阐述综合勘探技术要点以及应用

摘 要 本文介绍了铁路地质综合勘探技术在勘察中的具体实施作用,同时，阐述了在铁路勘察中,应用综合勘探技术的必要性。

关键词 铁路 地质勘察 综合勘探

中图分类号： F53文献标识码： A

1 综合勘探技术概述

综合勘探是指依据工程的地形、地质复杂程度, 工程类型, 工程规模的大小和勘察阶段的技术要求, 合理应用遥感、地质调绘、物探、钻探、原位测试、土工试验等地质勘探方法, 用最佳的方法组合使用, 密切配合,取长补短, 获取多性状地质信息, 通过相互验证和综合分析, 提高地质判别的准确性, 达到提高勘探质量、缩短勘测周期和降低成本的目的, 最大限度的为工程设计提供可靠、适用的基础地质资料。

综合勘探手段包括: 遥感地质判释、地质调查测绘、综合物探、原位测试、钻探、轻型勘探( 触探)、挖探、综合测井、岩土室内试验、水文地质试验、资料汇总与综合分析等。

1. 1 遥感

遥感技术应用于铁路工程地质勘察主要是利用遥感图像判释获取沿线地形地貌、地层岩性、地质构造、不良地质、水文地质等信息。对铁路勘测中常见的不良地质和特殊地质现象都可以通过遥感技术加以分析和判断。

遥感技术最大的特点是视野广阔、影像逼真、信息量丰富; 可放大使用而不影响其精度, 通过一种比例尺的遥感图像, 可以做多种比例尺的地质图; 可全天候地室内反复判释, 对测区进行整体到细部的观察, 其工作区域具有全局性, 判释得出的信息具有指导性。利用遥感判释成果指导工程地质调绘, 可以充分发挥遥感技术宏观性、直观性的优势, 提高地面调查的针对性和准确性, 减轻地质调绘的工作强度, 提高工作效率。遥感资料还可以与物探资料结合, 提高数据的精度和准确性。现在, 遥感技术已经和GIS、GPS 技术结合, 实现了对遥感资料的自动解译、综合成图、数据量测、建立数据库和评比分析等, 极大地提高了工作效率。

1. 2 物探

物探方法包括电法勘探、弹性波勘探、重力勘探、磁法勘探、放射性勘探、地温勘探、孔内勘探等。物探是铁路工程地质勘察中的一种重要手段, 具有勘探方法多、勘探深度较随意, 易于大面积施测, 可进行点、线、面相结合乃至三维勘探的特点。充分并合理利用物探, 能提高地质勘探的宏观控制水平, 减少钻孔布置的盲目性, 提高钻孔利用率。

1. 3 原位测试

工程地质原位测试技术是在现场直接测定天然岩土体力学性能的各类测试方法的总称, 包括载荷试验、静力触探、动力触探、标准贯入试验、十字板剪切试验、预钻式旁压试验、扁板侧胀试验、应力铲试验、现场直剪试验、岩体应力试验等。因其能在勘察现场对岩土体直接进行连续测试, 完全避免采取或切制岩土样品过程中对岩土体产生扰动影响, 更能直接有效、快速地测定岩土体力学参数。原位测试是勘探与测试相结合的方法, 测试结果与岩土体原始应力状态接近, 具有高效、连续、重现性好的特点, 不会产生漏层。其费用也远低于钻探、取样、化验的传统方法。

1. 4 工程勘探

钻探是地质勘探中最常用、也是极其重要的手段,通过钻孔提取岩土芯, 能较直观地了解地层岩性、地质构造、岩体的风化破碎程度、土体的软硬性质、地下水的特征以及它们的分布范围, 并通过岩土、水的取样实验、孔内的原位测试、物探综合测井、水文地质试验、地应力测试和瓦斯压力测试等工作, 获取满足设计和施工需要的工程地质和水文地质资料及各种参数。

钻探孔位的布置及要求必须在进行详细地质调绘和必要的物探工作的基础上进行, 对地质调绘和物探进行验证和确认, 同时又可以指导和修正以上两种方法。

对较深钻孔进行物探测井或孔内测试工作是重要的和必须的, 既能提高钻孔利用率和分层准确性, 又能充分发挥综合勘探的作用, 提高地质勘探质量、水平和效率。钻孔孔内测试包括水文试验、综合测井、孔内CT、地应力测试、瓦斯测试等。

2 铁路综合勘探技术应用原则

铁路勘察工作量大, 勘察质量要求高, 必须根据地形地质复杂程度、工程类型、建筑物规模和特点、地层结构、岩土特性、场地条件, 结合勘测阶段, 在地质调绘的基础上, 以最佳的组合方式, 应用遥感、物探、钻探、原位测试、土工试验等多种地质勘探方法, 通过综合分析和相互验证, 取得真实、准确的工程地质资料, 以满足铁路设计及建设需要。

