的空间位置、形态，解决非均匀复杂小构造地质体的形态、性质、结构以及对地下介质进行综合评价。

七、结语

要做好公路隧道地质勘探工作就要做好现场的检测以及信息化管理工作，此外项目负责人要切实履行自己的职责，确保工程的施工能够顺利开展。施工技术人员要不断的探索和研究新技术，从而提高隧道工程施工的效率，缩短工程的施工时间，增进工程的施工质量。

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