鐵路地質(zhì)綜合勘探技術(shù)的應(yīng)用

崔繼廣

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)鐵路地質(zhì)綜合勘察技術(shù)提出更高的要求，在鐵路施工過程中，我們要對(duì)其地質(zhì)條件進(jìn)行綜合的勘測(cè)，保證鐵路施工的質(zhì)量。本文探討了鐵路勘察設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)及存在的主要問題，分析了不同地質(zhì)條件典型綜合勘探模式，研究了綜合勘探技術(shù)在鐵路隧道勘察中的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】鐵路 地質(zhì) 綜合勘探 技術(shù)應(yīng)用

在鐵路使用過程中，首先我們要保證其運(yùn)行安全，因此，在施工的過程中我們要對(duì)其地質(zhì)進(jìn)行綜合的勘探。

1 鐵路勘察設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)及存在的主要問題

1.1 鐵路建設(shè)項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)

鐵路勘察設(shè)計(jì)就是在復(fù)雜的自然條件和人文地理?xiàng)l件下，綜合考慮國(guó)民經(jīng)濟(jì)和鐵路經(jīng)濟(jì)效益，充分利用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)手段，確保鐵路安全和環(huán)境保護(hù)。鐵路工程建設(shè)項(xiàng)目具有投入資金多、規(guī)模大、周期長(zhǎng)、涉及面廣、易受自然條件和社會(huì)環(huán)境因素影響等特點(diǎn)。

1.2 鐵路建設(shè)項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)工作存在的主要問題

（1）重設(shè)計(jì)，輕勘察，勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量不高。勘察設(shè)計(jì)單位往往由于工期、成本等因素，普遍存在重設(shè)計(jì)輕勘察的現(xiàn)象，加之建設(shè)單位尚無測(cè)繪和地質(zhì)勘探驗(yàn)收制度，經(jīng)常造成項(xiàng)目勘察深度不足。從一些交付的設(shè)計(jì)文件中可以反映出：如站前專業(yè)工程措施落實(shí)不到位，則可能引起建設(shè)期間出現(xiàn)大量的路改橋、路改隧道、橋梁孔跨及結(jié)構(gòu)形式調(diào)整、隧道危巖調(diào)整引起的措施變化等多種設(shè)計(jì)變更。（2）工期緊、任務(wù)重，施工圖供應(yīng)不及時(shí)鐵路作為國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目，投資拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)明顯。很多項(xiàng)目受國(guó)家及地方經(jīng)濟(jì)形勢(shì)影響，部分項(xiàng)目推進(jìn)計(jì)劃多有提前，并具備一段時(shí)間內(nèi)密集開工的特點(diǎn)，這導(dǎo)致建設(shè)周期十分緊張，勘察設(shè)計(jì)正常開展所需工期在可研、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)等階段被多次壓縮，引起勘察設(shè)計(jì)單位短期內(nèi)工作量劇增，按期交付設(shè)計(jì)文件壓力巨大，施工圖供應(yīng)不能滿足建設(shè)需要。

2 不同地質(zhì)條件典型綜合勘探模式

2.1 巖溶

（1）覆蓋型巖溶塌陷區(qū)。巖溶塌陷區(qū)可采用鉆探結(jié)合物探方法（電測(cè)深法、激發(fā)極化法、多頻電磁法、瞬變電磁法、地震反射波法或瑞雷波法）。當(dāng)巖溶洞穴埋深大于洞穴數(shù)倍，用地面物探不易發(fā)現(xiàn)和確定其空間位置時(shí)，宜采用地下電磁波法、聲波透視法和地震波透視法或其它綜合測(cè)井進(jìn)行二維或三維探測(cè)。（2）可溶巖與非可溶巖混雜分布區(qū)。在第四系覆蓋的可溶巖與巖漿巖或變質(zhì)巖混雜分布的地區(qū)，應(yīng)先結(jié)合航、衛(wèi)片判釋，用電法（電測(cè)深、電剖面或高密度電法）、電磁法（多頻電磁法法、瞬變電磁法）、磁法、地震折射波法從面上劃分出可溶巖分布范圍。

2.2 地下暗河及深層大型巖溶

追索暗河通道和測(cè)定地下水流速、流向，可采用充電法、電剖面法及自然電場(chǎng)法。對(duì)深層大型巖溶采用音頻大地電磁法往往取得較好效果。在此基礎(chǔ)上布置鉆孔，必要時(shí)鉆探后再做孔內(nèi)物探（跨孔電磁波透視）。

