復(fù)雜地質(zhì)條件下的地質(zhì)勘查技術(shù)初探

李墨　潘東升　王雪巖

摘 要：當(dāng)前社會，土地資源的數(shù)量正在不斷減少，為了滿足土地資源利用的需求，相關(guān)部門在對土地資源進(jìn)行利用前，需要做好地質(zhì)勘察工作。本文對復(fù)雜地質(zhì)條件下地質(zhì)勘查技術(shù)進(jìn)行了介紹，希望對地質(zhì)勘查單位提供一定幫助，提高工作的質(zhì)量以及安全性，避免在施工的過程中出現(xiàn)由不良地質(zhì)災(zāi)害引起的災(zāi)害與事故。合理利用地質(zhì)勘查技術(shù)，可以杜絕安全隱患的出現(xiàn)，可以保證地質(zhì)工程的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)；地質(zhì)勘查；技術(shù)；病害

中圖分類號：TU195 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

在隧道掘進(jìn)的過程中，綜合采用綜合勘測技術(shù)對地質(zhì)構(gòu)造情況進(jìn)行合理的分析，這有利于及時發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)問題，預(yù)防安全事故的出現(xiàn)。在本文的工程案例中，地質(zhì)地層是由高碳質(zhì)泥巖、煤層、砂巖等構(gòu)成的，巖性比較復(fù)雜，很容易出現(xiàn)不良地質(zhì)現(xiàn)象，地質(zhì)條件較為復(fù)雜，軟質(zhì)的巖石會發(fā)生變形問題，下面筆者對地質(zhì)勘查技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)條件工程中的應(yīng)用情況進(jìn)行簡單的分析，以供參考。

1 工程概論

某公路工程是該省重要的公路干線，在我國高速公路網(wǎng)中也占有重要的地位，地層巖性比較多，通過檢測發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)的地層出現(xiàn)了巖溶突水、突泥、煤層瓦斯以及巖爆等不良地質(zhì)問題，工程地質(zhì)條件比較復(fù)雜，需要采用地質(zhì)勘查技術(shù)對其進(jìn)行處理。這一地區(qū)先后進(jìn)行了多次公路隧道施工，在施工與運(yùn)行時出現(xiàn)了多次安全事故。其中隧道發(fā)生的重大瓦斯爆炸和，造成了多人死亡，幾十人受傷。在對隧道施工資料進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，隧道溶洞中存在多種有害的氣體，施工階段還出現(xiàn)了多次大涌突水問題。在分析安全事故隱患時，需要結(jié)合勘察階段的地質(zhì)資料，還要結(jié)合施工后期隧道勘察精度調(diào)查結(jié)果，保證精度達(dá)到要求。

2 隧址區(qū)構(gòu)造發(fā)育情況

對于隧址區(qū)，工作人員需要對構(gòu)造發(fā)育情況進(jìn)行調(diào)查，在隧道的隧址區(qū)位于褶皺地帶，并且處于發(fā)育狀態(tài)，這一地區(qū)的巖層巖性較多，巖溶管道大涌水比較發(fā)育，砂巖裂隙水比較發(fā)育。在隧址區(qū)內(nèi)，褶皺構(gòu)造具有緊密、細(xì)長的特點(diǎn)，軸部巖層處于直立的狀態(tài)，有的甚至處于倒轉(zhuǎn)的狀態(tài)。在隧址區(qū)的前段，主體部位的兩側(cè)存在發(fā)育復(fù)式裂線，這一部分還會受到地臺基底輪廓的控制。在地區(qū)中心部位的軸線呈現(xiàn)出了放射狀的排列狀態(tài)，多個斷裂區(qū)域都屬于比較發(fā)育，還有的部位存在小斷裂現(xiàn)象，斷裂走向與構(gòu)造線屬于同一發(fā)展趨勢。

3 地質(zhì)勘查技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)條件隧道工程中的應(yīng)用

在本文的工程案例中，隧道掘進(jìn)施工前，采用了有效的地質(zhì)勘查技術(shù)，這可以幫助施工單位了解地質(zhì)條件，從而合理確定公路隧道勘測技術(shù)。在修建特長隧道時，比較容易受到地質(zhì)條件的影響，如果所處的環(huán)境屬于復(fù)雜地質(zhì)，則需要考慮勘查的周期，避免受到限制。對于復(fù)雜地質(zhì)，施工單位應(yīng)結(jié)合施工計(jì)劃，合理確定勘查的工作量，對隧道圍巖的級別進(jìn)行客觀的評價(jià)，要分析在隧道掘進(jìn)的過程中，是否存在大量涌水的隱患。采用地質(zhì)勘查技術(shù)進(jìn)行分析時，可以杜絕瓦斯爆炸等安全事故的出現(xiàn)，預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)。在本文的工程地質(zhì)案例中，在對公路隧道工程進(jìn)行分析時，應(yīng)綜合考慮影響因素，根據(jù)地質(zhì)資料，杜絕常見地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)，如突泥、瓦斯、巖爆等。

