复杂地形地质条件岩土工程勘察及实践研究

陈友佳 王建斌 郑晓亨

摘要：随着我国现代化城市进程的快速发展，我国的工程建设规模在不断扩大，而由于不同工程类型所对应的地质条件及环境，也存在着不同的差异及问题，本文将结合宜昌市秭归县横溪至香溪公路工程及恩施利川峡口塘水电站交通复建工程的岩土工程勘察实际情况，在独特的自然与地理环境等条件下，勘察实践过程进行了深入分析，望能够为有关同等的项目工程提供一些参考价值。

关键词：复杂地形;地质条件;岩土工程;勘察实践

1岩土工程勘察工作的价值及意义

在项目进行选线时，就应该展开对项目区及其附近的地质调绘，对工程建设有重要的疑义，特别是地质条件复杂的工程。调绘的工程包括了水文地质条件、区域地质条件、以及不良地质作用现象以及特殊性岩土的发育情况。调绘可以通过走访、调阅当地日志、现场踏勘等多种方式相结合。

1.1了解施工现场的水文地质状况

在项目施工之前，调查研究场地周边区域的水文地质条件，这样可以为项目建设可行性的参考和依据。例如：以宜昌市秭归县横溪至香溪公路工程及恩施利川峡口塘水电站交通复建工程为例：

①宜昌市秭归县横溪至香溪公路工程：白沱1#隧道段岩性主要为砂岩、页岩、灰岩、白云岩，地下水主要为基岩裂隙水及岩溶水。隧道进口段仰坡及左侧边坡整体稳定性较好，局部易发生楔形体掉块、碎落，右侧边坡整体稳定性较差，局部可能发生坍塌破坏。隧道出口段仰坡整体稳定性较差，本隧道开挖产生岩爆的可能性小：隧道穿越含煤地层可能含有瓦斯等有害气体，施工过程中存在由此而引起燃烧、爆炸等多种风险。白沱2#隧道隧址区属构造剥蚀、侵蚀低山地貌，出口段仰坡属顺向坡，整体稳定性较差，开挖开挖处置不当易发生顺层滑动破坏，左侧、右侧边坡整体稳定性较好，但局部易发生楔形体掉块、碎落，（K20+880～K21+120、K2 1+530～K22+130）可能发生中等岩爆;隧道埋深大于630m段（K21+120～K21+530）可能发生强烈岩爆。

②恩施利川峡口塘水电站交通复建工程：线路区地下水类型按含水介质和赋存形式的不同可分为孔隙水、岩溶裂隙水两种类型。其中，岩溶裂隙水补给主要依靠大气降水通过岩石裂隙、风化节理、岩石层面垂直入渗;孔隙水除大气降水补给外，在山前地带岩溶裂隙水对其也有补给作用。区内地下水径流总趋势是由高往低，排泄于区内河流中。

1.2工程及附近的不良地质作用现象及特殊性岩土

工程项目区域内的不良地质现象以及特殊性岩土是项目选址所面临的主要问题之一。它直接影响着整个工程的选址的可行性，对工程建设场地的稳定性及项目建设的适宜性、设计及施工方案的选定也会有着直接的影响，甚至还会影响到项目投资等方面的问题。例如：

①宜昌市秭归县横溪至香溪公路工程该项目中，该区域发生的不良地质现象发育程度，直接影响到该项目的设计、施工及投资问题。特别是该条线路位于三峡库区的岸坡之上，滑坡居多，设计及施工时既要考虑到对三峡库区的环境保护，又要考虑滑坡对周边的影响，是否会发生二次滑动以及新的滑坡生成。该项目的起点横溪，分布有花岗岩残积土，其分布范围，直接影响着设计、施工的制定。

②恩施利川峡口塘水电站交通复建工程中，根据线路地质调查结果，线路及线路以外 250m 范围内，不良地质类型主要有不稳定斜坡和岩溶两种。

2、杂地质条件下岩土工程勘察的常用技术

2.1地质调绘技术

岩土地质调绘的目的主要是评估、了解地形特征、地貌特征以及地层组成、地质构造等情况，通过地质调绘作业可以了解区域内的岩土的成分、性质、形成年代等等，也能鉴定岩土层的风化情况。

