長大深埋隧道工程地質綜合勘察技術應用實踐

崔 宏 文

(山西省地質勘查局二一四地質隊，山西 運城　044000)

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長大深埋隧道工程地質綜合勘察技術應用實踐

崔 宏 文

(山西省地質勘查局二一四地質隊，山西 運城044000)

以遙感控制結果為核心，地質與水質調繪為基礎，并結合地質綜合勘探技術，對長大深埋隧道工程進行了地質勘察，有利于制定出合理的施工方案，進而減少施工時間，降低工作任務量，提高企業的經濟效益。

長大深埋隧道，地質勘探，綜合勘察技術，實踐探究

綜合性勘察技術主要是對施工現場的地形地貌、地質環境、施工類型、技術手段、勘察階段等進行詳細檢測，對獲取的地質條件資料實施相互驗證處理，揚長避短，用最少的實際勘察技術收獲最好的勘察結果，從而達到事半功倍的效果。同時，在地質資料整理過程中，可利用綜合性分析的方式，對不同地質資料進行對比，保障地質資料的全面性、準確性、可靠性，為長大深埋隧道工程質量奠定良好基礎。

1　遙感技術

利用遙感圖像能夠真實、全面、客觀的反映地質條件等情況，更是地層結構、巖石層、地形地貌、植被土壤、水質、工程質量、人文文化等綜合資源信息庫。同時遙感圖像具有資料新、連續性強的特點，因此，遙感圖形所提供的數據信息更加地具有現實性、可利用性、價值性，使實際的地質條件數據信息及時反映至遙感圖像中。另外，遙感圖像獲取地形條件數據信息范圍較廣、距離較遠，可對不同的地質環境進行窺視，利用“鳥瞰”的方式描繪地形整體特征，發現不同地形之間存在的聯系。

遙感技術在長大深埋隧道工程中起著決定性的作用，同時也對地質調繪有著積極的引導作用。在進行長大深埋隧道工程施工建設過程中，采用三維立體遙感技術對地質條件進行勘察，使傳統的地質條件紙上作業向計算機網絡作業轉化、二維平面向三維立體的轉化、低精準度向高精準度的轉化。三維立體式遙感技術能夠對實際現場地質條件進行真實化還原，不僅是地質勘測的精準工具，還是遙感人員工作交流平臺。新型的三維立體遙感技術避免野外實地調繪工作的局限性以及盲目性，降低施工人員的工作任務量，有效地保障了地質勘測數據結果的準確性、質量性。

2　大范圍地質調繪技術

地質調繪工作是長大深埋隧道工程的前提與基礎條件，地質調繪工作的優劣直接關乎著長大深埋隧道工程地質勘測的質量。地質調繪工作屬于從宏觀至微觀、現象至本質、定性至定量的勘測方法，以實際勘測的地質條件為依據，以相關地質理論資料為方向，實現調繪地質資料去偽存真、去粗取精的過程，并同時對獲取的長大深埋隧道地質條件數據進行歸納、整理以及分析。

一般情況下，在長大深埋隧道工程地質調繪過程中，應對該區域地質情況和遙感數據進行詳細分析，其中地質調繪的內容包含以下幾點：地層結構的分布情況、特點、區域劃分；地質規模、斷裂情況等因素對長大深埋隧道工程的影響。地質調繪方法主要是以垂直地界路線穿越法，特殊地質條件中可采用沿線追蹤地質調繪法。關注重點為：長大深埋隧道工程斷裂結構、密集情況、較大地表水、地下水等之間的關系。調繪路線：以長大深埋隧道中心500 m處為重點調繪點，500 m～1 000 m范圍內為輔助調繪點，根據相關數據的顯示，提高隧道中心位置和輔助位置的調繪工作，能夠有效保障長大深埋隧道地質條件勘查數據的真實性、客觀性、可靠性、實用性。

3　地質綜合勘察技術

物探屬于一種間接性地質勘察技術，主要是通過地質物體的特性判斷位置的地質因素，在地質數據采集過程中，會受到地形地貌、氣候環境、人為因素、自然因素等限制，因此，為了更好地保障物探工作結果的準確性，應深刻了解地質調繪工作的深刻內涵。

常用的物探技術有地震折射波法、瞬變電磁法、音頻大地電磁法、地震反射波法、高頻大地電磁測深法、高密度電法等幾種。

3.1地震折射波法

地震折射波法主要是對地震波在速度分界面滑行振動的研究，從而確定接收的折射波之間存在的關系，這是一種勘測地下界面深度的物質勘探技術。其特點為：接收道較小，一般情況下在24道左右；勘探深度較淺，一般情況下在100 m左右；精準度較低，一般情況下采用皮尺進行測量；覆蓋次數較少，例如：勘測源淺、作用量小。主要作用為：對長大深埋隧道工程地質結構進行分層，例如：基巖面、風化區、覆蓋層等；勘察地質斷裂結構的空間分布情況及特點；檢測地質巖層的變化參數，例如：剪切模量和楊氏模量、泊松比等。應用范圍為：長大深埋隧道進出口處、淺埋地段的剖面勘測、隧道口巖土層速度變化值等。