3.1 工程地質(zhì)調(diào)繪技術(shù)。主要對本區(qū)的地層、構(gòu)造、水文等地質(zhì)現(xiàn)象的核實(shí)與補(bǔ)充，在巖石出露較好地段，通過實(shí)測地質(zhì)斷面，分析并推斷隧道在掘進(jìn)時，通過各斷層和褶皺核部時，可能出現(xiàn)的不良地質(zhì)現(xiàn)象并作出合理的預(yù)測、預(yù)防。在褶皺與斷層的交匯部位布置適量挖探工程，揭露斷層破碎帶的寬度及斷層兩側(cè)巖石的完整性及風(fēng)化程度，推測隧道通過段圍巖的完整程度。

3.2 物探技術(shù)。利用瑞雷面波、淺層地震折（反）射法、視電阻率、高密度電法等常規(guī)手段，查明隧道洞身巖性的風(fēng)化深度、進(jìn)出口段覆蓋層的厚度及密實(shí)程度，斷層通過位置及隧道深埋段圍巖結(jié)構(gòu)特征并評價(jià)可能影響工程的地質(zhì)異常區(qū)（帶）。目前較為先進(jìn)的技術(shù)有CSAMT大地測深儀，利用可控源音頻大地電磁法為主，以激發(fā)極化法和瞬變電磁法為輔助手段，綜合利用物探資料及地面工程地質(zhì)勘察結(jié)果對深埋，并評價(jià)可能影響工程的斷層破碎帶及異常區(qū)，對工程勘察及施工提供有用的信息。

3.3 鉆探技術(shù)。為了驗(yàn)證異常區(qū)和取得一些原位測試數(shù)據(jù)，鉆孔應(yīng)布置在多種構(gòu)造的復(fù)合部位，因?yàn)檫@些部位通常是構(gòu)造薄弱地帶和地下水富存部位，通過鉆探，可以了解巖體的完整程度，采取巖樣做物理力學(xué)試驗(yàn)和孔內(nèi)水文試驗(yàn)，為隧道涌水量的預(yù)測提供參數(shù)，并在深孔內(nèi)做地應(yīng)力測試，以準(zhǔn)確評價(jià)硬質(zhì)巖石的巖爆和軟質(zhì)巖石的變形參數(shù)。

4 病害預(yù)測

通過以上勘察手段的使用，綜合分析各種公路隧道病害發(fā)生的原因，了解其發(fā)生的機(jī)理，并對病害發(fā)生的地段做好預(yù)測。其中ZK0+330～ZK0+360、ZK0+560～ZK0+610、ZK1+160～ZK1+180、ZK1+600～ZK1+800、ZK2+150～ZK2+240、ZK2+440～ZK2+500、ZK3+280～ZK3+340、ZK3+860～ZK3+960、ZK4+380～ZK4+440、ZK5+380～ZK5+440、ZK5+700～ZK5+740段，隧道掘進(jìn)過程中，若處理不當(dāng)會發(fā)生涌、突水現(xiàn)象，應(yīng)做好綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)或地質(zhì)雷達(dá)超前鉆探工作；ZK1+250～ZK1+430、ZK1+850～ZK1+940、ZK2+020～ZK2+325、ZK3+095～ZK3+330、ZK3+790～ZK4+370段，巖性以灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)白云巖及凝灰質(zhì)砂巖為主，隧道埋深較大（大于400m），穿越的地層巖性屬硬質(zhì)巖，有發(fā)生輕微～中等巖爆的可能，采用“短進(jìn)尺、弱巖爆”，嚴(yán)格控制炮眼利用率，可以降低巖爆發(fā)生頻率；進(jìn)口段和出口段穿越高碳質(zhì)泥巖及煤層時，應(yīng)予重視并加強(qiáng)通風(fēng)與瓦斯檢測工作。

結(jié)語

在對隧道進(jìn)行掘進(jìn)施工前，一定要做好地質(zhì)勘查工作，還要采取有效的措施預(yù)防安全隱患。只有合理選擇地質(zhì)勘查技術(shù)，才能保證隧道地質(zhì)工程的經(jīng)濟(jì)效益。本文對綜合地質(zhì)勘查技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)工程中的應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹，希望對相關(guān)施工單位提供一定幫助，為其提供有價(jià)值的參考信息。

參考文獻(xiàn)

[1]徐水師，王佟，孫升林，曹代勇.再論中國煤炭地質(zhì)綜合勘查理論與技術(shù)新體系[J].中國煤炭地質(zhì)，2009（12）.