长大深埋隧道工程地质综合勘察技术应用实践

崔 宏 文

(山西省地质勘查局二一四地质队，山西 运城　044000)



长大深埋隧道工程地质综合勘察技术应用实践

崔 宏 文

(山西省地质勘查局二一四地质队，山西 运城044000)

以遥感控制结果为核心，地质与水质调绘为基础，并结合地质综合勘探技术，对长大深埋隧道工程进行了地质勘察，有利于制定出合理的施工方案，进而减少施工时间，降低工作任务量，提高企业的经济效益。

长大深埋隧道，地质勘探，综合勘察技术，实践探究

综合性勘察技术主要是对施工现场的地形地貌、地质环境、施工类型、技术手段、勘察阶段等进行详细检测，对获取的地质条件资料实施相互验证处理，扬长避短，用最少的实际勘察技术收获最好的勘察结果，从而达到事半功倍的效果。同时，在地质资料整理过程中，可利用综合性分析的方式，对不同地质资料进行对比，保障地质资料的全面性、准确性、可靠性，为长大深埋隧道工程质量奠定良好基础。

1　遥感技术

利用遥感图像能够真实、全面、客观的反映地质条件等情况，更是地层结构、岩石层、地形地貌、植被土壤、水质、工程质量、人文文化等综合资源信息库。同时遥感图像具有资料新、连续性强的特点，因此，遥感图形所提供的数据信息更加地具有现实性、可利用性、价值性，使实际的地质条件数据信息及时反映至遥感图像中。另外，遥感图像获取地形条件数据信息范围较广、距离较远，可对不同的地质环境进行窥视，利用“鸟瞰”的方式描绘地形整体特征，发现不同地形之间存在的联系。

遥感技术在长大深埋隧道工程中起着决定性的作用，同时也对地质调绘有着积极的引导作用。在进行长大深埋隧道工程施工建设过程中，采用三维立体遥感技术对地质条件进行勘察，使传统的地质条件纸上作业向计算机网络作业转化、二维平面向三维立体的转化、低精准度向高精准度的转化。三维立体式遥感技术能够对实际现场地质条件进行真实化还原，不仅是地质勘测的精准工具，还是遥感人员工作交流平台。新型的三维立体遥感技术避免野外实地调绘工作的局限性以及盲目性，降低施工人员的工作任务量，有效地保障了地质勘测数据结果的准确性、质量性。

2　大范围地质调绘技术

地质调绘工作是长大深埋隧道工程的前提与基础条件，地质调绘工作的优劣直接关乎着长大深埋隧道工程地质勘测的质量。地质调绘工作属于从宏观至微观、现象至本质、定性至定量的勘测方法，以实际勘测的地质条件为依据，以相关地质理论资料为方向，实现调绘地质资料去伪存真、去粗取精的过程，并同时对获取的长大深埋隧道地质条件数据进行归纳、整理以及分析。

一般情况下，在长大深埋隧道工程地质调绘过程中，应对该区域地质情况和遥感数据进行详细分析，其中地质调绘的内容包含以下几点：地层结构的分布情况、特点、区域划分；地质规模、断裂情况等因素对长大深埋隧道工程的影响。地质调绘方法主要是以垂直地界路线穿越法，特殊地质条件中可采用沿线追踪地质调绘法。关注重点为：长大深埋隧道工程断裂结构、密集情况、较大地表水、地下水等之间的关系。调绘路线：以长大深埋隧道中心500 m处为重点调绘点，500 m～1 000 m范围内为辅助调绘点，根据相关数据的显示，提高隧道中心位置和辅助位置的调绘工作，能够有效保障长大深埋隧道地质条件勘查数据的真实性、客观性、可靠性、实用性。

3　地质综合勘察技术

物探属于一种间接性地质勘察技术，主要是通过地质物体的特性判断位置的地质因素，在地质数据采集过程中，会受到地形地貌、气候环境、人为因素、自然因素等限制，因此，为了更好地保障物探工作结果的准确性，应深刻了解地质调绘工作的深刻内涵。

常用的物探技术有地震折射波法、瞬变电磁法、音频大地电磁法、地震反射波法、高频大地电磁测深法、高密度电法等几种。

3.1地震折射波法

地震折射波法主要是对地震波在速度分界面滑行振动的研究，从而确定接收的折射波之间存在的关系，这是一种勘测地下界面深度的物质勘探技术。其特点为：接收道较小，一般情况下在24道左右；勘探深度较浅，一般情况下在100 m左右；精准度较低，一般情况下采用皮尺进行测量；覆盖次数较少，例如：勘测源浅、作用量小。主要作用为：对长大深埋隧道工程地质结构进行分层，例如：基岩面、风化区、覆盖层等；勘察地质断裂结构的空间分布情况及特点；检测地质岩层的变化参数，例如：剪切模量和杨氏模量、泊松比等。应用范围为：长大深埋隧道进出口处、浅埋地段的剖面勘测、隧道口岩土层速度变化值等。

