鐵路工程地質勘測的主要方法

毛 杰

(山西省地勘局二一四地質隊，山西 運城 044000)

鐵路工程地質勘測的主要方法

毛 杰

(山西省地勘局二一四地質隊，山西 運城 044000)

介紹了鐵路工程地質的主要類型，詳細闡述了鐵路地質勘測中常用的技術方法，并列舉了巖漿巖、深變質巖、沉積巖、淺變質巖、松散沉積層等地區的地質勘探方法，以提高工程地質勘探的效益和質量。

鐵路，地質，勘測，地區

0 引言

由于我國地質類型的多樣性，所以在此條件下，我國的鐵路地質勘查的方法有很多種。傳統的地質勘查方法有地質測繪加鉆探，這是最直觀可靠的方法。但是隨著我國鉆探技術的不斷發展，出現了遙感、觸探、物探等一些技術，結合利用先進和數字化儀器實行對我國鐵路工程的地質勘查，提高了地質勘查工作的質量和效益。

1 我國鐵路工程地質的主要問題

我國鐵路的地質情況直接影響了我國的鐵路建設，因此在進行地質勘查時，應首先了解我國的主要地質情況，為使用何種地質勘查技術提供條件。1)高山峽谷區地質問題。我國高山峽谷區的地質問題主要是斜坡物質的運動，主要包括滑坡、泥石流、坍塌等情況；2)特殊巖土的破壞以及變形問題；3)越分水嶺在深埋隧道時，山體的能量釋放或者物質移動問題，其中主要包括軟巖塑變、涌水、突水、圍巖坍塌等情況；4)地殼運動地質問題。其中主要包括地震災害、斜坡運動、地面變形以及位移破壞對鐵路工程施工的影響。

2 我國鐵路工程地質勘測的主要方法

2.1 傳統的地質調查測繪方法

在鐵路進行地質綜合勘查時，此傳統方法是最基本的勘探方法，其主導了各個勘探階段的地質勘查工作，為勘探點的布置和各種不同技術方法的選擇提供了依據。傳統的地質調查測繪方法貫穿了地質勘測工作的全過程。

2.2 遙感技術方法

遙感技術在對我國鐵路工程進行勘察時，是利用遙感圖像判釋技術，對鐵路工作的地質進行調繪。此方法是通過遙感圖像獲取信息迅速全面、視域寬闊的特點，在宏觀上，對鐵路工程所處地的地質情況進行初步的查明，避免重大不良地質對我國鐵路工程施工的影響。遙感技術改變了常規的調查方法，使其調查方法由點到線到面的模式變成了由面到線到點的模式，使用判釋成果來對地面調繪進行指導。

遙感技術的基本方法是指以遙感圖像的綜合對比分析和判釋方法，從宏觀上調查鐵路工程所處地的工程地質、水溫地質以及區域地質等情況，為鐵路工程通過地的地質條件評判提供依據。在一些特殊的地質段以及資料缺乏的鐵路施工地區，比如出現施工地區地形和地質復雜、有越嶺隧道工程的鐵路項目等情況時，其作用非常明顯。

2.3 物探技術方法

物探技術方法具有勘探深度相對隨意、方法多的特點，在大面積勘測時，使用點、線、面相結合甚至是三維勘探，是我國鐵路工程地質勘查的重要手段。有效合理的應用物探技術，可以提升地質勘查的宏觀控制水平，有效降低鉆孔布置的盲目性，提高其利用率。另外，物探技術可以勘測地層的磁化率、電阻率、彈性波速度、放射性、地溫等，為鐵路工程施工方案的設計提供多種參數。物探技術方法在使用時的原則是：

1)物探是鉆探前的先行工作，通過利用其信息量大和測點密集的優點，可以使用剖面性、全面性或者是透濕性探測技術，分析地下異常點，依據物探的異常、物性分區分段及界面合理經濟的布置來設置鉆孔點。

2)使用此方法時，應注意將物探出的異常點與實測資料、地質鉆孔資料和地質調繪資料相結合進行分析。依據物探方法取得勘查對象的物性參數，提升物探技術的解釋精度。

3)在遇到使用一種物探方法無法完全解決在勘探時遇到的問題時，應與其他物探方法相結合使用，進行綜合性的地質物探。并且應考慮工程所處地的地形、地貌等干擾因素，進行合理的組合應用，確保地質勘查準確性。

4)在選擇合理的綜合物探方法時，不僅要考慮勘查的效果性，也要考察方法的經濟性。

2.4 鉆探技術方法

鉆探技術為鐵路工程設計施工提供了科學的依據。可勘查工程所處地的基礎地質條件，對所處地的水文地質進行試驗并獲取土工試樣，且對其他勘探技術的推斷和解釋及地質調繪進行驗證。在鐵路工程地質進行綜合勘探時，應注意其勘探原則。第一，關于重點工程較深程度的鉆孔，都應該對其進行相應的孔內測試或者物探測井。第二，在孔位進行布置前，要求對地質進行詳細的地質描繪和物探工作。

2.5 土工試驗方法

土工試驗方法指在地質勘查時，對所處地的地質進行野外采樣，在室內對樣品進行相應的物理力學和化學等指標的測試，獲得按工程設計與施工時需要的實驗參數指標。為鉆探、物探、原位測試進行土名鑒別及獲取試驗指標提供依據。

2.6 原位測試方法

原位測試方法指對現場的地基土進行多種參數的測定獲得施工需要的土樣指標，是鐵路工程地質勘測中經常使用的手段。其主要方法包括載荷試驗、靜力觸探、十字板剪切試驗以及預鉆式旁壓試驗。

