公路隧道地质勘探技术

浅谈公路隧道地质勘探技术

摘要：本文主要论述了公路隧道工程地质勘探技术，并从公路隧道工程的主要地质问题、地质勘探工作要点、测试项目及注意事项、工程地质评价方法等方面进行了分析，且根据笔者多年来的工作经验对公路隧道工程的地质勘探技术应用提出了肤浅的看法，希望能给予相关读者借鉴。

关键词：公路隧道勘探技术

中图分类号：x734 文献标识码：a 文章编号：

随着社会的发展，我国许多公路不断崛起，在公路建设发展中依然存在着许多难题。公路工程建筑在地壳表面，是一种延伸很长的线形建筑物，通常要穿越许多自然地质条件十分不同的地区。公路隧道的建设不仅受地质因素的影响，也受许多地理因素的影响。公路隧道有山岭隧道和河底隧道之分，公路隧道的建设不仅受地质因素的影响，也受许多地理因素的影响。因此，公路隧道工程的地质勘探工作，是进行公路工程规划、设计与施工的重要依据和前提。为了正确处理其与自然条件的关系，充分利用有利条件，避免或改造不利条件，必须进行公路隧道工程的地质勘探工作，为公路工程的规划、设计和施工提供依据和指导。

1、公路隧道工程地质存在的问题

隧道勘探中主要关注的地质问题有：（1 ）隧道位置与洞口位置的选择；（2 ）地下水、地温及有害气体；（3）隧道围岩的稳定性。首先，公路隧道是修建在天然地层中的建筑物，它从位置选择到

具体设计，直到施工，均与地质条件有密切关系。地质条件包括岩层、地质构造、岩层产状、裂隙发育程度及风化程度，隧道所处深度及其与地形起伏的关系，地层含水程度、地温及有害气体情况，有无不良地质现象及其影响等。基于此，在隧道的勘察设计中，应十分注意工程地质工作。对重点隧道或工程地质和水文地质条件复杂的隧道，应进行区域性的工程地质调查、测绘，并加强地质勘探和试验工作。当地下水对隧道影响较大时，应进行地下水动态观测，并计算隧道涌水量。

隧道工程地质勘探通常采用以钻探为主，辅以电探或震探的方法。钻孔位置一般在隧道中线两侧8~10m 。钻孔深度一般应达路线标高以下2~5m。

2、地质勘探要点

公路隧道工程地质勘察的阶段划分是与设计阶段的划分是相一

致的。一定的设计阶段需要相应的岩土工程勘察工作。勘察阶段可分为可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察。可行性研究勘察应符合选址或确定场地要求；初步勘察应符合初步设计或扩大初步设计要求；详细勘察应符合施工图设计要求。对工程地质条件复杂、工程规模大，且缺乏经验的建设项目应根据初步设计审批意见，在技术设计阶段，根据需要有针对性地进行岩土工程勘察工作。

（1）可行性研究阶段

工程可行性研究勘察主要是了解勘察项目所在地的工程地质特征、各工程方案的一般地质条件与控制工程方案的主要地质问题，

为拟定路线走向、桥位、隧道工程方案的比选及编制可行性研究报告等提供地质资料。在工程可行性研究中，需进行踏勘工作，对各个可能方案作沿线实地调查，并对大桥、隧道、不良地质地段等重要工点进行必要的勘探（如物探），大致探明地质情况。

（2）初勘阶段

物探的测区一般不超过测绘范围，但对物探解释有参考、对比价值的内容应进行勘测追踪，其范围可不受上述所限。在测区内，测线的方向、间距及测点的疏密、激发点与接收点的距离与布置形式，应按物探方法并结合地形条件等因素选定。分离式隧道原则上沿隧道轴线纵向至少应布置物探测线2~3 条，两洞口布置横测线各2 条；测线长度和测点间距应视隧道长度、地质条件而定。整体式隧道可视地质条件适当增加纵、横测线。不同的地质体或构造类型，要有2~3 条物探测线穿过，每条测线的测点至少在3个以上，地质情况复杂时可适当加密。根据隧道埋深和下伏岩体特性，合理选用物探手段，对深埋隧道可选用高分辨率反射法。对煤层、矿体、采空区、溶洞、断裂等特殊构造，可选用磁力、重力测量等多种物探手段进行综合勘探。对于水下隧道，可采用电火花法、声脉冲轰震器、旁侧扫描声纳进（3）详勘阶段

在此阶段，应对初勘时未能查明的地质条件或沿隧道轴线方向有复杂地质问题的地段进行物探，以达到进一步查明和补充、校核之目的。一般应根据隧道所在地区的地形、地质条件选择适当的物探方法。山区岩质隧道一般应先进行地震勘探，沿隧道轴线至少布置

一条地震测线，测点间距以10~20m 为宜；若发现有地质构造时，局部应加密。两洞口应布置横测线，测点间距为5m；若洞门或洞身发现有溶洞或其他构造破碎带，应适当加作横测线和加密测点。

当高速公路为上下行时，隧道一般应当作两座单独隧道进行勘探，地质条件简单、无构造影响、岩性单一的短小隧道可当作一座隧道布置勘探工作。用声波法测定岩体的弹性纵波波速时，宜同时测定岩体的弹性横波波速，以求得岩体的弹性特征值。除测定岩体弹性波速外，还应测定岩石试件的弹性波速，以求得岩体的完整性系数，判定围岩的破碎程度。当地震勘探发现有明显的溶洞或大的地质构造时，应进行综合物理勘探，以供相互验证。当采用电探时，一般沿隧道轴线布设一条主测线，在主测线两侧20m 各布一条平行测线，测点间距以为宜。洞口一般布置横测线，测点间距以10~30m 为宜。水下隧道物探，应在先查明水域内水底地形、水深、流速等情况下再决定采用何种物探手段，一般宜进行综合物探。勘测主线宜沿隧道轴线两侧布设，一般不得少于2 条，横测线一般应沿顺水流方向布设，不宜少于3条，测点间隔比陆上物探适当加密。

3测试项目及注意事项

（1）地应力测试

地应力测试一般采用水压致裂法，其他方法可作为补充。岩体内部应力状态不尽相同，宜采用应力试验并结合构造分析和岩组分析的方法来确定主应力方向。

（2）综合测试

配合钻孔进行综合测井，主要包括声波测井和放射性测井等，通过从不同方面测试来获得隧道围岩工程地质、水文地质的各项参数。对于岩质隧道应利用声波法、地震勘探法等综合物探方法来测得围岩岩体、岩石纵波速、横波速，而求得围岩动弹性模量、静弹性模量、泊松比等物理、力学指标。土质隧道应结合钻探进行动力触探、静力触探来求得土的密实程度和透水性能，作为其他勘探资料

的补充。

（3）水文地质测试

对于隧道钻探，一般要求工程地质勘探孔与水文地质试验孔综合考虑，地质勘探孔终孔以后可进行井中测流或作为水文地质试验的观测孔；当钻探孔终孔以后发现孔内有大量的地下水，应考虑布设专水文地质勘探孔和观测孔进行专门水文地质工作，求得各项水文地质参（4）岩土的物理力学试验项目

除特殊规定外，其一般要求按《公路工程地质勘察规范》的附录f规定办理。

（5）水质分析试验

每座隧道应从对隧道有影响的主要含水层内取水样1~3组进行水质分析试验。试验项目应满足生活、工程、消防用水的评价。

4、工程地质评价

（1）方案比选

对各个隧道方案，从地质角度比较论证。论证隧道的安全性、稳