隧道工程地质调查测绘的重要成果

1．隧道工程地质调查的主要内容

隧道通过地段的地质调查是隧道工程勘察的核心工作。隧道工程地质调查的主要内容有：

（1）地形地貌，主要是查明隧道通过地段的山体的自然情况，其中包括山坡的形态和坡度、河流两岸阶地对称情况、山体垭口和鞍部的分水岭的分布，并分析上述自然情况与河流切割、地质构造、岩层分布的关系。

（2）工程地质特征，指地质构造及地层、岩性的状况，着重查清地质构造变动的性质、类型、规模、断层、节理、软弱结构面特征及其与隧道的组合关系，围岩的基本物理力学性质等。地层岩性调查要查明隧道通过地段的地层时代、地层顺序和厚度、地层岩性及岩性变化，查明地层接触关系以及岩石的风化程度。地质构造调查的重点是褶皱、断层、节理、侵入体或岩脉等。褶皱调查主要内容包括：褶皱的基本类型、形态类型、两翼的地层时代和岩性、褶皱核部的位置、褶皱轴线走向、轴面产状等。断层调查的主要内容包括：断层的存在和证据、断层的位置和产状、断层的破碎带宽度和物质组成、断层的力学性质等。节理调查的主要内容包括：节理的组数和发育程度、主要节理的产状（特别是节理走向）和力学性质、风化裂隙的影响范围和深度等。

（3）水文地质特征，指地下水类型及地下水位、含水层的分布范围及相应的渗透系数、水量、水压、水温和补给关系、水质及其对混凝土的侵蚀性。濒临水库地区的隧道位于水库常水位或规划水位以下时，评价其与水库的水力联系。重点做好两方面工作：一是涌水调查，调查隧道内涌水的可能和规模，避免施工困难，保证施工安全；二是枯水调查，防止造成工业用水及饮用水困难。

（4）不良地质和特殊地质现象。查明崩塌、岩堆、滑坡、岩溶、人为坑洞、泥石流、湿陷性黄土、盐渍土、盐岩、多年冻土、雪崩、冰川等不良地质，分析其类型和规模以及发生原因、发展趋势，判明对隧道影响的程度；查明含水砂层、风积沙、黄土、盐岩、膨胀土、多年冻土、软土、填土等特殊岩土，分析其成因、范围及岩土力学特性及对隧道的影响程度。对深埋隧道，还应测定地温，查明地应力水平，重点查明高地应力引起的大变形、岩爆分布范围及影响程度。

（5）地震烈度。按《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）的规定，划分隧道经过地区的地震烈度，必要时应经地震部门鉴定。在地震烈度不小于7度的地震区，搜集调查断裂构造时，应特别注意全新活动断裂和发震断裂。全新活动断裂指在近代地质时期内（约1万年）有过较强烈的地震活动，或近期正在活动，在将来（今后100年）可能继续活动的断层。

（6）有害气体和放射性物质。当测区存在这类物质时，按劳动保护、环境保护相关条例查明分布范围、成分和含量，预测释放程度，当可能超出规定容许值时须采取必要防护措施。

长隧道、特长隧道和地质条件复杂的隧道应进行大面积的区域性工程地质调查、测绘，并加强地质勘探和试验工作，查清区域地质构造及工程地质、水文地质条件，并根据地质勘察成果，提出地质选线及工程措施建议。

2．地质勘察的主要手段

设计阶段地质勘察应采用综合勘察方法，根据地质条件可选用测绘、遥感、物探、钻探、硐探、试验等。

目前，我国的地质勘察手段仍以传统的钻探方法为主。钻探的设备种类很多，其中以合金钻性能最好。合金钻可探测地层内部很大深度处的情况，并可取得较佳岩心，岩心回收率也较高，即使小孔也能取得岩柱芯；钻孔壁光滑平整，能钻探坚硬岩石；钻机本身轻便，易于转移，成本也比较低。此外还有简易钻探法，如螺旋钻、冲击钻等。随着科技的发展，一些成熟的技术也移植到了地质钻探中来，如将微型摄影仪放入钻孔内，能将孔内的全部情况反映在电脑屏幕上等。

