公路隧道工程的地質勘探技術研究論文
引言
公路工程的建設需要跨越自然地質條件不同的區域，若公路經過山區或者河流區域時，需要開挖山嶺隧道或河底隧道。隧道的開挖技術與該地區的地質環境具有密切聯系，為保障隧道工程的安全性，應對需要開挖隧道的地區進行科學的地質勘探，為公路工程的規劃、設計及施工提供必要的依據和指導。
一、公路工程隧道地質勘探
(一)隧道工程地質勘探必要性
地質勘探是通過鉆探、電探、震探等一系列方法對構成地質條件的各個要素進行測試的一種技術，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參數。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節，如位置選擇、工程設計、施工技術等均與地質條件有緊密關系。以山嶺隧道為例，修建山嶺隧道時應對巖層地質構造、產狀、裂隙發育、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勘測，以決定隧道的深度、施工工藝及施工技術。對重點隧道工程，除常規的地質勘測外，還應進行區域性的.工程地質調查、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觀測，計算隧道涌水量。隧道工程地質勘探工作主要關注的內容為隧道圍巖的穩定性、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)隧道工程地質勘探的主要內容
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特征、各工程方案的地質條件及其控制工程方案需要的主要地質參數，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據支持。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差，對重要工點進行必要的勘探，大致探明地質情況即可。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，物探的測區一般在測繪范圍以內，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，應按照物探方法，結合地形條件，對測線的方向、間距、測點的疏密、激發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、旁側掃描聲納可用于水下隧道地質勘探;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、溶洞、斷裂等特殊構造的勘探。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，根據隧道長度、地質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。地質體或構造類型不同時，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，若地質條件復雜時，可酌情增加測點數目。
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問題，為后續工程的設計及施工提供必要的補充和校核，這一階段探測技術仍以物探為主，具體選擇方法可根據隧道所在地區的地形、地質條件決定。對山區巖質隧道進行探測時，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;若在測試過程中發現地質構造，可將測試點數據布置密度增加;兩洞口布置橫測線，測點距離設置為5m;若在洞口或洞身發現溶洞或其他構造破碎帶，可根據具體情況適當增加橫測線或測試點。公路為上下行時，對于地質條件簡單、巖性單一、無地質構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。勘探方法如下: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，若發現明顯的地質構造或溶洞時，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;對水下地質進行物探時，應根據水域的水底地形、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、隧道工程地質勘探測試項目
隧道工程地質勘探測試項目主要包括地應力、巖土力學、水文地質、水質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。巖體內部應力狀態存在一定的差異性，可利用應力試驗，并結合巖體組份的分析及構造分析，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《公路工程地質勘察規范》;隧道工程在建設過程中，需要大量的鉆探操作，地質勘探孔的設定應考慮水文地質試驗孔的設定情況，地質勘探孔終孔可作為后期的水文地質試驗的觀測孔，若發現鉆探孔終孔含有大量地下水，應考慮進行專業的水文地質勘探，以獲得水文地質參數。對隧道內的主要含水層取樣進行水質分析，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、水文等各項參數。
三、總結語
公路隧道工程的施工需要科學的地質勘探，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，應根據具體的地質情況進行勘探方法的選擇及變通，確保勘探數據的準確性及有效性。
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