巖土工程勘察中綜合勘察技術運用分析

楊建平

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六三大隊，江西 吉安 343000）

在土木工程建設施工中，巖土工程勘察發(fā)揮出了重要作用，為形成高度可行、科學合理的施工建設方案提供了真實、全面的地質(zhì)數(shù)據(jù)信息參考。在巖土工程勘察的支持下，巖土工程的施工順利程度及質(zhì)量得到更好提升，能夠預防地下物質(zhì)對工程建設帶來的負面影響。為了保證巖土工程勘察的效率效果，引入綜合勘察技術是必然選擇。

1 工程概述

某隧道工程位于我國山區(qū)，單洞長度為7250m，埋深最小為522m、最大達到561m。對于本工程來說，其處于低山丘陵區(qū)域，高度差最小為96m、最大達到600m。在工程施工區(qū)域內(nèi)，存在著厚度較高的全強風化層，其大部分的基巖直接裸露在外。花崗巖、元古界片麻巖為下層基巖的主要成分。由于該場地內(nèi)部包含破碎帶以及斷裂帶，因此勘察的困難程度相對較大。在本次巖體工程勘察中，主要使用了綜合勘察技術，為了進一步保證勘察結果的真實性與準確性，展開了三階段的勘察工作，具體如表1。

2 綜合勘察技術在巖土工程勘察中的具體應用

2.1 遙感與測繪技術的應用

在本隧道工程中，實際施工建設區(qū)域的范圍相對較廣，且區(qū)域內(nèi)部包含破碎帶以及斷裂帶，因此勘察的困難程度、工作量相對較大。此時，若是依舊延用人工方式測量，則不僅無法保障勘察速度，也難以維護勘察精度與質(zhì)量。基于此，在本次巖體工程勘察中引入了遙感與測繪技術（原理圖如圖1），主要操作步驟如下所示：提前完成多種遙感器的準確，在電磁波的支持下更加迅速、真實、全面的獲取待測目標的多樣性信息數(shù)據(jù)；將遙感器設置于與待測目標存在一定距離的區(qū)域，開啟遙感器發(fā)射電磁波，并接收、分析反射電波，以此實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)信息的獲取；對獲取到的反射電波展開加工處理與深入解析，在此基礎上判斷出相應區(qū)域內(nèi)是否包含不良地質(zhì)或特殊巖土[1]；連接計算機與遙感器，促使獲取到的遙感數(shù)據(jù)全部傳遞至計算機系統(tǒng)內(nèi)，依托測繪軟件實現(xiàn)相應隧道建設施工區(qū)域的地質(zhì)圖繪制。

圖1 遙感與測繪技術原理圖

表1 不同勘察階段的主要內(nèi)容

2.2 鉆探技術的應用

鉆探技術是巖土工程勘察中常用的一種綜合勘察技術，在鉆機的支持下提取地下巖石與土壤樣本，結合樣本的性質(zhì)分析，完成對工程區(qū)域內(nèi)地質(zhì)情況的分析與評估。在本隧道工程的地質(zhì)勘察中，就選用了該綜合勘察技術，其主要流程如下所示：結合隧道施工現(xiàn)場的復雜地勢情況，提取具有代表性的地段展開鉆孔的設置；將鉆機打入鉆孔中，提取地下巖石、土壤、水、氣體等事物的樣本；觀察巖芯，對隧道圍巖的類型展開判斷；分析地下氣體的類型，判斷是否可能發(fā)生巖爆問題。在本次巖體勘察中，設置了2 個鉆孔，其中一個設置于斷裂帶范圍內(nèi)、另一個設置于隧道口區(qū)域，因此提取到的巖土樣本具有極高的代表性。

2.3 地應力測試技術的應用

隨著地球運動，地殼會形成多種應力場，與巖土工程的施工安全性與質(zhì)量有著極為緊密的聯(lián)系[2]。基于此，要在巖土工程勘察中完成天然狀態(tài)下區(qū)域巖體內(nèi)部應力大小的測量，即實施地應力測試。地應力測試的常見方法包括應力解除技術、應力恢復技術以及水壓致裂技術，在本次隧道工程的勘察中，選用了應力解除技術，主要流程為：在巖體表面進行鉆進操作，完成測量孔的設置；將測量元件設置于測量孔內(nèi)，獲取巖體變形的初始值；在鉆機的支持下提取巖芯樣本，促使巖芯與圍巖實現(xiàn)有效脫離；對應力解除過程中獲得的所有參數(shù)進行準確、全面記錄，完成相應區(qū)域地應力測試數(shù)據(jù)的獲取。

