论复杂地质条件下长大隧道的综合勘察技术(2)

浅层地震及高密度电阻率法主要用来探明隧道进出口浅埋段围岩的构造发育情况、含水情况、及覆盖层厚度、覆盖层大致分层等。大地电磁测深法则主要用来探测深埋长大隧道整条隧道的岩层分布、断层和构造破碎带位置及延伸情况等。

土壤氡浓度测量，是基于断裂破碎带中氡的浓度一般远高于完整基岩中氡的浓度，通过实测绘制各测点的浓度等值线图，并结合物探解译成果，可较好地判释断裂的位置及延伸情况。

2.4 钻探

对于复杂地质条件下长大隧道的勘察，钻探工作往往代价大，周期长，但其作用也极为重要。钻探工作应当在遥感、调绘、物探的指导下布设，不仅仅是对前期各工作成果的验证，还承担着重要的取样测试任务，包括综合测井、地应力测试、瓦斯测试、水文试验等。

钻探工作应主要布设在如下地段：地层分界线、断层、物探异常点、储水构造或地下水发育地段；高地应力区可能产生岩爆或大变形的地段；特殊性岩土或可能产生严重施工病害的地段；煤系地层、岩溶发育的地段；进出口存在稳定性问题的地段等。

近一二十年来，应该说，隧道钻探技术并未取得大的突破，钻探原理、设备及主要工艺等并未有大的发展，仅在深孔钻探中的部分工艺有一定改进，比如绳索取芯技术，较明显地提升了整个钻探进度。另外在浆液护壁上可能有一些新的材料开始应用。但总体上，钻探设备依然笨重，钻进速度依然较慢，对于越岭深埋长大隧道，在山岭斜坡地段实施深孔虽然重要，但往往修路搬运设备等辅助工作量太大，钻探总体进度较慢，周期较长。如我院约十年前完成勘察设计的雅西高速长度约10km的泥巴山隧道，最大埋深约1660m，实施大于1300m的深孔钻探两个，修筑能运送大型钻探设备的便道总长达三十公里，最深的钻孔历时1年5个月才完成，该隧道的钻探投入可谓巨大。而我院于几年前完成勘察设计的另外一座省道303线上的巴朗山隧道，长约8km，最大埋深约880m，由于深埋段隧道轴线地段基本上均为悬崖峭壁，海拔多在4400m以上，长年冰雪覆盖，空气稀薄，寒冷异常，夜间温度可达-20°C以下，大型钻探设备根本无法到位，也无条件进行正常钻探施作。我院在对隧址区地质构造特征详细调绘研究的基础上，根据隧道轴线所穿越的各紧密褶皱呈彼此平行排列而与隧道轴线大角度相交这一重要特点，分别在距隧道轴线两侧平距约235～850m的交通相对便利地段布设深孔多个，孔深钻至隧道设计标高以下，并在不同钻孔分别进行水文地质试验、综合测井、地应力测试等，对不同地层不同岩性采取岩样进行抗压、变形等试验。并采用地质投影作图法，将钻孔中揭露的地层情况反映到地质纵断面上。通过这种创新型的钻探布设方案，并通过资料的综合分析利用，既达到了勘察目的，又节约了勘察投入，减短了勘察周期。

2.5 试验与测试

钻探不仅需要用来查明勘探点处的地层岩性及构造，还承担着大量的试验与测试任务。需要采取岩、土样来进行各项土工及岩石试验；在钻孔中采取地下水样进行水质分析；对钻孔内岩体进行波速测试，并采取岩样进行岩块波速测试；当岩芯采集困难或钻探难以判明孔内地质情况时，进行孔内综合物探测井；在代表性钻孔中进行水压致裂法地应力测试；对有害气体或放射性矿体进行相关测试；在钻孔中进行水文观测及水文地质测试；高寒地区或深埋隧道在钻孔中进行地温测试等。

2.6 专项研究

对于复杂地质区的长大隧道，往往在施工中可能面临多方面的复杂地质病害问题，有些问题带有特殊的专业性，对于这些极复杂或具特殊专业性的隧道施工地质问题，隧道的主体勘察设计单位常对这些问题设置专项研究课题，由自己或委托给其它更具优势的专业单位完成。比如：复杂构造区的隧道场地构造分布发育特征，常设置专项研究课题委托给地质院校完成；深埋长大隧道的岩爆、大变形问题，常设置专项研究课题委托给相关科研院校完成；岩溶区的岩溶分布发育规律及涌突水问题，常设置专项研究课题委托给相关水文地质单位或科研院校完成；煤矿采空区问题及煤系地层瓦斯或其它有害气体问题，常设置专项研究课题委托给相关煤田地质单位或煤炭科研院所完成。

3 结束语

（1）对于地质条件十分复杂的深埋长大隧道，采用遥感、地质调查测绘、物探、钻探、测试及试验等多种手段进行综合勘察，并针对复杂问题进行专项研究解决，是尽最大可能查明复杂地质区长大隧道工程地质条件的必要而可行的思路。

文章来源：《遥感学报》 网址: http://www.ygxbzz.cn/qikandaodu/2021/0409/598.html