3.2瞬變電磁法

瞬變電磁法又可稱之為時間域電磁法(Time domain electromagnetic methods)，簡稱為TEM。利用接地導線或不接地導線作為脈沖電源的長源，以探測的目的生成二次電流，當脈沖電源隨著時間的變化而發生改變過程中，完成長大深埋隧道地質條件勘察工作。其特點是：第一，高阻圍巖地區勘察地質條件不會受到地形地貌的影響；低阻圍巖地區由于采用的為道勘測技術，對于早期地質條件的影響也不會存在明顯變化。第二，可以利用多種勘察點共同勘察的方式，使其能夠對勘察對象的耦合性、異常性、簡單性、分層性進行明確分析。第三，線圈位置、接法距離要求相對比較疏松，勘察方法較為簡單，工作效率較高。第四，具有穿透低阻礙地區的能力，勘察深度較大。第五，長大深埋隧道剖面測量與測深工作同步完成，增加了數據的有效性。正是由于上述特點的影響，時間域電磁法應用范圍為：解決長大深埋隧道地層斷裂、地層劃分等問題，其具有的勘測深度在400 m～500 m之間。

3.3音頻大地電磁法

音頻大地電磁法(electromagnetically method(AMT))又可稱之為EH-4法，產生時間在1990年左右，由美國兩家公司聯合形成了EH-4系統，這項電磁探測設備，可以將觀測距離地上區域幾米到1 000 m之內的地質斷面電性轉變成信息。其主要是通過宇宙內的雷電、太陽風等天然帶來的電磁信號當做激發場源，這一部分的場源不屬于過渡城區以及近場區。而音頻大地電磁法更是具有諸多特點，例如：較強的抗干擾能力、勘探的范圍較廣、橫向分辨能力較高等。

3.4地震反射波法

地震反射波法作用原理為：當地震源被激活時，地震波以球型向地下空間進行移動，如遭遇巖土性分界面、斷層、碎裂帶以及巖溶體等異常體的阻礙，地震波折返數據信息就會被地面檢波器進行接收，并通過接收的數據信息生成系統的地震剖面，從而達到長大深埋隧道勘察的目的。地震反射波法的特點：最小接收道為120道，勘察深度在3 000 m以上，精準度較高(需采用GPS儀器進行定位)，覆蓋次數多等，但是，它在長大深埋隧道淺層(0 m～100 m之間)勘察范圍內屬于盲區，只對深層勘察隧道地層有實際效果。應用范圍為：地形地貌變化幅度大、埋藏深度較長的長大深埋隧道。

3.5高密度電法

高密度電法具備自身獨特的性質，其與常規型的電法存在的本質區別就在于供電方向，高密度電法主要形式是地下供電，而且異常體及地質體的本質不同也導致電流吸引形式的差異。針對巖溶勘測工作而言，通常情況下空腔巖溶性質為高阻，而充填型巖溶性質為低阻，針對滲水破碎帶而言，其具有低阻性質。而巖性的差異也將導致其阻值的不同，根據此因素，可以對地層巖以及巖溶的自身性質進行一個直觀的判斷，并且以此為依據，可以獲取目標地下介質信息，針對電阻率具體分布情況進行一個整體的掌控，以此來對隧道圍巖的范圍分布情況及自身性質進行綜合分析。

4　結語

因為長大深埋隧道工程是由多階段、程序以及多專業的勘察體制組成，所以，該工程對地質資料的要求較高。在地質條件勘察過程中，應適當采用綜合性勘察技術，結合實際施工現場情況，對地質條件勘察結果進行系統化的數據分析與研究，并對其研究成果進行合理闡述，保障地質條件勘察資料的準確性，為長大深埋隧道施工項目提供充足的數據信息。

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[2]劉愛平.長大深埋隧道工程地質綜合勘查技術應用研究[J].建筑工程技術與設計,2015(9):1184.

[3]向波,李玉文.米倉山深埋特長隧道綜合勘察技術應用[J].西南公路,2013(2):225-230.

[4]易鑫,白雪飛.淺談綜合地質勘察在長大隧道勘察中的應用[J].鐵道勘察,2011,37(2):75-78.

[5]連載.長大深埋隧道(連載三)[J].現代隧道技術,2012,49(6):4-12.

[6]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):90-123.

On application of comprehensive geological survey technique in deep-buried long tunnels

Cui Hongwen

(No.214GeologicalUnit,ShanxiGeologicalSurveyBureau,Yuncheng044000,China)

Centered on the remote control results, the paper undertakes the geological survey of deep-buried long tunnels the based on the geological and water quality by combining with the geological comprehensive survey technique, reduces the construction period and lower the tasks, so it is beneficial for making the reasonable construction scheme and promote enterprises’ economic benefits.

deep-buried long tunnels, geological survey, comprehensive survey technique, practical research

1009-6825(2016)23-0173-02

2016-06-09

崔宏文(1963- )，男,工程師

U452.11

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