3 綜合勘察技術在巖土工程勘察中的應用成效探究

3.1 圍巖及水文地質(zhì)的勘察結果

對該隧道工程施工建設區(qū)域的圍巖以及水文地質(zhì)展開勘察，得到的數(shù)據(jù)結果主要如下：在該隧道工程施工建設區(qū)域內(nèi)，圍巖等級包含3 個級別，即3 級、4 級以及5 級，其中3 級圍巖的占比達到最高，即區(qū)域內(nèi)存在80%的3 級圍巖；經(jīng)過水文地質(zhì)勘察，確定出在該隧道工程施工建設區(qū)域內(nèi)，基巖內(nèi)部包含的裂縫水埋深最低為0.3m、最高達到15.6m，礦化度最低為0.02、最高達到0.3；該區(qū)域內(nèi)存在的地表水以及地下水具有一定的腐蝕性，但是實際的腐蝕效果相對較小，難以對隧道工程的施工質(zhì)量產(chǎn)生負面影響，因此可以進行忽略。

3.2 地應力測試結果

對該隧道工程施工建設區(qū)域的地應力展開測試，得到的數(shù)據(jù)結果主要如下：1 孔觀測點的深度選定為180m，此時的抗壓強度為99.68、壓力達到5.82MPa、應力比穩(wěn)定在19.04；觀測點深度選定為260m，此時的抗壓強度為98.67、壓力達到10.45MPa、應力比穩(wěn)定在15.4。2 孔觀測點的深度選定為180m，此時的抗壓強度為55.41、壓力達到12.85MPa、應力比穩(wěn)定在10.23；觀測點深度選定為260m，此時的抗壓強度為60.2、壓力達到15.69MPa、應力比穩(wěn)定在12.27。

結合上述測量結果數(shù)據(jù)能夠看出，在該隧道工程施工建設區(qū)域內(nèi)，當測量深度的不斷增高時，區(qū)域內(nèi)巖體的抗壓強度隨之下降、壓力逐漸增強，且應力比也顯示出逐步下滑的發(fā)展趨勢。在該建設區(qū)域內(nèi)，可以在與隧道軸線夾角呈現(xiàn)出10°～30°的方向獲取最大主應力，且該數(shù)值相對較小，證實本隧道工程施工建設區(qū)域中圍巖的穩(wěn)定性相對較高。

3.3 工程穩(wěn)定性評價

根據(jù)綜合勘察結果，可以展開本次隧道工程的穩(wěn)定性總體評價，具體有：第一，在本工程建設施工區(qū)域，洞口位置的巖石主要為風化巖，在受到風力侵蝕、雨水浸泡等因素的影響下，該區(qū)域巖石的總體穩(wěn)定性呈現(xiàn)出下滑趨勢。為了消除由于洞口風化巖穩(wěn)定性降低而造成的負面影響，盡可能維護隧道工程的質(zhì)量，可以引入支護技術，以此達到強化洞口穩(wěn)定性的效果。第二，根據(jù)隧道洞口外其他區(qū)域的地質(zhì)勘察結果可以得出，發(fā)生巖體破碎的概率相對較大，且由于區(qū)域內(nèi)一些位置存在基巖裂縫水，在降水量較大的條件下（如梅雨季節(jié)、強降雨天氣等），發(fā)生滲漏水問題的可能性大幅提升。出于對隧道工程質(zhì)量、使用年限以及安全性的考量，必須要在隧道施工過程中引入防水技術，結合U 型排水槽的設置，達到有效防控滲漏水病害的目標。第三，對該隧道施工區(qū)域的氣候條件進行深入分析發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域的降水量大小受到季節(jié)性變化的影響，即梅雨季節(jié)降水量高、干旱季節(jié)降水量低，出于對隧道工程施工質(zhì)量以及安全性的更好保障，引入強排水措施是必然選擇。

4 總結

綜上所述，為了保證巖土工程勘察的效率效果，引入綜合勘察技術是必然選擇。在隧道工程中，依托遙感與測繪技術、鉆探技術、地應力測試技術這些綜合勘察技術的應用，能夠獲取具有代表性的、真實的地質(zhì)信息數(shù)據(jù)，明確了應力比的發(fā)展趨勢，實現(xiàn)了對工程穩(wěn)定性的全面評價，為后續(xù)施工技術與工藝的選定提供了更多參考，維護了隧道工程的施工質(zhì)量與安全性。