◎ 遼寧工程勘察院 賈玉馥 韓衛(wèi)平

公路工程建筑在地殼表面，是一種延伸很長的線形建筑物，通常要穿越許多自然地質條件十分不同的地區(qū)。公路隧道有山嶺隧道和河底隧道之分，公路隧道的建設不僅受地質因素的影響，也受許多地理因素的影響。因此，為了正確處理其與自然條件的關系，充分利用有利條件，避免或改造不利條件，必須進行公路隧道工程的地質勘探工作，為公路工程的規(guī)劃、設計和施工提供依據(jù)和指導。

1 公路隧道工程地質問題

以山嶺隧道為例，山嶺隧道是修建在天然地層中的建筑物，它從位置選擇到具體設計，直到施工，均與地質條件有密切關系。地質條件包括巖層、地質構造、巖層產(chǎn)狀、裂隙發(fā)育程度及風化程度，隧道所處深度及其與地形起伏的關系，地層含水程度、地溫及有害氣體情況，有無不良地質現(xiàn)象及其影響等?；诖?，在隧道的勘察設計中，應十分注意工程地質工作。對重點隧道或工程地質和水文地質條件復雜的隧道，應進行區(qū)域性的工程地質調查、測繪，并加強地質勘探和試驗工作。當?shù)叵滤畬λ淼烙绊戄^大時，應進行地下水動態(tài)觀測，并計算隧道涌水量。隧道工程地質勘探通常采用以鉆探為主，輔以電探或震探的方法。鉆孔位置一般在隧道中線兩側8～10m。鉆孔深度一般應達路線標高以下2～5m。隧道勘探中主要關注的地質問題有：（1）隧道位置與洞口位置的選擇；（2）地下水、地溫及有害氣體；（3）隧道圍巖的穩(wěn)定性。

2 地質勘探要點

公路隧道工程地質勘察的階段劃分是與設計階段的劃分是相一致的。一定的設計階段需要相應的巖土工程勘察工作?？辈祀A段可分為可行性研究勘察、初步勘察和詳細勘察?？尚行匝芯靠辈鞈线x址或確定場地要求；初步勘察應符合初步設計或擴大初步設計要求；詳細勘察應符合施工圖設計要求。對工程地質條件復雜、工程規(guī)模大，且缺乏經(jīng)驗的建設項目，應根據(jù)初步設計審批意見，在技術設計階段，根據(jù)需要有針對性地進行巖土工程勘察工作。

2.1 可行性研究階段

工程可行性研究勘察主要是了解勘察項目所在地的工程地質特征、各工程方案的一般地質條件與控制工程方案的主要地質問題，為擬定路線走向、橋位、隧道工程方案的比選及編制可行性研究報告等提供地質資料。在工程可行性研究中，需進行踏勘工作，對各個可能方案作沿線實地調查，并對大橋、隧道、不良地質地段等重要工點進行必要的勘探（如物探），大致探明地質情況。

2.2 初勘階段

物探的測區(qū)一般不超過測繪范圍，但對物探解釋有參考、對比價值的內容應進行勘測追蹤，其范圍可不受上述所限。在測區(qū)內，測線的方向、間距及測點的疏密、激發(fā)點與接收點的距離與布置形式，應按物探方法并結合地形條件等因素選定。分離式隧道原則上沿隧道軸線縱向至少應布置物探測線2～3條，兩洞口布置橫測線各2條；測線長度和測點間距應視隧道長度、地質條件而定。整體式隧道可視地質條件適當增加縱、橫測線。不同的地質體或構造類型，要有2～3條物探測線穿過，每條測線的測點至少在3個以上，地質情況復雜時可適當加密。根據(jù)隧道埋深和下伏巖體特性，合理選用物探手段，對深埋隧道可選用高分辨率反射法。對煤層、礦體、采空區(qū)、溶洞、斷裂等特殊構造，可選用磁力、重力測量等多種物探手段進行綜合勘探。對于水下隧道，可采用電火花法、聲脈沖轟震器、旁側掃描聲納進行水底地形探測的地層。

2.3 詳勘階段

在此階段，應對初勘時未能查明的地質條件或沿隧道軸線方向有復雜地質問題的地段進行物探，以達到進一步查明和補充、校核之目的。一般應根據(jù)隧道所在地區(qū)的地形、地質條件選擇適當?shù)奈锾椒椒?。山區(qū)巖質隧道一般應先進行地震勘探，沿隧道軸線至少布置一條地震測線，測點間距以10～20m為宜；若發(fā)現(xiàn)有地質構造時，局部應加密。兩洞口應布置橫測線，測點間距為5m；若洞門或洞身發(fā)現(xiàn)有溶洞或其他構造破碎帶，應適當加作橫測線和加密測點。

