2.1.3 隧道勘察的主要手段

更新于 2026年10月13日 版权声明
2.1.3 隧道勘察的主要手段

在隧道的勘察过程中,如果需要查明土的类型和分布情况,应采集地下岩土样本送往现场实验室,明确土的物理与化学性质。这一过程可通过挖探、简易钻探等物理勘探方法进行。以下介绍隧道勘察常用的几种手段。

1.挖探

挖探分为坑探、槽探两种形式。

(1)坑探。坑探需要使用机械设备或根据人力对土体向下掘进,又被称为试坑,深度较深的称为探井。坑探的断面根据自身的开口形状可以分为圆形、椭圆形、正方形和长方形几种,断面主要有1m×1m、1.5m×1.5m等几种不同的尺寸,但需要根据土层的性质、用途和深度而定,坑深一般以2~3m为宜。

(2)槽探。槽探指的是先挖掘成狭长的槽形,宽度为0.6~1.0m,长度根据实际情况确定,深度小于2m。槽探主要适用于土层覆盖不厚的地方,通过使用追索构造线的方式明确坡积层、残积层以及揭露层的顺序。槽探一般应垂直于岩层走向或构造线设置。

2.简易钻探

简易钻探是隧道勘察过程中常用的一种方法,具有工具轻、体积小、操作简单、进尺速度快以及劳动强度低等优点,其缺点是无法采取原土样或者无法取样,特别是对于密实和坚硬的地层十分不容易钻井,常见的钻探方式主要有小螺纹钻勘探、钎探和洛阳铲勘探等。(https://www.daowen.com)

(1)小螺纹钻勘探。小螺纹钻由螺纹钻头和钻杆组成,通过人工加压回转钻进。小螺纹钻勘探适用于黏性土和亚砂土层,容易获得扰动土样,钻探深度一般小于6m。

(2)钎探。钎探又被称为锥探,是将钎具向下冲入土体中,再凭借自身积累的经验查明疏松覆盖层土体的厚度和基岩的埋藏深度。钎探深度一般在10m左右,通常用来查明湿陷性黄土、沼泽、软土的厚度以及基底的坡度等。

(3)洛阳铲勘探。洛阳铲勘探指的是借助洛阳铲的重力向下冲入土体中,钻成直径小和深度大的圆孔,可随时采集土样。钻探深度需要在10m左右,对于黄土层需要在30m左右。

3.钻探

在隧道地质勘察工作中,钻探是一种最重要和最基础的勘探方法,通过钻探可以获得深度地层中最可靠的地质资料。为确保钻探的质量和效率,避免遗漏重要的地质界面,在具体的钻探过程中不要轻易地放过任何一处可疑的地方,并对获得的地质资料及时进行分析与判断。用地面观察获得的地质资料指导后续的钻探工作,最后核对钻探结果。

根据钻探过程中破碎岩层的方式,可以将钻探分为冲击钻探、回转钻探、冲击回旋钻探、振动钻探以及地球物理钻探等。

以上几种钻探方式需要根据岩层的物理特点,使用专业的钻探仪器,通过岩层的物理变化情况判断地下地质类型,称为物探。物探又可以细化为电法勘探、地震勘探、电磁法勘探、声波勘探、重力勘探、磁力勘探和放射性勘探等。其中,电法勘探指的是通过使用专业的仪器测量岩层的电性,判断地下地质情况。也就是说,当地层间具有一定的导电性,所测地层的长度、厚度和宽度以及埋深不太大,且地形比较平坦或者是游散电流与工业交流电等因素的干扰和影响不大时,通过电法勘探能够取得理想的效果。地震勘探指的是根据岩层、土质的差异,通过利用人工激发的弹性波传播来探明隧道所在区域地质情况的一种方法。地震勘探直接利用岩层的性质(密度与弹性),较其他传统的钻探方法更加准确,且探测的深度很大,主要用于探测岩层的厚度、埋藏深度、断层破碎带所在的位置以及产状等,研究和分析岩层的弹性,明确岩层的弹性系数。电磁法勘探指的是利用高频电磁脉波的反射原理,探明地层的构造和地下埋藏的物体的勘测方法。它主要通过发射天线的方式向地下辐射宽带的脉冲波,在实际的传播过程中如果遇到不同介质的介电常数或者导电率存在差异,就会自动在分界面上产生反射,返回地表的电磁波就会被天线接收,再根据接收的回波判断目标的所在地,将其作为计算岩层距离和位置的基础。该方法可以用于空中、地面和井中的探测,但大多数情况下用于地面。

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