2.1.2 隧道勘察的几种主要方法

更新于 2026年10月13日 版权声明
2.1.2 隧道勘察的几种主要方法

隧道勘察的主要方法有:收集与分析既有资料、测绘与勘探、试验与长期观测等。当下,随着科学技术的日新月异,越来越多的新技术和新方法在隧道勘察工作中得到了迅速的推广和应用。

1.收集与分析既有资料

隧道勘察各阶段的准备工作是根据勘测任务提出的要求,委派专业的人员,收集和分析既有资料,了解工程项目实际情况,配备勘察仪器。其中,收集和研究隧道所处地区的既有资料不仅是隧道外业工作的重要组成部分,也是进行隧道勘察的一种主要方法。收集与分析既有资料主要包括以下几个方面的内容。

(1)地域地质资料:工程项目所在区域内地形地质条件,比如岩层构造、性质以及土质等。

(2)地形地貌资料:工程项目所在区域内的地貌类型和主要特征,不同地形地质评价等。

(3)水文地质资料:工程项目所在区域内地下水的类型、分布情况、埋藏深度以及变化规律等。

(4)地震资料:隧道沿线及附近区域内地震情况、地震烈度以及地质构造关系等。

(5)自然气象资料:工程项目所在区域内的气温、蒸发和降水、积雪与冻积、风速与风向等。

(6)其他相关的地质资料:工程项目所在区域内的植被、土壤等的情况。

(7)施工经验资料:工程项目所在区域内既有公路、铁路建设情况,工程地质问题的防治措施。

2.测绘与勘探

测绘与勘探是隧道工程地质勘察的另一重要方法,通过测绘与勘探,可以明确区域内地质条件的实际情况,将查明的地质地形条件和所获得的测绘与勘探资料记录在册。这一过程又被称为调查测绘,即调绘。隧道工程项目地质测绘,主要在沿线两侧带状范围内完成,通常采用的是沿线调查的方法,对不良地质路段以及复杂地质条件路段还需要逐渐扩大调绘范围,以获取完整可靠的地质资料。

1)地质调查

(1)直接观察。直接观察是隧道工程项目地质调查最主要和最基本的方法之一,它主要利用自然迹象和露头,进行由表及里的勘察与分析工作,以达到了解隧道建设可以通过的地质条件的目的。在具体的地质调查工作中,通常采用地貌学和植物地理学相结合的方法观察和分析区域内的自然现象。前者需要根据地貌的特征推断其形成的原因,评价工程地质条件,后者需要根据区域内植被群落的种类、属性、分布情况和生态特征,准确判断自然气候、水文特点等。

(2)访问当地群众。访问当地群众是隧道工程地质勘察常用的方法,为使地质勘察获得理想的结果,访问当地群众需要注意以下几个方面的问题。

①选择合适的访问对象。隧道工程地质勘察合适的访问对象指的是年纪较大的长辈,或者对地质问题有亲身经历的人。

②进行详细的询问。认真听取不同调查对象的意见,必要时可以带领其到现场边查看边询问。

③对访问对象提供的信息应进行仔细的核对分析。

2)隧道工程地质测绘

隧道工程地质测绘比例可以在以下范围内选择使用:工程项目的可研阶段1∶50000~1∶5000;初步勘察阶段1∶20000~1∶2000。以下通过两种情况加以说明。

(1)无航测资料时。

在没有航测资料的情况下,需要进行野外测绘,并注重测绘方法和测量精度,尽可能地以最少的工作量获得最理想的测绘结果。

①标测方法。根据不同比例要求,对测绘地点、地质构造情况以及地质界线等的标测有以下三种方法。

a.目测法。目测法指的是根据地形地质条件,目估和步测距离。目测法主要适用于比例较小的隧道工程项目地质测绘。(https://www.daowen.com)

b.半仪器法。半仪器法指的是使用最简单的测绘仪器,比如罗盘、气压计来测定工程项目的方位和高程,再以徒步的方式测量距离。这一方法主要适用于比例中等的隧道工程地质测绘。

c.仪器法。仪器法指的是使用专业的测量仪器测定工程项目的方位与高程的方法。这一方法适用于比例较大的隧道工程地质测绘。

测绘精度具体要求:对测绘底图上宽度不小于2mm的地质需要准确标绘在测绘图上;具有重大工程意义的地质体,即使是小于图上2mm的宽度也应当扩大比例范围并标绘在图纸上;相反地,对于工程意义不重大且地质地形条件相近的情况可以合并标绘。