當高速公路為上下行時，隧道一般應當作兩座單獨隧道進行勘探，地質條件簡單、無構造影響、巖性單一的短小隧道可當作一座隧道布置勘探工作。用聲波法測定巖體的彈性縱波波速時，宜同時測定巖體的彈性橫波波速，以求得巖體的彈性特征值。除測定巖體彈性波速外，還應測定巖石試件的彈性波速，以求得巖體的完整性系數(shù)，判定圍巖的破碎程度。當?shù)卣鹂碧桨l(fā)現(xiàn)有明顯的溶洞或大的地質構造時，應進行綜合物理勘探，以供相互驗證。當采用電探時，一般沿隧道軸線布設一條主測線，在主測線兩側20m各布一條平行測線，測點間距以為宜。洞口一般布置橫測線，測點間距以10～30m為宜。水下隧道物探，應在先查明水域內水底地形、水深、流速等情況下再決定采用何種物探手段，一般宜進行綜合物探?？睖y主線宜沿隧道軸線兩側布設，一般不得少于2條，橫測線一般應沿順水流方向布設，不宜少于3條，測點間隔比陸上物探適當加密。

3 測試項目及注意事項

3.1 地應力測試

地應力測試一般采用水壓致裂法，其他方法可作為補充。巖體內部應力狀態(tài)不盡相同，宜采用應力試驗并結合構造分析和巖組分析的方法來確定主應力方向。

3.2 綜合測試

配合鉆孔進行綜合測井，主要包括聲波測井和放射性測井等，通過從不同方面測試來獲得隧道圍巖工程地質、水文地質的各項參數(shù)。對于巖質隧道應利用聲波法、地震勘探法等綜合物探方法來測得圍巖巖體、巖石縱波速、橫波速，而求得圍巖動彈性模量、靜彈性模量、泊松比等物理、力學指標。土質隧道應結合鉆探進行動力觸探、靜力觸探來求得土的密實程度和透水性能，作為其他勘探資料的補充。

3.3 水文地質測試

對于隧道鉆探，一般要求工程地質勘探孔與水文地質試驗孔綜合考慮，地質勘探孔終孔以后可進行井中測流或作為水文地質試驗的觀測孔；當鉆探孔終孔以后發(fā)現(xiàn)孔內有大量的地下水，應考慮布設專水文地質勘探孔和觀測孔進行專門水文地質工作，求得各項水文地質參數(shù)。水下隧道應分層進行井中測流試驗。

3.4 巖土的物理力學試驗項目

除特殊規(guī)定外，其一般要求按《公路工程地質勘察規(guī)范》的附錄F規(guī)定辦理。

3.5 水質分析試驗

每座隧道應從對隧道有影響的主要含水層內取水樣1～3組進行水質分析試驗。試驗項目應滿足生活、工程、消防用水的評價。

4 工程地質評價

4.1 方案比選

對各個隧道方案，從地質角度比較論證。論證隧道的安全性、穩(wěn)定性、合理性等；其次進行綜合論證，從整體式路基、分離式路基、橋梁、洞外接線合理性、經(jīng)濟性等進行綜合分析、論證比選。

4.2 圍巖評價

從圍巖的強度、變形性、裂隙發(fā)育的情況，巖體完整性、水文地質條件、抗風化情況、彈性波速等方面進行分析與評價，以定性評價為主，以定量評價為輔。

4.3 水文地質條件評價

預測隧道分段涌水量大小，論證地下水對隧道的影響程度、方式、大小，隨季節(jié)變化規(guī)律等。

4.4 環(huán)境地質評價

評價隧道修建對周圍地質環(huán)境破壞程度以及帶來的環(huán)境地質問題；隧道開挖降低地下水后對周圍工、農業(yè)生產(chǎn)的影響和居民生活的影響等。對隧道工程、生活、消防用水等的水泥、水量、運距、取水方式、水質等做出評價。

綜合以上評價結果，得出結論和建議。

5 結束語

公路隧道地質勘探是公路建設的重要組成部分，是減少工程投資、提高建設效益的最為有效的公路建設形式。地質勘探報告是隧道工程設計和施工的重要依據(jù)。因此，加強對地質勘探技術的研究對于我國的公路建設事業(yè)具有重要意義，而且它在一定程度上決定了我國經(jīng)濟建設發(fā)展的快慢。在實際勘探過程中，公路隧道地質勘探企業(yè)對每一項勘探數(shù)據(jù)都要進行雙重復核，切實保證勘探數(shù)據(jù)的有效性。