復雜地形地質條件巖土工程勘察及實踐研究

陳友佳 王建斌 鄭曉亨

摘要：隨著我國現代化城市進程的快速發展，我國的工程建設規模在不斷擴大，而由于不同工程類型所對應的地質條件及環境，也存在著不同的差異及問題，本文將結合宜昌市秭歸縣橫溪至香溪公路工程及恩施利川峽口塘水電站交通復建工程的巖土工程勘察實際情況，在獨特的自然與地理環境等條件下，勘察實踐過程進行了深入分析，望能夠為有關同等的項目工程提供一些參考價值。

關鍵詞：復雜地形;地質條件;巖土工程;勘察實踐

1巖土工程勘察工作的價值及意義

在項目進行選線時，就應該展開對項目區及其附近的地質調繪，對工程建設有重要的疑義，特別是地質條件復雜的工程。調繪的工程包括了水文地質條件、區域地質條件、以及不良地質作用現象以及特殊性巖土的發育情況。調繪可以通過走訪、調閱當地日志、現場踏勘等多種方式相結合。

1.1了解施工現場的水文地質狀況

在項目施工之前，調查研究場地周邊區域的水文地質條件，這樣可以為項目建設可行性的參考和依據。例如：以宜昌市秭歸縣橫溪至香溪公路工程及恩施利川峽口塘水電站交通復建工程為例：

①宜昌市秭歸縣橫溪至香溪公路工程：白沱1#隧道段巖性主要為砂巖、頁巖、灰巖、白云巖，地下水主要為基巖裂隙水及巖溶水。隧道進口段仰坡及左側邊坡整體穩定性較好，局部易發生楔形體掉塊、碎落，右側邊坡整體穩定性較差，局部可能發生坍塌破壞。隧道出口段仰坡整體穩定性較差，本隧道開挖產生巖爆的可能性小：隧道穿越含煤地層可能含有瓦斯等有害氣體，施工過程中存在由此而引起燃燒、爆炸等多種風險。白沱2#隧道隧址區屬構造剝蝕、侵蝕低山地貌，出口段仰坡屬順向坡，整體穩定性較差，開挖開挖處置不當易發生順層滑動破壞，左側、右側邊坡整體穩定性較好，但局部易發生楔形體掉塊、碎落，（K20+880～K21+120、K2 1+530～K22+130）可能發生中等巖爆;隧道埋深大于630m段（K21+120～K21+530）可能發生強烈巖爆。

②恩施利川峽口塘水電站交通復建工程：線路區地下水類型按含水介質和賦存形式的不同可分為孔隙水、巖溶裂隙水兩種類型。其中，巖溶裂隙水補給主要依靠大氣降水通過巖石裂隙、風化節理、巖石層面垂直入滲;孔隙水除大氣降水補給外，在山前地帶巖溶裂隙水對其也有補給作用。區內地下水徑流總趨勢是由高往低，排泄于區內河流中。

1.2工程及附近的不良地質作用現象及特殊性巖土

工程項目區域內的不良地質現象以及特殊性巖土是項目選址所面臨的主要問題之一。它直接影響著整個工程的選址的可行性，對工程建設場地的穩定性及項目建設的適宜性、設計及施工方案的選定也會有著直接的影響，甚至還會影響到項目投資等方面的問題。例如：

①宜昌市秭歸縣橫溪至香溪公路工程該項目中，該區域發生的不良地質現象發育程度，直接影響到該項目的設計、施工及投資問題。特別是該條線路位于三峽庫區的岸坡之上，滑坡居多，設計及施工時既要考慮到對三峽庫區的環境保護，又要考慮滑坡對周邊的影響，是否會發生二次滑動以及新的滑坡生成。該項目的起點橫溪，分布有花崗巖殘積土，其分布范圍，直接影響著設計、施工的制定。

②恩施利川峽口塘水電站交通復建工程中，根據線路地質調查結果，線路及線路以外 250m 范圍內，不良地質類型主要有不穩定斜坡和巖溶兩種。

2、雜地質條件下巖土工程勘察的常用技術

2.1地質調繪技術

巖土地質調繪的目的主要是評估、了解地形特征、地貌特征以及地層組成、地質構造等情況，通過地質調繪作業可以了解區域內的巖土的成分、性質、形成年代等等，也能鑒定巖土層的風化情況。