2.3 淺層巖溶

裸露型或覆蓋層厚度較薄的淺層巖溶分布地段，探測(cè)深度在15 m以內(nèi)時(shí)，可采用地質(zhì)雷達(dá)配合鉆探。

2.4 滑坡和巖堆

（1）有電性差異的堆積層滑坡和巖堆。當(dāng)滑動(dòng)面和巖堆底界面上、下巖體電性有明顯區(qū)別時(shí)，可采用電測(cè)深法。通過剖面和垂向不同深度平面內(nèi)電阻率的變化，能客觀地反映滑坡和巖堆的地下空間條件。可初步查明地下水及過濕帶的空間分布形態(tài)、地層物理特征、巖體結(jié)構(gòu)與構(gòu)造格局，確定滑動(dòng)面和巖堆底界面的可能位置與空間幾何形態(tài)等，而后在確定的中軸位置鉆探或挖探。（2）有彈性波速差異的堆積層滑坡。當(dāng)滑坡面上、下巖體電性區(qū)別不大，但彈性波速有差異時(shí)，可采用地震折射波法或瑞雷波法探測(cè)滑動(dòng)面大體位置?；麦w較厚（大于30 m）時(shí)，可采用地震反射波法進(jìn)行橫縱兩個(gè)方向剖面測(cè)量，獲取二維或三維直觀的滑坡體地層結(jié)構(gòu)剖面圖。滑面圖像可一目了然，以指導(dǎo)布置鉆孔。（3）地下水豐富的滑坡。當(dāng)在滑坡中測(cè)試地下水條件變化時(shí)，應(yīng)利用鉆孔充電法測(cè)定地下水的流速、流向，配合電測(cè)深工作進(jìn)一步確定滑坡體含水層埋深、厚度、地下水的補(bǔ)給關(guān)系、排泄條件及水力聯(lián)系。鉆孔充電等電位線法還可定性評(píng)價(jià)地下水對(duì)滑坡穩(wěn)定性的影響程度。

3 綜合勘探技術(shù)在鐵路隧道勘察中的具體應(yīng)用

3.1 物探

物探技術(shù)的種類較多，在實(shí)際勘察過程中，必須立足于鐵路施工線路區(qū)域?qū)嶋H情況，因地制宜，針對(duì)隧道地質(zhì)問題，采用合理的物探技術(shù)，綜合評(píng)判其勘察數(shù)據(jù)的效果。高密度勘探電法需要的電極數(shù)量較多，以電極自由組合為基礎(chǔ)，從而獲取精確的地點(diǎn)信息，該種方式將電測(cè)深與電剖面集于一身，采取二維的地電剖面式測(cè)量，使得勘探電法能夠發(fā)揮覆蓋式測(cè)量方法的優(yōu)勢(shì)，能夠顯著減少測(cè)量誤差，降低設(shè)備電極引起的電磁干擾，還可以獲取隧道地電結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。

3.2 坑探工程

坑探是從開挖的巖土取作實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的大尺寸原狀土樣和擾動(dòng)土樣的一種手段?？犹焦こ桃话惴譃樘讲?、探井、探巷以及小窯調(diào)查與清理等。探坑或探槽可選擇人工或機(jī)械設(shè)備開挖，也可采用專門鉆機(jī)，如大直徑的勺鉆，但使用機(jī)械設(shè)備開挖時(shí)，需保證開挖位置離取原狀土位置一定距離。為保證探坑和探槽壁的穩(wěn)定性，必要時(shí)會(huì)做到使坑壁與坑底成90°角，或在兩者交接處用鋼板支護(hù)。

3.3 鉆探

為了在覆蓋層或巖層取原狀土樣，劃分巖層類型以及測(cè)定巖層工程性質(zhì)而鉆取的垂直、傾斜或水平的鉆孔稱作鉆探，鉆探工程是煤田普查與勘探過程中常見的技術(shù)方法?？碧娇椎你@進(jìn)方式基本上可分為2種：鉆孔進(jìn)尺達(dá)到取樣深度；取樣。根據(jù)場(chǎng)地環(huán)境、地層條件、土種類別、鉆孔目等的不同，一般將鉆進(jìn)方法分為：連續(xù)取樣、沖擊鉆進(jìn)、清水鉆進(jìn)、錘擊鉆進(jìn)以及回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。用于鉆進(jìn)和取樣的機(jī)具稱為鉆探設(shè)備，主要包括電動(dòng)機(jī)、水泵或空壓機(jī)、絞車和鉆架。在鉆探過程中，需重點(diǎn)注意的是由于應(yīng)力釋放而造成的孔壁坍塌和孔底隆起2個(gè)問題，而孔壁坍塌的主要原因是受鉆孔鉆穿土層的天然性質(zhì)、孔深以及地下水情況的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前鐵路工程施工的過程中，我們要通過不同的形式對(duì)鐵路的地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)，保證其施工質(zhì)量。

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