地質(zhì)勘測(cè)鐵路工程論文

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1我國(guó)鐵路工程地質(zhì)的主要問題

我國(guó)鐵路的地質(zhì)情況直接影響了我國(guó)的鐵路建設(shè)，因此在進(jìn)行地質(zhì)勘查時(shí)，應(yīng)首先了解我國(guó)的主要地質(zhì)情況，為使用何種地質(zhì)勘查技術(shù)提供條件。1)高山峽谷區(qū)地質(zhì)問題。我國(guó)高山峽谷區(qū)的地質(zhì)問題主要是斜坡物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，主要包括滑坡、泥石流、坍塌等情況;2)特殊巖土的破壞以及變形問題;3)越分水嶺在深埋隧道時(shí)，山體的能量釋放或者物質(zhì)移動(dòng)問題，其中主要包括軟巖塑變、涌水、突水、圍巖坍塌等情況;4)地殼運(yùn)動(dòng)地質(zhì)問題。其中主要包括地震災(zāi)害、斜坡運(yùn)動(dòng)、地面變形以及位移破壞對(duì)鐵路工程施工的影響。

2我國(guó)鐵路工程地質(zhì)勘測(cè)的主要方法

2．1傳統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪方法在鐵路進(jìn)行地質(zhì)綜合勘查時(shí)，此傳統(tǒng)方法是最基本的勘探方法，其主導(dǎo)了各個(gè)勘探階段的地質(zhì)勘查工作，為勘探點(diǎn)的布置和各種不同技術(shù)方法的選擇提供了依據(jù)。傳統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪方法貫穿了地質(zhì)勘測(cè)工作的全過程。

2．2遙感技術(shù)方法遙感技術(shù)在對(duì)我國(guó)鐵路工程進(jìn)行勘察時(shí)，是利用遙感圖像判釋技術(shù)，對(duì)鐵路工作的地質(zhì)進(jìn)行調(diào)繪。此方法是通過遙感圖像獲取信息迅速全面、視域?qū)掗煹奶攸c(diǎn)，在宏觀上，對(duì)鐵路工程所處地的地質(zhì)情況進(jìn)行初步的查明，避免重大不良地質(zhì)對(duì)我國(guó)鐵路工程施工的影響。遙感技術(shù)改變了常規(guī)的調(diào)查方法，使其調(diào)查方法由點(diǎn)到線到面的模式變成了由面到線到點(diǎn)的模式，使用判釋成果來對(duì)地面調(diào)繪進(jìn)行指導(dǎo)。遙感技術(shù)的基本方法是指以遙感圖像的綜合對(duì)比分析和判釋方法，從宏觀上調(diào)查鐵路工程所處地的工程地質(zhì)、水溫地質(zhì)以及區(qū)域地質(zhì)等情況，為鐵路工程通過地的地質(zhì)條件評(píng)判提供依據(jù)。在一些特殊的地質(zhì)段以及資料缺乏的鐵路施工地區(qū)，比如出現(xiàn)施工地區(qū)地形和地質(zhì)復(fù)雜、有越嶺隧道工程的鐵路項(xiàng)目等情況時(shí)，其作用非常明顯。

2．3物探技術(shù)方法物探技術(shù)方法具有勘探深度相對(duì)隨意、方法多的特點(diǎn)，在大面積勘測(cè)時(shí)，使用點(diǎn)、線、面相結(jié)合甚至是三維勘探，是我國(guó)鐵路工程地質(zhì)勘查的重要手段。有效合理的應(yīng)用物探技術(shù)，可以提升地質(zhì)勘查的宏觀控制水平，有效降低鉆孔布置的盲目性，提高其利用率。另外，物探技術(shù)可以勘測(cè)地層的磁化率、電阻率、彈性波速度、放射性、地溫等，為鐵路工程施工方案的設(shè)計(jì)提供多種參數(shù)。物探技術(shù)方法在使用時(shí)的原則是:1)物探是鉆探前的先行工作，通過利用其信息量大和測(cè)點(diǎn)密集的優(yōu)點(diǎn)，可以使用剖面性、全面性或者是透濕性探測(cè)技術(shù)，分析地下異常點(diǎn)，依據(jù)物探的異常、物性分區(qū)分段及界面合理經(jīng)濟(jì)的布置來設(shè)置鉆孔點(diǎn)。2)使用此方法時(shí)，應(yīng)注意將物探出的異常點(diǎn)與實(shí)測(cè)資料、地質(zhì)鉆孔資料和地質(zhì)調(diào)繪資料相結(jié)合進(jìn)行分析。依據(jù)物探方法取得勘查對(duì)象的物性參數(shù)，提升物探技術(shù)的解釋精度。3)在遇到使用一種物探方法無法完全解決在勘探時(shí)遇到的問題時(shí)，應(yīng)與其他物探方法相結(jié)合使用，進(jìn)行綜合性的地質(zhì)物探。并且應(yīng)考慮工程所處地的地形、地貌等干擾因素，進(jìn)行合理的組合應(yīng)用，確保地質(zhì)勘查準(zhǔn)確性。4)在選擇合理的綜合物探方法時(shí)，不僅要考慮勘查的效果性，也要考察方法的經(jīng)濟(jì)性。