2.2巖層鉆探技術

利用從鉆孔中取得的巖樣與水樣，開展有關試驗，常見的有水文地質與灌漿試驗、工程地質試驗、長期觀測工作與地應力測量等。與物探技術相比，鉆探勘探的精度更好，勘探效果更直觀。對于砂土層要求巖芯采取率高于75%，對于黏性土要求巖芯采取率高于90%，對于一般巖石不低于80%，對于軟巖、破碎巖石應不低于65%。同時，要全面仔細描述不同地層的宏觀特征，全面記錄下不同地層的水平與垂直方向存在的變化，這樣才能為進一步研究地層結構分布規律奠定基礎，在采樣不同深度土層的樣本后需仔細研究，并明確復雜地質條件下巖土的有關參數。

2.3物探試驗

地質條件復雜，巖溶發育地段，采用物探查明項目區內巖溶發育程度、軟弱夾層、斷層等不良地質現象，有利于了解不良地質，巖溶發育影響復雜的工程地質問題。從而有效的指導勘探點布置，物探配合驗證確定物性異常界面，并推測分析原因。

2.4原位測試試驗

選用標準落錘開展標準貫入試驗，在試驗前需仔細清孔，確保錘擊速率維持在20次/min。此外，地基勘察工作中涉及的動力觸探實質上也是一種原位測試方法，通過動力觸探試驗可以了解砂土、碎石類土、風化基巖的相關物理力學性質參數。

2.5室內試驗

通過室內試驗來明確巖土有關物理力學指標，物理性指標試驗通常包括下列幾種：測定土層的物理力學性質試驗;顆粒分析試驗以明確砂土的具體名稱;水質分析試驗用于對地下水化學類型進行判斷等。

實例分析

3.1工程概況

為了在復雜地形地質條件的巖土工程開展更高層次的勘察工作，新技術的引進與應用是至關重要的，波速檢測技術就是其中的代表。為此，本文就以宜昌市秭歸縣橫溪至香溪公路工程及恩施利川峽口塘水電站交通復建工程的巖土工程勘察實際情況為研究對象，圍繞地質勘探項目中波速檢測技術的應用進行了深入的探討。該兩個工程現場地層主要為砂巖、頁巖、不穩定邊坡及巖溶等，地下水主要為基巖裂隙水;巖性主要為灰巖、白云巖等可溶巖，地下水類型主要為巖溶水等屬于典型的復雜地形地質條件，所以工程采用物探技術進行巖士工程勘察，最終獲得了一系列的參數，滿足了工程建設的需要，具有很好的應用價值。

3.2巖土工程勘察實踐

鑒于該兩個工程的特殊性，地質人員在勘察土體時，首先進行鉆孔施工，結合鉆孔施工，本次物探主要針對隧道布置，采用 EH4、高密度電法進行。EH4 測線沿隧道縱軸線布置，高密度電法沿隧道洞口橫向布置。主要目的為查明隧道洞身范圍內巖溶、巖性軟弱帶、斷層、含煤地層等異常帶。

①宜昌市秭歸縣橫溪至香溪公路工程：本線路區內巖溶主要分布于新灘至終點段的可溶巖區域。地表巖溶形態不甚發育，僅局部 見少量塌陷、洼地、溶洞等巖溶形態發育。 根據本次勘察鉆探揭露，本段布置鉆孔8個鉆孔，僅1個鉆孔揭露溶洞，見洞率12.5%，巖溶線發育率1.4%。屬巖溶弱發育區。據調查，沿線地表基本未見對道路修建有影響的巖溶現象，結合物探及鉆探資料分析，隧道洞身段可能存在隱伏巖溶，建議適當降低圍巖等級，采取適當的處理措施。

②恩施利川峽口塘水電站交通復建工程：本現場共布高密度電法物探剖面3條，采用溫納裝置進行數據采集。高密度電法物探剖面測線總延米長為435m。現場共布瞬變電磁物探測線5條，瞬變電磁物探剖面測線總延米長為1020m。中風化灰巖夾頁巖：灰色，隱晶質結構，中厚層狀構造;礦物成分以方解石為主，局部方解石脈沿層面發育，長約0.3-1.2m; 節理裂隙較發育，間夾頁巖0.2-0.3m，局部1m; 錘擊聲較脆，回彈震手，頁巖較易擊碎。局部裂隙面見鈣質、泥質充填，膠結較好。

結語

在工程地質勘察工作中地質勘察屬于重中之重，建議利用先進技術開展地質調查，充分掌握地形地貌、地質情況，并制作專門的數據庫系統，方便后續地質勘察工作的開展。同時，抓好對勘察從業人員的業務培訓，不斷提高工程地質勘察質量與效率，方能確保工程建設的有序展開。

參考文獻

[1] 余超，楊家貴，張朝豐.試論復雜地質條件下巖土工程勘察的應用與實踐[J] .地球，2015， 35 （6）： 222.

2989500511211