铁路地质综合勘探技术的应用

崔继广

【摘 要】随着科学技术的快速发展，对铁路地质综合勘察技术提出更高的要求，在铁路施工过程中，我们要对其地质条件进行综合的勘测，保证铁路施工的质量。本文探讨了铁路勘察设计的主要特点及存在的主要问题，分析了不同地质条件典型综合勘探模式，研究了综合勘探技术在铁路隧道勘察中的具体应用。

【关键词】铁路 地质 综合勘探 技术应用

在铁路使用过程中，首先我们要保证其运行安全，因此，在施工的过程中我们要对其地质进行综合的勘探。

1 铁路勘察设计的主要特点及存在的主要问题

1.1 铁路建设项目勘察设计的主要特点

铁路勘察设计就是在复杂的自然条件和人文地理条件下，综合考虑国民经济和铁路经济效益，充分利用先进科学技术手段，确保铁路安全和环境保护。铁路工程建设项目具有投入资金多、规模大、周期长、涉及面广、易受自然条件和社会环境因素影响等特点。

1.2 铁路建设项目勘察设计工作存在的主要问题

（1）重设计，轻勘察，勘察设计质量不高。勘察设计单位往往由于工期、成本等因素，普遍存在重设计轻勘察的现象，加之建设单位尚无测绘和地质勘探验收制度，经常造成项目勘察深度不足。从一些交付的设计文件中可以反映出：如站前专业工程措施落实不到位，则可能引起建设期间出现大量的路改桥、路改隧道、桥梁孔跨及结构形式调整、隧道危岩调整引起的措施变化等多种设计变更。（2）工期紧、任务重，施工图供应不及时铁路作为国家重大基础设施建设项目，投资拉动经济效应明显。很多项目受国家及地方经济形势影响，部分项目推进计划多有提前，并具备一段时间内密集开工的特点，这导致建设周期十分紧张，勘察设计正常开展所需工期在可研、初步设计、施工图设计等阶段被多次压缩，引起勘察设计单位短期内工作量剧增，按期交付设计文件压力巨大，施工图供应不能满足建设需要。

2 不同地质条件典型综合勘探模式

2.1 岩溶

（1）覆盖型岩溶塌陷区。岩溶塌陷区可采用钻探结合物探方法（电测深法、激发极化法、多频电磁法、瞬变电磁法、地震反射波法或瑞雷波法）。当岩溶洞穴埋深大于洞穴数倍，用地面物探不易发现和确定其空间位置时，宜采用地下电磁波法、声波透视法和地震波透视法或其它综合测井进行二维或三维探测。（2）可溶岩与非可溶岩混杂分布区。在第四系覆盖的可溶岩与岩浆岩或变质岩混杂分布的地区，应先结合航、卫片判释，用电法（电测深、电剖面或高密度电法）、电磁法（多频电磁法法、瞬变电磁法）、磁法、地震折射波法从面上划分出可溶岩分布范围。

2.2 地下暗河及深层大型岩溶

追索暗河通道和测定地下水流速、流向，可采用充电法、电剖面法及自然电场法。对深层大型岩溶采用音频大地电磁法往往取得较好效果。在此基础上布置钻孔，必要时钻探后再做孔内物探（跨孔电磁波透视）。

2.3 浅层岩溶

裸露型或覆盖层厚度较薄的浅层岩溶分布地段，探测深度在15 m以内时，可采用地质雷达配合钻探。

2.4 滑坡和岩堆

（1）有电性差异的堆积层滑坡和岩堆。当滑动面和岩堆底界面上、下岩体电性有明显区别时，可采用电测深法。通过剖面和垂向不同深度平面内电阻率的变化，能客观地反映滑坡和岩堆的地下空间条件。可初步查明地下水及过湿带的空间分布形态、地层物理特征、岩体结构与构造格局，确定滑动面和岩堆底界面的可能位置与空间几何形态等，而后在确定的中轴位置钻探或挖探。（2）有弹性波速差异的堆积层滑坡。当滑坡面上、下岩体电性区别不大，但弹性波速有差异时，可采用地震折射波法或瑞雷波法探测滑动面大体位置。滑坡体较厚（大于30 m）时，可采用地震反射波法进行横纵两个方向剖面测量，获取二维或三维直观的滑坡体地层结构剖面图。滑面图像可一目了然，以指导布置钻孔。（3）地下水丰富的滑坡。当在滑坡中测试地下水条件变化时，应利用钻孔充电法测定地下水的流速、流向，配合电测深工作进一步确定滑坡体含水层埋深、厚度、地下水的补给关系、排泄条件及水力联系。钻孔充电等电位线法还可定性评价地下水对滑坡稳定性的影响程度。

3 综合勘探技术在铁路隧道勘察中的具体应用

3.1 物探

物探技术的种类较多，在实际勘察过程中，必须立足于铁路施工线路区域实际情况，因地制宜，针对隧道地质问题，采用合理的物探技术，综合评判其勘察数据的效果。高密度勘探电法需要的电极数量较多，以电极自由组合为基础，从而获取精确的地点信息，该种方式将电测深与电剖面集于一身，采取二维的地电剖面式测量，使得勘探电法能够发挥覆盖式测量方法的优势，能够显著减少测量误差，降低设备电极引起的电磁干扰，还可以获取隧道地电结构的状态。

3.2 坑探工程

坑探是从开挖的岩土取作实验室试验的大尺寸原状土样和扰动土样的一种手段。坑探工程一般分为探槽、探井、探巷以及小窑调查与清理等。探坑或探槽可选择人工或机械设备开挖，也可采用专门钻机，如大直径的勺钻，但使用机械设备开挖时，需保证开挖位置离取原状土位置一定距离。为保证探坑和探槽壁的稳定性，必要时会做到使坑壁与坑底成90°角，或在两者交接处用钢板支护。

3.3 钻探

为了在覆盖层或岩层取原状土样，划分岩层类型以及测定岩层工程性质而钻取的垂直、倾斜或水平的钻孔称作钻探，钻探工程是煤田普查与勘探过程中常见的技术方法。勘探孔的钻进方式基本上可分为2种：钻孔进尺达到取样深度；取样。根据场地环境、地层条件、土种类别、钻孔目等的不同，一般将钻进方法分为：连续取样、冲击钻进、清水钻进、锤击钻进以及回转钻进。用于钻进和取样的机具称为钻探设备，主要包括电动机、水泵或空压机、绞车和钻架。在钻探过程中，需重点注意的是由于应力释放而造成的孔壁坍塌和孔底隆起2个问题，而孔壁坍塌的主要原因是受钻孔钻穿土层的天然性质、孔深以及地下水情况的影响。

4 结语

综上所述，在当前铁路工程施工的过程中，我们要通过不同的形式对铁路的地质进行勘测，保证其施工质量。

参考文献：

[1]廖勇.综合物探勘察方法在锦承线铁路东南山隧道的应用研究[J].科技创新与应用，2014（08）：154-155.

[2]常新明，丁冰，倪川，张浩.基于物探技术在地质找矿及勘探中的应用[J].有色金属文摘，2015（03）：13-15.