2．4鉆探技術(shù)方法鉆探技術(shù)為鐵路工程設(shè)計(jì)施工提供了科學(xué)的依據(jù)。可勘查工程所處地的基礎(chǔ)地質(zhì)條件，對(duì)所處地的水文地質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)并獲取土工試樣，且對(duì)其他勘探技術(shù)的推斷和解釋及地質(zhì)調(diào)繪進(jìn)行驗(yàn)證。在鐵路工程地質(zhì)進(jìn)行綜合勘探時(shí)，應(yīng)注意其勘探原則。第一，關(guān)于重點(diǎn)工程較深程度的鉆孔，都應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的孔內(nèi)測(cè)試或者物探測(cè)井。第二，在孔位進(jìn)行布置前，要求對(duì)地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)描繪和物探工作。

2．5土工試驗(yàn)方法土工試驗(yàn)方法指在地質(zhì)勘查時(shí)，對(duì)所處地的地質(zhì)進(jìn)行野外采樣，在室內(nèi)對(duì)樣品進(jìn)行相應(yīng)的物理力學(xué)和化學(xué)等指標(biāo)的測(cè)試，獲得按工程設(shè)計(jì)與施工時(shí)需要的實(shí)驗(yàn)參數(shù)指標(biāo)。為鉆探、物探、原位測(cè)試進(jìn)行土名鑒別及獲取試驗(yàn)指標(biāo)提供依據(jù)。

2．6原位測(cè)試方法原位測(cè)試方法指對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的地基土進(jìn)行多種參數(shù)的測(cè)定獲得施工需要的土樣指標(biāo)，是鐵路工程地質(zhì)勘測(cè)中經(jīng)常使用的手段。其主要方法包括載荷試驗(yàn)、靜力觸探、十字板剪切試驗(yàn)以及預(yù)鉆式旁壓試驗(yàn)。

2．7綜合勘探技術(shù)方法綜合勘探技術(shù)方法指對(duì)鐵路工程的地質(zhì)實(shí)施勘探時(shí)，在利用遙感技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)測(cè)繪的條件下，充分合理的與物探、原位測(cè)試方法、鉆探等各種勘探方法相結(jié)合來勘測(cè)地質(zhì)。各種方法通過取長(zhǎng)補(bǔ)短來獲得多性狀的地質(zhì)信息，提高鐵路地質(zhì)勘探的效益和質(zhì)量。此方法尤其適合于大型的地質(zhì)復(fù)雜型工程以及前期鐵路選線的地質(zhì)勘查。

3幾種不同地質(zhì)條件下的地質(zhì)勘探方法

3．1關(guān)于巖漿巖及深變質(zhì)巖地區(qū)的地質(zhì)勘探方法1)在基巖覆蓋地區(qū)的勘探方法。在基巖覆蓋地區(qū)施行地質(zhì)勘探時(shí)，探測(cè)較大范圍的覆蓋層厚度以及貫穿覆蓋層對(duì)地區(qū)地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行勘探，可以采取電剖面法和地震折射波法，這些方法精密度比較高而且效果比較好。另外，也可以采用電測(cè)探法，此方法在探測(cè)覆蓋層與風(fēng)化層厚度上的效果相對(duì)較好。若在探測(cè)時(shí)覆蓋層下面出現(xiàn)明顯的磁性差異情況時(shí)，應(yīng)利用磁法對(duì)其進(jìn)行勘探，確定隱伏的斷層位置和基巖的巖性。2)在小于500m埋深的基巖裸露地區(qū)勘探方法。對(duì)此地質(zhì)進(jìn)行勘探時(shí)，因不明顯的地層對(duì)比標(biāo)志，所以使用地質(zhì)調(diào)繪方法難度系數(shù)較大，應(yīng)使用綜合物探方法。其中物探方法的選擇應(yīng)根據(jù)地質(zhì)問題和條件來確定，在實(shí)施中，可采用彈性波速度法等方法來實(shí)施勘探。3)在偏大埋深(200m～2000m)基巖覆蓋或者裸露地區(qū)的勘探方法。在對(duì)較大深埋基巖覆蓋或者裸露地區(qū)采用電法和地震勘探效果不佳時(shí)，可以使用大地可控源音頻大地電磁法和高頻大地電磁法對(duì)此地區(qū)進(jìn)行勘探。

