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引言

公路工程的建設需要跨越自然地質(zhì)條件不同的區(qū)域，若公路經(jīng)過山區(qū)或者河流區(qū)域時，需要開挖山嶺隧道或河底隧道。隧道的開挖技術(shù)與該地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境具有密切聯(lián)系，為保障隧道工程的安全性，應對需要開挖隧道的地區(qū)進行科學的地質(zhì)勘探，為公路工程的規(guī)劃、設計及施工提供必要的依據(jù)和指導。

一、公路工程隧道地質(zhì)勘探

(一)隧道工程地質(zhì)勘探必要性

地質(zhì)勘探是通過鉆探、電探、震探等一系列方法對構(gòu)成地質(zhì)條件的各個要素進行測試的一種技術(shù)，為煤田開采、石油開采、地下工程的建設等各項工作提供必要的技術(shù)參數(shù)。隧道是在天然地層中修建的建筑物，隧道工程建設的各個環(huán)節(jié)，如位置選擇、工程設計、施工技術(shù)等均與地質(zhì)條件有緊密關(guān)系。以山嶺隧道為例，修建山嶺隧道時應對巖層地質(zhì)構(gòu)造、產(chǎn)狀、裂隙發(fā)育、風化程度、地層含水量、地層溫度、有害氣體等各個要素進行地質(zhì)勘測，以決定隧道的深度、施工工藝及施工技術(shù)。對重點隧道工程，除常規(guī)的地質(zhì)勘測外，還應進行區(qū)域性的工程地質(zhì)調(diào)查、測繪及試驗;若地下水對隧道具有重大影響時，還應進行地下水動態(tài)觀測，計算隧道涌水量。隧道工程地質(zhì)勘探工作主要關(guān)注的內(nèi)容為隧道圍巖的穩(wěn)定性、地下水對隧道的影響、地層溫度的影響、有害氣體的組份、隧道位置及洞口位置的確定等。

(二)隧道工程地質(zhì)勘探的主要內(nèi)容

1．可行性研究階段的勘探

隧道工程的可行性勘探主要目的是了解項目所在地的地質(zhì)特征、各工程方案的地質(zhì)條件及其控制工程方案需要的主要地質(zhì)參數(shù)，為工程的路線設計、橋位設計、方案的選擇、編制可行性研究報告提供準確的數(shù)據(jù)支持。這一階段的探測工作主要是踏勘，對多個可能方案沿路線進行實地調(diào)差，對重要工點進行必要的勘探，大致探明地質(zhì)情況即可。一般需要進行勘探的工點有大橋、隧道、不良地段等。

2．初步勘探階段

初勘階段一般以物探為主，物探的測區(qū)一般在測繪范圍以內(nèi)，當對物探解釋有重要的對比價值或參考價值時，可進行勘測追蹤，擴大測繪范圍。在測量范圍內(nèi)，應按照物探方法，結(jié)合地形條件，對測線的方向、間距、測點的疏密、激發(fā)點與接收點的距離及布置形式進行設定。物探方法較多，對隧道工程進行物探時，可根據(jù)隧道深埋和下伏巖體特性，選擇合適的物探方法。電火花法、聲脈沖轟震器、旁側(cè)掃描聲納可用于水下隧道地質(zhì)勘探;高分辨率反射法可用于深埋隧道的勘探;磁力、重力測量法則適用于礦體、煤層、采空區(qū)、溶洞、斷裂等特殊構(gòu)造的勘探。分離式隧道一般沿隧道軸線縱向布置2－3條物探測線，兩洞口橫向測線可布置2條，根據(jù)隧道長度、地質(zhì)條件確定測線長度和測點間距;整體式隧道可適當增加縱向和橫向測線。地質(zhì)體或構(gòu)造類型不同時，應設計2－3條物探測線穿過，每條測線的測點應在3各以上，若地質(zhì)條件復雜時，可酌情增加測點數(shù)目。

3．詳細勘探階段

詳細勘探主要是進一步探測初步勘探階段未查明的地質(zhì)問題，為后續(xù)工程的設計及施工提供必要的補充和校核，這一階段探測技術(shù)仍以物探為主，具體選擇方法可根據(jù)隧道所在地區(qū)的地形、地質(zhì)條件決定。對山區(qū)巖質(zhì)隧道進行探測時，應先進行地震勘探。進行地震勘探時，可沿隧道軸線布置一條以上的地震測線，以10－20m為間距設置測試點;若在測試過程中發(fā)現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造，可將測試點數(shù)據(jù)布置密度增加;兩洞口布置橫測線，測點距離設置為5m;若在洞口或洞身發(fā)現(xiàn)溶洞或其他構(gòu)造破碎帶，可根據(jù)具體情況適當增加橫測線或測試點。公路為上下行時，對于地質(zhì)條件簡單、巖性單一、無地質(zhì)構(gòu)造的短小隧道可作為一條隧道，組織勘探工作外，其余均應作為兩條隧道進行單獨勘探?？碧椒椒ㄈ缦?用聲波法對巖體的彈性縱波波速和橫向波速進行同時測定，用于計算巖體的彈性特征值;測試巖石試件的彈性波速，以計算巖體的完整性，從而判定圍巖的破碎程度;在進行地震勘探時，若發(fā)現(xiàn)明顯的地質(zhì)構(gòu)造或溶洞時，可利用其他方法進行再次勘探，以供驗證;采用電探時，可沿隧道軸線設三條測試線，其中兩側(cè)的測試線與主測線的間隔距離為20m，測點間距為20m;洞口設置橫測線，間距為10－30m;對水下地質(zhì)進行物探時，應根據(jù)水域的水底地形、水體流蘇、水體深度等情況決定物探方法的選取，一般可采用多種方法進行綜合探測，勘探主線至少為2條，橫測線可根據(jù)水流方向布設，至少為3天，測點間距應小于陸上物探測點間距。

二、隧道工程地質(zhì)勘探測試項目

隧道工程地質(zhì)勘探測試項目主要包括地應力、巖土力學、水文地質(zhì)、水質(zhì)分析以及其他綜合測試。地應力測試方法多采用水力壓裂法，其他方法可作為輔助方法。巖體內(nèi)部應力狀態(tài)存在一定的差異性，可利用應力試驗，并結(jié)合巖體組份的分析及構(gòu)造分析，對巖體的主應力方向進行確定，巖土的力學試驗常用測定標準為《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》;隧道工程在建設過程中，需要大量的鉆探操作，地質(zhì)勘探孔的設定應考慮水文地質(zhì)試驗孔的設定情況，地質(zhì)勘探孔終孔可作為后期的水文地質(zhì)試驗的觀測孔，若發(fā)現(xiàn)鉆探孔終孔含有大量地下水，應考慮進行專業(yè)的水文地質(zhì)勘探，以獲得水文地質(zhì)參數(shù)。對隧道內(nèi)的主要含水層取樣進行水質(zhì)分析，看是否滿足生活、工程、消防用水的要求，一般測試樣品為1－3組。綜合測井是配合鉆孔，利用聲波測井和放射測井的方法，從多個方面獲得隧道圍巖工程所需的地質(zhì)、水文等各項參數(shù)。

三、總結(jié)語

公路隧道工程的施工需要科學的地質(zhì)勘探，這是為后期工程的設計、施工、運行提供的基礎保障。在實際的勘探過程中，應根據(jù)具體的地質(zhì)情況進行勘探方法的選擇及變通，確?？碧綌?shù)據(jù)的準確性及有效性。