②隧道工程地质测绘方法。

a.路线法:沿着已经确定好的路线穿过测绘场地,将观测的路线和沿线已经查明的地质地形条件绘制于地形图上。路线形式主要分为直线形和“S”形,这两种线形全部适用于不同比例尺的测绘。

b.布点法:根据隧道所在区域地形地质条件的复杂程度和比例尺,预先在地形图上设置一定数量的勘测点和勘测线路。布点法适用于大比例尺和中比例尺的测绘。

c.追索法:沿着地层走向或某一地质构造线进行的布点追索,以便查明隧道工程局部复杂的地质地形条件。追索法主要适用于中比例尺和小比例尺的地质测绘。

③隧道工程地质测绘的路线法。采用路线法测绘的两个关键点是观测路线的设置和观测点的确定。

a.观测路线的设置。除了应当根据隧道中线进行详细的调查和测绘,还应当在路线的两侧设置观测路线,进而在需要测绘的范围之内获得充足的资料,用来编制隧道工程地质图。

b.观测点的确定。观测点需要根据观测的根本任务和目的进行选择,比如为了研究工程项目所在区域内的地质地形条件、地貌界限以及不良的地质条件,经过综合考虑之后应分别设置不同的观察点。

(2)有航测资料时。

①立体镜判断。立体镜指的是对航空像片进行立体观察的仪器。根据其判断标准,结合工程项目所在区域内的地质地形条件,将已经确定的地层、地质构造、地貌以及水文特点等的情况绘制在一张单独的像片上,进而确定需要勘测的路线和地点。

②实地调查测绘。对需要调查测绘的内容,通过实地调查并进行核对、修改和补充,对于复杂的地质条件和不良的地质情况应重点记录。

③绘制工程地质图。根据地形地质条件、地貌特征和隧道施工的具体位置,将测绘于像片上的地质资料,利用转绘仪器绘制于等高线图上,并及时进行野外核对。

3)测绘调查内容

测绘调查内容主要包括以下几个方面。

(1)地形地质、地貌特征。包括地形地质、地貌特征的类型和形成原因以及发展过程;地形、地质条件与隧道岩性、地质构造的关系;地貌特点与工程地质条件的关系。

(2)地层的层次、厚度、形成时间、形成原因以及分布情况。

(3)地质构造。包括岩层断裂和褶曲的位置、构造走向,产状特点和地质力学,岩层特点和接触关系,软弱结构发育情况和路线的关系,对路基稳定性产生的影响。

(4)第四纪地质。包括第四纪地质的形成原因,土的类型以及其在水平和垂直方向上的变化规律,土的物理和化学性质,特殊土质的研究和评价。

(5)地表水和地下水。包括隧道所在区域内的河流、小溪的水位、流量、流速、冲刷、洪水情况以及埋深,地下水的分布情况、化学成分、补给、排泄、水位变化规律以及地下水存在对隧道施工带来的影响。

(6)特殊地质、不良地层。包括各类特殊地质、不良地层的分布范围、形成原因、发育程度,以及分布规律对隧道工程建设造成的影响。

(7)地震。根据沿线地震烈度收集到的区域资料,结合岩层、构造以及水文特点,通过访问得出大于等于7度的地震烈度界线。

(8)施工经验。对工程项目所在区域内的其他建筑物体的稳定性和安全性以及工程项目建设的施工技术进行调查和访问,为下一步的施工提供借鉴。

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