在物理探测方面最常用的有电阻法与弹性波法。这两种方法均可用来探测土与石的分界，前者是根据各种物质电阻的不同，而后者是根据波速（纵波）的不同来判断物质的属性。它们是测定断层、软弱带、地质构造的好方法，但应与钻探配合及对照。此外，电阻法在土质隧道中可在一定范围内探明砂砾层（含水层），还可以在钻孔内对透水层的分布以及地下各含水层情况给出明确的结果。在人口稠密区以用电阻法为宜，以免动用炸药。

除了以上勘察手段外，对于重要的长大隧道的地质调查，还可以采用其他一些高科技，如遥感技术在工程地质测绘中可以更客观、更全面地看到在地球上观测时看不到或看不清楚的现象。由于遥感成果是在同一时间、同一条件下观察到的广大面积的资料，资料获得的条件唯一和客观，有利于对大面积资料进行相同条件下的分析对比。还有地质雷达、水平超前钻等都是行之有效的方法。

3．铁路隧道地质勘测工作要求

（1）钻孔布置。钻孔位置和数量应视地质复杂程度而定。洞门附近覆土较厚时，应布置勘探孔；地质复杂，长度大于1 000 m的隧道，洞身应按不同地貌及地质单元，合理布置勘探孔查明地质条件；主要的地质界线，重要的不良地质、特殊岩土地段等处应有钻孔控制；埋深小于100 m的较浅隧道或洞身段沟谷较发育的隧道，勘探点间距不宜大于500 m；埋深较大隧道勘探点的布置应根据地质调查及物探成果专门研究确定。区域性断层和重大物探异常点应布设控制性勘探点。洞身地段的钻孔位置宜布置在隧道中线外8～10 m。

（2）钻探深度。钻探深度应至隧底以下3～5 m；遇溶洞、暗河及其他不良地质时，应适当加深至溶洞及暗河底、不良地质体以下5 m。

（3）钻探中应做好水位观测和记录，探明含水层的位置和厚度，并取样做水质分析。水文地质条件复杂的隧道，应做水文地质试验，测定岩土的渗透性，计算涌水量，必要时应进行地下水动态观测，并测定地下水的流向、流速。(www.xing528.com)

（4）取代表性岩土试样进行物理力学性质试验。

（5）对有害矿体和气体，应取样做定性、定量分析。

4．地质调查应提供的资料

隧道工程地质调查资料和勘察成果是隧道工程规划、设计、施工、养护、维修的重要依据，为了方便使用和管理，应按不同调查阶段的要求进行整理，主要内容如下：

（1）概述。

其包括调查的场所、范围、内容、方法并说明调查时间及参加人员。

（2）地形、地质说明。

该部分阐述地形概况、区域地质概况、气象、环境、隧道走向等勘察的具体内容，着重说明围岩生成的地质时代、岩相、风化及变质情况、物理力学性质及其对工程的影响，地层分布、成层状态、褶曲、断层、破碎带、层理、片理、节理等及其对工程的影响。

（3）应交付的图纸。

① 线路地形图（比例1/2 000～1/5 000）：沿隧道全长绘制，标明线路走向及里程。

② 洞口附近地形图（比例1/500）：在可能的洞口位置附近的一定范围内绘制，沿线路中线每侧各100 m的范围进行，用以确定洞口位置。

③ 地质平面图：用地质符号在地形平面图上反映地质的分布情况。

④ 地质纵断面图（比例1/500～1/2 000）：沿隧道中线纵断面绘制，反映围岩级别、地质构造、岩性、产状、地下水发育情况等，标明隧道线路标高、里程等。

⑤ 洞口附近地质纵断面图以及洞口附近地质横断面图若干（比例1/200）：用于进一步正确地选择洞口位置及反映洞口的工程情况。

⑥ 说明书：用以说明隧道选线、设计及施工时应注意的问题及对进一步调查的建议。

地质勘察成果应重点对下列内容作出分析评价，并提出处理措施：围岩状态及自稳性；隧道涌水量、水压、突水突泥的可能性等；岩土膨胀压力；滑坡、顺层偏压；高地应力地区地应力场；瓦斯、岩溶及人为坑洞等。