3.2瞬变电磁法

瞬变电磁法又可称之为时间域电磁法(Time domain electromagnetic methods)，简称为TEM。利用接地导线或不接地导线作为脉冲电源的长源，以探测的目的生成二次电流，当脉冲电源随着时间的变化而发生改变过程中，完成长大深埋隧道地质条件勘察工作。其特点是：第一，高阻围岩地区勘察地质条件不会受到地形地貌的影响；低阻围岩地区由于采用的为道勘测技术，对于早期地质条件的影响也不会存在明显变化。第二，可以利用多种勘察点共同勘察的方式，使其能够对勘察对象的耦合性、异常性、简单性、分层性进行明确分析。第三，线圈位置、接法距离要求相对比较疏松，勘察方法较为简单，工作效率较高。第四，具有穿透低阻碍地区的能力，勘察深度较大。第五，长大深埋隧道剖面测量与测深工作同步完成，增加了数据的有效性。正是由于上述特点的影响，时间域电磁法应用范围为：解决长大深埋隧道地层断裂、地层划分等问题，其具有的勘测深度在400 m～500 m之间。

3.3音频大地电磁法

音频大地电磁法(electromagnetically method(AMT))又可称之为EH-4法，产生时间在1990年左右，由美国两家公司联合形成了EH-4系统，这项电磁探测设备，可以将观测距离地上区域几米到1 000 m之内的地质断面电性转变成信息。其主要是通过宇宙内的雷电、太阳风等天然带来的电磁信号当做激发场源，这一部分的场源不属于过渡城区以及近场区。而音频大地电磁法更是具有诸多特点，例如：较强的抗干扰能力、勘探的范围较广、横向分辨能力较高等。

3.4地震反射波法

地震反射波法作用原理为：当地震源被激活时，地震波以球型向地下空间进行移动，如遭遇岩土性分界面、断层、碎裂带以及岩溶体等异常体的阻碍，地震波折返数据信息就会被地面检波器进行接收，并通过接收的数据信息生成系统的地震剖面，从而达到长大深埋隧道勘察的目的。地震反射波法的特点：最小接收道为120道，勘察深度在3 000 m以上，精准度较高(需采用GPS仪器进行定位)，覆盖次数多等，但是，它在长大深埋隧道浅层(0 m～100 m之间)勘察范围内属于盲区，只对深层勘察隧道地层有实际效果。应用范围为：地形地貌变化幅度大、埋藏深度较长的长大深埋隧道。

3.5高密度电法

高密度电法具备自身独特的性质，其与常规型的电法存在的本质区别就在于供电方向，高密度电法主要形式是地下供电，而且异常体及地质体的本质不同也导致电流吸引形式的差异。针对岩溶勘测工作而言，通常情况下空腔岩溶性质为高阻，而充填型岩溶性质为低阻，针对渗水破碎带而言，其具有低阻性质。而岩性的差异也将导致其阻值的不同，根据此因素，可以对地层岩以及岩溶的自身性质进行一个直观的判断，并且以此为依据，可以获取目标地下介质信息，针对电阻率具体分布情况进行一个整体的掌控，以此来对隧道围岩的范围分布情况及自身性质进行综合分析。

4　结语

因为长大深埋隧道工程是由多阶段、程序以及多专业的勘察体制组成，所以，该工程对地质资料的要求较高。在地质条件勘察过程中，应适当采用综合性勘察技术，结合实际施工现场情况，对地质条件勘察结果进行系统化的数据分析与研究，并对其研究成果进行合理阐述，保障地质条件勘察资料的准确性，为长大深埋隧道施工项目提供充足的数据信息。

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[4]易鑫,白雪飞.浅谈综合地质勘察在长大隧道勘察中的应用[J].铁道勘察,2011,37(2):75-78.

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[6]宋婉虹,任辉.综合地质勘察在长大隧道勘察中的应用探析[J].建筑工程技术与设计,2014(1):90-123.

On application of comprehensive geological survey technique in deep-buried long tunnels

Cui Hongwen

(No.214GeologicalUnit,ShanxiGeologicalSurveyBureau,Yuncheng044000,China)

Centered on the remote control results, the paper undertakes the geological survey of deep-buried long tunnels the based on the geological and water quality by combining with the geological comprehensive survey technique, reduces the construction period and lower the tasks, so it is beneficial for making the reasonable construction scheme and promote enterprises’ economic benefits.

deep-buried long tunnels, geological survey, comprehensive survey technique, practical research

1009-6825(2016)23-0173-02

2016-06-09

崔宏文(1963- )，男,工程师

U452.11

A