复杂地质条件下山区公路地质勘察方法探究

张建卫

（河南省交通规划设计研究院股份有限公司， 郑州 450000）

1 地质条件及主要工程地质问题

我国山区分布面积较大，因受到大地构造运动及气象水文条件影响，形成结构相对复杂交错，对我国道路建设造成了较大的难度，即使山区在地质条件上对道路建设存在有局限，但我国从未放弃对山区建设的发展，因此，要正视山区项目工程地质问题，采用针对性的解决措施而进行弥补。目前，山区工程地质问题主要存在于以下几个方面：

山区地质构造主要分为断层与褶皱，两者形成的地理风貌较为险峻，断层两盘相对运动，促使附近的岩石破碎，形成断层破碎带，从而形成渗流通道，且宽度并不统一，有大有小，对公路隧道和桥梁建设带来了巨大的挑战，一般情况下，在选线阶段进行避让。褶皱情况改变了岩石的原始状态，但仍存在一定的连续和完整性，由于存在部分褶皱带岩层倾角变化大[1]，处于不稳定状态，对公路建设边坡的稳定性会造成较大的影响。在山区道路建设中遇到这种情况，通常会按照顺坡的秩序使用强支挡措施通过，以此用来增强该区域施工的稳定性。除此之外，受构造运动影响，地表以下的地层内部会存在残余应力，对公路建设存在较大的质量安全威胁，公路深埋隧道建设要重视这一问题，采取针对高地应力区的措施。山区地质结构相对复杂，常伴有不良地质灾害频发，山区地形地貌以构造剥蚀丘陵地貌，分布无规律，岭、谷间隔分布，也没有规律的间隔大小，地形起伏较大，无疑对公路建设造成了一定的限制，还存在部分地段受地下水和地震的影响，对线路挖方段等工序中交替出现，从而导致地形结构发生变化，逐渐演变为深路堑、高路堤及陡坡路堤等情况。在这种情况下，对公路工程建设稳定性和承载力造成了威胁，尤其是边坡容易失稳破坏（见图1）。

图1 山区地质问题易发的公路工程病害

2 山区公路地质勘察方法

2.1 现场地质勘察

现状地质勘察面向山区道路施工区段，结合工程勘察任务要求，进行实地勘察。主要对测区的一些先创基本情况进行调查，其中，涉及基本地质情况、地面介质、建筑物分布情况、地形变化等[2]，对一切影响公路工程建设的因素进行勘察。对测区的地质结构进行分析，并汇总出该区的地形图，检测该区段控制点的位置，为后期施工提供有效依据。与此同时，还要了解并掌握管线埋设情况，明确管线的类型、埋深、材质、管径等数据，通过对现场地质勘察后，要对勘察数据的可靠性和可行性进行进一步的检查。

2.2 地质测绘

复杂地质条件会存在大量的特殊隐藏点，通过利用先进技术实现地质测绘可以使施工团队更直观地判断地质条件分布情况，对不利条件进行准确的避让。地质测绘技术的勘测目标是测区的地质情况和水文情况，例如，测区的地质特点、气象、水文、地震数据等，对山区的岩石种类、形成顺序、厚度、结构及变化规律等，将所有勘测内容可利用地质遥感图像分析（滑坡遥感影像如图2、图3所示），可以为施工团队提供施工线路，将地形地貌、水体分布、地质灾害等信息，提高线路比选的精确度和可行性，对不利路段进行有效的避让。地质测绘为选线工作提供了良好的参考依据，对隐晦、现场地面勘察不出的隐藏条件均能直观地展示出来，如断裂构造线等，该方法提高了地质勘察效率和可靠性，是地质勘察的重要手段。

图2 滑坡遥感影像

图3 滑坡群遥感影像

2.3 工程地质钻探

工程地质钻探存有较多方法，这些方法均要在地质测绘的基础上加深勘察，要根据测区的不同地质条件选用不同的钻探方式，其中包括简易钻探、机械钻探、坑（槽）探等。通过工程地质钻探，可以准确地了解测区的岩石分布情况，如空间展布、地下水分布情况及地层分布等，从而更加精确地为公路工程施工提供可靠的参考。简易钻探对测区条件要求简单，实现对岩石性质的鉴别，勘察技术相对简单，主要对覆盖层较薄或软土分布地带进行勘察，对一般路段应用效果较好，对测区中存在软弱路基地段需要使用静力触探。机械钻探需要借助勘察机械对岩土层的特征和空间分布进行良好的勘察，对地质和地层结构极易明确，主要对岩、土、水试样进行室内试验，能够对地质内部应力做进一步勘察，获得相关物理力学参数，对测区地质情况进行了准确的评判，对抽水试验、声波测试等原位测提供有效条件。坑（槽）探需要挖坑、槽剥操作能够剥离出岩面，然后对岩土特征进行全面的分析，通过坑（槽）探方式还可以对岩石的理裂隙产状、组数、间隔等信息进行明确，可以结合工程要求对所需要的内容完成采样。

2.4 工程物探

工程物探勘察方法主要以音频大地电磁法进行作业，对测区地质中存在的隐蔽点进行仔细的勘察。在一定条件下，还能应用到高密度电法进行勘察，对地层岩石的埋深等内容进行勘察，为后续公路建设提供有力依据。山区岩石性质较为复杂，只有清楚测区岩土属性才能有效地保障公路建设的稳定性。在工程物探中，声波测井及波速测试是必不可少的。主要测试岩土的弹性纵波和横波波速，对岩石自身强度进行判断，如岩土体的断层、持力层选择等，通过测试还可以了解到岩土类别和地震效应等。综合测井也是工程物探中重要的一项内容，主要测试目的是了解物性参数划分地层剖面，采用电阻率、声波速度、井温、井径等参数进行测试[3]，对钻孔内进行综合分析，包括对其中孔内地温及自然放射性变化进行判断，能够控制对施工不利条件。除此之外，还能确定软弱夹层厚度，对隧道围岩进行弹性波分级。

3 山区公路勘察工作质量管理

复杂地质条件下，山区公路地质勘察工作综合性较强，需要勘察的项目较多，要求选调经验丰富的资深人员组成勘察团队，明确各工作岗位职责，采取良好的人力资源分配。山区地质条件复杂，只有勘察效果到位，才能保证公路建设高效实施。因此，勘察团队要先对已有的资料进行基础的分析，深入剖析并编撰勘察纲要，制订针对性强、目的性强的勘察方案，并结合工程需要和真实地质情况进行设计勘察工艺和方法，为项目匹配优良的机具设备及试验设备，提高地质勘察的精确性和可靠性，确保高效完成勘察工作。山区地质结构复杂，可以采取动态勘察方案，部分地质问题会在勘察的过程中逐渐暴露出来，因此，可以结合地质真实情况调整勘察方案，保证勘察方案的适应性和可行性，同时要避免工程建设诱发地质灾害，将安全管理工作落实。

4 结语

山区道路建设一直以来都是社会关注的问题，山区地势复杂且纵横交错，相对平原地区建设，施工难度较大，危险系数较高。采取合理的综合勘察手段，对复杂山区地质情况加深了解，可以预测工程地质问题，能够为山区公路建设提供有力的凭借依据，对地质安全隐患和建设诱发的不良地质灾害进行预判和防范，提高山区公路建设的安全性和建设效率，也将取得更好的环境效益。