2.2岩层钻探技术

利用从钻孔中取得的岩样与水样，开展有关试验，常见的有水文地质与灌浆试验、工程地质试验、长期观测工作与地应力测量等。与物探技术相比，钻探勘探的精度更好，勘探效果更直观。对于砂土层要求岩芯采取率高于75%，对于黏性土要求岩芯采取率高于90%，对于一般岩石不低于80%，对于软岩、破碎岩石应不低于65%。同时，要全面仔细描述不同地层的宏观特征，全面记录下不同地层的水平与垂直方向存在的变化，这样才能为进一步研究地层结构分布规律奠定基础，在采样不同深度土层的样本后需仔细研究，并明确复杂地质条件下岩土的有关参数。

2.3物探试验

地质条件复杂，岩溶发育地段，采用物探查明项目区内岩溶发育程度、软弱夹层、断层等不良地质现象，有利于了解不良地质，岩溶发育影响復杂的工程地质问题。从而有效的指导勘探点布置，物探配合验证确定物性异常界面，并推测分析原因。

2.4原位测试试验

选用标准落锤开展标准贯入试验，在试验前需仔细清孔，确保锤击速率维持在20次/min。此外，地基勘察工作中涉及的动力触探实质上也是一种原位测试方法，通过动力触探试验可以了解砂土、碎石类土、风化基岩的相关物理力学性质参数。

2.5室内试验

通过室内试验来明确岩土有关物理力学指标，物理性指标试验通常包括下列几种：测定土层的物理力学性质试验;颗粒分析试验以明确砂土的具体名称;水质分析试验用于对地下水化学类型进行判断等。

实例分析

3.1工程概况

为了在复杂地形地质条件的岩土工程开展更高层次的勘察工作，新技术的引进与应用是至关重要的，波速检测技术就是其中的代表。为此，本文就以宜昌市秭归县横溪至香溪公路工程及恩施利川峡口塘水电站交通复建工程的岩土工程勘察实际情况为研究对象，围绕地质勘探项目中波速检测技术的应用进行了深入的探讨。该两个工程现场地层主要为砂岩、页岩、不稳定边坡及岩溶等，地下水主要为基岩裂隙水;岩性主要为灰岩、白云岩等可溶岩，地下水类型主要为岩溶水等属于典型的复杂地形地质条件，所以工程采用物探技术进行岩士工程勘察，最终获得了一系列的参数，满足了工程建设的需要，具有很好的应用价值。

3.2岩土工程勘察实践

鉴于该两个工程的特殊性，地质人员在勘察土体时，首先进行钻孔施工，结合钻孔施工，本次物探主要针对隧道布置，采用 EH4、高密度电法进行。EH4 测线沿隧道纵轴线布置，高密度电法沿隧道洞口横向布置。主要目的为查明隧道洞身范围内岩溶、岩性软弱带、断层、含煤地层等异常带。

①宜昌市秭归县横溪至香溪公路工程：本线路区内岩溶主要分布于新滩至终点段的可溶岩区域。地表岩溶形态不甚发育，仅局部 见少量塌陷、洼地、溶洞等岩溶形态发育。 根据本次勘察钻探揭露，本段布置钻孔8个钻孔，仅1个钻孔揭露溶洞，见洞率12.5%，岩溶线发育率1.4%。属岩溶弱发育区。据调查，沿线地表基本未见对道路修建有影响的岩溶现象，结合物探及钻探资料分析，隧道洞身段可能存在隐伏岩溶，建议适当降低围岩等级，采取适当的处理措施。

②恩施利川峡口塘水电站交通复建工程：本现场共布高密度电法物探剖面3条，采用温纳装置进行数据采集。高密度电法物探剖面测线总延米长为435m。现场共布瞬变电磁物探测线5条，瞬变电磁物探剖面测线总延米长为1020m。中风化灰岩夹页岩：灰色，隐晶质结构，中厚层状构造;矿物成分以方解石为主，局部方解石脉沿层面发育，长约0.3-1.2m; 节理裂隙较发育，间夹页岩0.2-0.3m，局部1m; 锤击声较脆，回弹震手，页岩较易击碎。局部裂隙面见钙质、泥质充填，胶结较好。

结语

在工程地质勘察工作中地质勘察属于重中之重，建议利用先进技术开展地质调查，充分掌握地形地貌、地质情况，并制作专门的数据库系统，方便后续地质勘察工作的开展。同时，抓好对勘察从业人员的业务培训，不断提高工程地质勘察质量与效率，方能确保工程建设的有序展开。

参考文献

[1] 余超，杨家贵，张朝丰.试论复杂地质条件下岩土工程勘察的应用与实践[J] .地球，2015， 35 （6）： 222.

2989500511211