铁路建设对工程场地区域稳定性提出了较高的要求。在踏勘阶段, 应从区域地质稳定性角度参与线路方案的比选, 在研究分析既有区域地质资料的基础上, 充分发挥遥感技术和地质调绘的全局性、指导性作用, 利用航片、卫片进行地质解译, 结合现场重点调查, 为方案选择及编制预可行性研究报告提供工程地质资料。对控制线路方案的越岭、河谷、不良地质、特殊岩土、长大隧道、大河桥渡等重大工程地段, 应充分发挥遥感和物探作用, 采用以遥感和综合物探为主,辅以必要钻探、测试的综合勘探技术, 查明重大地质问题。

初测阶段应充分利用航片、卫片资料进行地质解译, 并在大面积地质调绘的基础上, 合理选用综合物探和原位测试等有效方法, 配合钻探及测试工作, 评价其对线路方案及工程的影响, 避免因遗漏重要的工程地质问题而造成线路方案决策上的失误。地质特别复杂地段应开展加深地质工作或专项地质工作, 需要深孔钻探的必须安排深孔钻探。

定测阶段以钻探、挖探以及相应的原位测试和试验等为主要手段, 配合必要的物探工作。对于岩溶地区、采空区、给水水源, 以及需要判明断裂构造、破碎带、滑动面、软弱层、基岩界面、岩层界面、隧道围岩分级、风化层厚度等, 应采用物探与钻探相配合的方法。对第四系地层黏性土及砂类土地区的桥梁、大型房基、软土地基、松软地基等工点, 应采用原位测试与钻探配合的方法。对地质条件复杂的长大隧道, 必须在综合勘探基础上, 对洞身进行必要的钻探, 包括深孔钻探,确定地质条件和施工方法, 保证隧道质量和施工安全。

3 铁路综合勘探应用中应注意的几个问题

科学应用综合勘探技术, 提高铁路勘察质量和效率, 关键是根据不同地质条件、不同勘测阶段,选择合适的勘探组合, 坚持点面结合、间接推断与直接验证结合、钻孔取样离位测试与原位测试结合、物探与钻探结合的原则。并重视以下几方面的工作:

(1)充分收集和分析现有资料是了解区域地质情况, 明确工作重点, 节省勘察工作量的重要手段。

勘测准备阶段, 首先要尽量收集既有资料, 了解测区的地形、地质条件以及环境条件, 包括以往在该地区进行勘探的成果和经验教训等。在此基础上进行综合分析, 选定综合勘探的方法。

(2)前期应高度重视遥感指导下的地质调绘、工程地质选线工作。

遥感工作在时序上应先于其他勘探手段。充分发挥其宏观性、全局性的优势, 提高效率, 减少勘探布点的盲目性, 降低勘探工作量。

(3)强调综合分析的工作理念, 不断提高综合分析水平。

综合勘探与综合分析是密切联系的, 对各种资料综合分析所做出的正确判断是综合勘探的核心。

在铁路工程地质勘察工作中, 采用综合勘察方法,达到提高质量和勘探效果的目标, 关键是要综合分析。综合分析需要贯穿整个勘察的全过程, 无论是在准备阶段、勘探实施阶段, 还是勘探成果的整理与应用, 都应注重综合分析, 才能提出各种勘探手段的合理组合,在实施过程中有效地发挥综合勘探的优势。不同的勘探方法所获得的各项工程地质资料, 必须进行综合分析, 才能更好地满足工程设计所需要的定性或定量评价。同时, 充分利用不同勘探与测试成果的对比, 找出不同方法所存在的优势与不足, 总结出区域综合勘探的经验。通过对成果的综合分析对比, 可以总结出区域工程地质的宏观规律。

(4)推广应用综合物探、原位测试技术, 发挥其现场测试、连续测试和高效的优势, 对符合测试条件的地段, 应优先采用。

(5)提高钻孔综合利用程度。钻探要为进行孔内物探和水文地质测试等工作创造条件, 钻孔直径、孔深、钻进方法等应满足孔内物探和水文测试要求, 做到一孔多用。岩溶发育地区的墩台, 应在钻探的基础上辅以物探方法确定岩溶形态。

(6)采用先进钻探工艺, 提高钻探进度和岩心采取率。

在铁路勘察中, 钻探工作量大, 岩土取样量大, 为保证钻探质量和取样质量, 应采用高速钻进、斜孔钻进、双层单动钻进等钻探方法, 以及薄壁取土器、活塞岩心管等取芯工具。

参考文献

[1] 何振宁.铁路地质综合勘探技术的应用[J].铁道工程学报, 2005(12):448-456

[2] 王茂靖.高速铁路工程地质勘察特点[J].铁道勘察,2005(4): 54-56