2.7 綜合勘探技術方法

綜合勘探技術方法指對鐵路工程的地質實施勘探時，在利用遙感技術進行地質測繪的條件下，充分合理的與物探、原位測試方法、鉆探等各種勘探方法相結合來勘測地質。各種方法通過取長補短來獲得多性狀的地質信息，提高鐵路地質勘探的效益和質量。此方法尤其適合于大型的地質復雜型工程以及前期鐵路選線的地質勘查。

3 幾種不同地質條件下的地質勘探方法

3.1 關于巖漿巖及深變質巖地區的地質勘探方法

1)在基巖覆蓋地區的勘探方法。在基巖覆蓋地區施行地質勘探時，探測較大范圍的覆蓋層厚度以及貫穿覆蓋層對地區地下地質結構進行勘探，可以采取電剖面法和地震折射波法，這些方法精密度比較高而且效果比較好。另外，也可以采用電測探法，此方法在探測覆蓋層與風化層厚度上的效果相對較好。若在探測時覆蓋層下面出現明顯的磁性差異情況時，應利用磁法對其進行勘探，確定隱伏的斷層位置和基巖的巖性。

2)在小于500 m埋深的基巖裸露地區勘探方法。對此地質進行勘探時，因不明顯的地層對比標志，所以使用地質調繪方法難度系數較大，應使用綜合物探方法。其中物探方法的選擇應根據地質問題和條件來確定，在實施中，可采用彈性波速度法等方法來實施勘探。

3)在偏大埋深(200 m～2 000 m)基巖覆蓋或者裸露地區的勘探方法。在對較大深埋基巖覆蓋或者裸露地區采用電法和地震勘探效果不佳時，可以使用大地可控源音頻大地電磁法和高頻大地電磁法對此地區進行勘探。

3.2 沉積巖及淺變質巖地區的地質勘探方法

1)在平緩褶曲結構區的勘探方法。在此地質中，其地質構造多是以交互的砂頁巖地層、含煤地層、軟硬相間地層以及石膏等級軟地層等一些地層組成的。在平緩產狀的巖層呈現格曲或者單斜狀態時，應該使用電測探技術方法和地震反射波技術方法來獲取三維或者二維地層發射圖，并與控制性鉆孔相互配合，對此地區地質進行準確的勘探。

2)在單斜巖層結構區勘探方法。在進行該地區的地質勘探時，如果調查測繪方法獲得的資料可以通過地表各層巖性推判地下設計標高時，此時應采取地震折射波技術方法勘探淺部完整基巖的界面速度。依據地質調繪和航片判釋方法獲取巖層的產狀，從而通過地層波速推測設計標高，且在鉆孔時使用聲波測試對此地區的各地層巖性進行勘察，并比較鉆孔和地表兩種方法的縱波速度。

如果基巖地區被土層大面積覆蓋，此時除覆蓋地段以外的地區，可以使用衛片判釋和航判釋方法，在覆蓋地區運用綜合物探技術和地質調繪相配合方法，為鉆探布孔做指導。

3)在強磁性地層區的勘探方法。在覆蓋層厚的地區，因覆蓋層下基巖有不一樣的巖層，因此會出現磁性差異現象。可采用磁法勘探技術對隱伏的斷層的位置及基巖的巖性進行勘探，并和電法及彈性波探測法相結合對該區地質進行勘察。

3.3 在松散沉積層地區的勘探方法

1)地質為細顆粒土時。在此地質上，應該在地質調繪的前提下，應用靜力觸探技術或者動力觸探技術與鉆探方法、物探方法及土工試驗方法相配合，依據不同鐵路工程類型和勘探階段的要求，選擇適合的勘探方法。

2)在土石界面層時。在地表是第四系松散地層覆蓋且下伏基巖時，一般在地質調繪的前提下，運用綜合物探方法與動探、靜探鉆探技術相結合的模式，依據彈性波速度和電性的差異性，顯示電剖面法、電測探法和地質折射波法的作用，對此地質進行勘探。

4 結語

通過上文可以看出，我國的地質勘探技術有多種方法，應該根據鐵路工程所處地的地質來確定使用何種勘探技術。地質的不同決定了勘探方法的不同。提倡對鐵路的地質進行勘探時，應使用綜合勘探技術對鐵路地質進行勘探，各勘探方法之間揚長避短，提高地質勘探的效益和質量，確保我國鐵路施工的正常進行，避免地質事故的發生。

[1] 譚衢霖,魏慶朝,楊松林，等.鐵路工程地質遙感雷達圖像應用分析[J].鐵道工程學報,2009(1)：25-27.

[2] FJBaynes,PGFookes.綜合工程地質法[J].四川建材,2012,38(6)：33-35.

[3] 周 云.對地觀測技術在鐵路勘測設計中的應用[J].鐵道工程學報,2012(2)：69-71.

On main methods for railway engineering geological survey

MAO Jie

(No.214GeologicalBrigade,ShanxiBureauofGeologyandMineralResources,Yuncheng044000,China)

The paper introduces the main types of railway engineering geology, mainly illustrates the common technical methods for the railway geological survey, and lists the geological survey approaches for magmatic rock, grade metamorphic rock, sedimentary rock, epimetamorphic rock, and unconsolidated sediments, so as to improve the benefits and quality of the engineering geological survey.

railway, geology, survey, area

1009-6825(2014)34-0098-02

2014-09-27

毛 杰(1985- )，男，助理工程師

TU412

A