3．2沉積巖及淺變質(zhì)巖地區(qū)的地質(zhì)勘探方法1)在平緩褶曲結(jié)構(gòu)區(qū)的勘探方法。在此地質(zhì)中，其地質(zhì)構(gòu)造多是以交互的砂頁巖地層、含煤地層、軟硬相間地層以及石膏等級(jí)軟地層等一些地層組成的。在平緩產(chǎn)狀的巖層呈現(xiàn)格曲或者單斜狀態(tài)時(shí)，應(yīng)該使用電測(cè)探技術(shù)方法和地震反射波技術(shù)方法來獲取三維或者二維地層發(fā)射圖，并與控制性鉆孔相互配合，對(duì)此地區(qū)地質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的勘探。2)在單斜巖層結(jié)構(gòu)區(qū)勘探方法。在進(jìn)行該地區(qū)的地質(zhì)勘探時(shí)，如果調(diào)查測(cè)繪方法獲得的資料可以通過地表各層巖性推判地下設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，此時(shí)應(yīng)采取地震折射波技術(shù)方法勘探淺部完整基巖的界面速度。依據(jù)地質(zhì)調(diào)繪和航片判釋方法獲取巖層的產(chǎn)狀，從而通過地層波速推測(cè)設(shè)計(jì)標(biāo)高，且在鉆孔時(shí)使用聲波測(cè)試對(duì)此地區(qū)的各地層巖性進(jìn)行勘察，并比較鉆孔和地表兩種方法的縱波速度。如果基巖地區(qū)被土層大面積覆蓋，此時(shí)除覆蓋地段以外的地區(qū)，可以使用衛(wèi)片判釋和航判釋方法，在覆蓋地區(qū)運(yùn)用綜合物探技術(shù)和地質(zhì)調(diào)繪相配合方法，為鉆探布孔做指導(dǎo)。3)在強(qiáng)磁性地層區(qū)的勘探方法。在覆蓋層厚的地區(qū)，因覆蓋層下基巖有不一樣的巖層，因此會(huì)出現(xiàn)磁性差異現(xiàn)象。可采用磁法勘探技術(shù)對(duì)隱伏的斷層的位置及基巖的巖性進(jìn)行勘探，并和電法及彈性波探測(cè)法相結(jié)合對(duì)該區(qū)地質(zhì)進(jìn)行勘察。

3．3在松散沉積層地區(qū)的勘探方法1)地質(zhì)為細(xì)顆粒土?xí)r。在此地質(zhì)上，應(yīng)該在地質(zhì)調(diào)繪的前提下，應(yīng)用靜力觸探技術(shù)或者動(dòng)力觸探技術(shù)與鉆探方法、物探方法及土工試驗(yàn)方法相配合，依據(jù)不同鐵路工程類型和勘探階段的要求，選擇適合的勘探方法。2)在土石界面層時(shí)。在地表是第四系松散地層覆蓋且下伏基巖時(shí)，一般在地質(zhì)調(diào)繪的前提下，運(yùn)用綜合物探方法與動(dòng)探、靜探鉆探技術(shù)相結(jié)合的模式，依據(jù)彈性波速度和電性的差異性，顯示電剖面法、電測(cè)探法和地質(zhì)折射波法的作用，對(duì)此地質(zhì)進(jìn)行勘探。

4結(jié)語

通過上文可以看出，我國(guó)的地質(zhì)勘探技術(shù)有多種方法，應(yīng)該根據(jù)鐵路工程所處地的地質(zhì)來確定使用何種勘探技術(shù)。地質(zhì)的不同決定了勘探方法的不同。提倡對(duì)鐵路的地質(zhì)進(jìn)行勘探時(shí)，應(yīng)使用綜合勘探技術(shù)對(duì)鐵路地質(zhì)進(jìn)行勘探，各勘探方法之間揚(yáng)長(zhǎng)避短，提高地質(zhì)勘探的效益和質(zhì)量，確保我國(guó)鐵路施工的正常進(jìn)行，避免地質(zhì)事故的發(fā)生。

作者：毛杰單位：山西省地勘局二一四地質(zhì)隊(duì)