[12-11 17:01:08] 来源：http://www.tmgc8.com 铁路工程 阅读：3116次
摘要： 通过对我国的工程地质情况进行分析，针对我国地形复杂、不良地质现象多样、对高铁建设影响较大的特点，以黔渝高铁息烽段为例，通过对高密度电法、瞬变电磁法、水文试验等多种勘察方法在煤矿区的应用，说明岩土工程勘察在高铁建设工程中应用的广泛性和重要性。
Abstract: Through the analysis of the engineering geological conditions of China, China has a complex topography, diverse, adverse geological phenomena affect the larger features of the construction of the high-speed rail, taking Guizhou, Chongqing and high-speed rail Xifeng section for example, by the power law for high-density, transient electromagnetic method, hydrological tests and other survey methods in application of coal mining areas, this paper indicates the breadth and importance of geotechnical engineering investigation in high-speed railway construction project.
关键词： 岩土工程勘察；工程地质；勘察方法；高铁；息烽煤矿
Key words: investigation of geotechnical engineering；engineering geology；investigation method；high-speed rail；Xifeng coal mine
中图分类号：U238文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）15-0064-02
0引言
随着高速铁路的快速发展，我国的经济也得到了迅猛地增长。目前，中国已投入运营的高速铁路里程居世界第一位。高铁的建设对经济的推动作用已毋庸置疑，由于我国幅员辽阔，高速铁路的建设遍及全国，而各地的地质情况差异极大，在建设中要涉及多个地质单元、地貌单元，如云贵高原的岩溶、青藏高原的冻土、软土等等，简单的手段不能满足工程及设计要求；另外各参建单位原习惯手段有一定差异。面对复杂的局面，必然要求在岩土工程勘察中多种手段、多种工艺的综合运用，以求能够对地质情况作出正确的判断，保障高铁建设的顺利进行。
1我国的工程地质条件对高铁建设的影响
1.1 工程地质条件的含义
工程地质条件是对工程建筑有影响的各种地质因素的总称。这些因素包括：①地质构造：也是工程地质工作研究的基本对象，包括褶皱、断层、节理构造的分布和特征、地质构造，对建筑物的安全稳定、沉降变形等具有重要意义。②地层的岩性：是最基本的工程地质因素，包括成因、时代、岩性、产状、成岩作用特点、变质程度、风化特征、软弱夹层和接触带以及物理力学性质等。③地形地貌：地形是指地表高低起伏状况、沟谷宽窄与山坡陡缓程度及形态特征等；地貌则说明地形形成原因、过程和时代。平原、丘陵和山岳地区的地形、土层和基岩情况、地下水埋藏特征和地表地质作用现象都有不同的特征，这些工程地质条件因素都会直接或间接影响到建筑场地和路线的设计。④地表地质作用：是现代地表地质作用的反映，与建筑区地形、构造、气候、岩性、地表水和地下水作用密切相关，主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流等，对评价地上建筑物的稳定性和预测工程地质条件的变化有重大的意义。⑤水文地质条件：也是重要的工程地质因素，包括地下水的成因、分布、动态和化学成分等。
1.2 我国的工程地质情况
我国所在的亚洲大陆在地球上的大陆中结构构造最为复杂，因地质构造复杂，相应就产生了工程地质环境的复杂性，如青藏高原及其晚新生代强烈隆升对高原相当大地区长年冰冻，对全球自然环境和都人类活动带来的重大影响，可溶岩、地表景观和地下隐伏结构带来了一系列特有的工程地质问题。黄土高原覆盖面积及堆积厚度亦是全球罕见，其工程地质特性相当复杂。中国还是地震活动性强的国家，东部滨太平洋成矿带和绵亘东西的中亚成矿带的地质演化与地质环境同样具有多样性。如此种种特殊的工程地质，对高铁的建设都是相当大的考验。
1.3 工程地质情况对高铁建设的影响
以渝黔高铁为例，线路自重庆引出，经由綦江、桐梓、遵义、息烽至贵阳北站，全长345公里。其中贵州境内233公里，重庆境内112公里，所经之处，常有大山大河，地势险要，地质构造复杂。如息烽段，此处地质灾害频繁，磷矿、煤矿众多，主要地层为泥质灰岩和局部煤层，开采历史悠久，时代跨度大。随着国民经济的发展，对矿产资源的开发力度不断加强，少数的采矿者为了追求短期经济效益，缺乏科学指导，盲目开采、回采矿柱，导致井巷顶板严重失去支撑，加之在掘进过程中大多采用爆破手段，使得矿山的岩体完整性遭到破坏，岩体力学强度减低，导致井巷顶板局部甚至大面积失稳，可能引发地裂缝、地面塌陷灾害；另有因开矿而引起的大面积山体开裂，使得原有斜坡的结构遭到破坏，岩体破碎，在地势陡峭的地方引发灾害；同时在开采过程中产生大量废渣堆积，极易形成泥石流、滑坡等次生灾害。随着煤矿进一步的开采，井巷不断延伸，采空范围随之扩大，地裂缝、塌陷等地质灾害范围加大。南山煤矿段上部为1700多米特大桥，浅部岩层泥质灰岩，下部煤层，桥跨处于上斜核部，下部煤矿前期为小采民窑，后为国营、再后为民窑开采，开采年代久远达两千多年，开采规模混乱，开采过多少层、多大范围无人知晓（民窑多无资料），其采矿区在进一步的开采过程中就易发生滑坡、崩塌、地面塌陷、地裂缝等灾害可能而高铁建设中线路无法跷避。这就要求我们全面展开地面调查、进行资料查找，做好岩土工程勘察，为高铁建设前期准备工作奠定坚实基础。www.tmgc8.com
2岩土工程勘察在高铁建设中的应用
2.1 岩土工程勘察的内容
渝黔高铁的建设涉及贵州和重庆地区，有高原、盆地、丘陵等地形；亦有岩溶、采空区、滑坡等不良地质作用和地质灾害、特殊性岩土和地下水等特殊地质情况，这就要求在渝黔高铁设计和施工之前，必须按基本建设程序进行岩土工程勘察，包括对渝黔两地的地形进行详细的调查研究，对地质、环境特征和岩土工程条件进行分析判断；研究不良地质作用，判断岩溶、采空区等对高铁建筑稳定性的危害程度；查明地基土层的构造、类型等情况；测定地基土层的物理力学性质并研究其在高铁建设期间可能的变化；查明地下水类型、水质、分布等情况；认真编制勘察文件，如实反映渝黔地区的工程地质条件，对全部工程地质条件作出综合评价，提出资料完整、评价正确的勘察报告；对可能不利于修建高速铁路的岩土层要提出切实可行的处理方案；使渝黔高铁工程建设更符合经济合理、运行安全的原则。
2.2 勘察阶段及技术要求
勘察阶段分为：①可行性研究勘察，即选址勘察。高速铁路的建设工作第一重大问题即是选择建设场址，这直接关系到高铁的设计方案、建设速度等问题。尤其是渝黔高铁经过之处，有相当数量的煤矿采空区、岩溶等不良地质现象和不良水文地质。勘察工作主要是对上述地区的区域稳定性和地基稳定性和适宜性作出工程地质评价，对可能存在不良地质现象的地区加强勘察工作，尽量避开地基土性质不良、有不稳定采空区和抗震不利的地段。②初步勘察。主要是搜集岩土工程勘察报告，取得拟建设高铁区域的地形图和工程地质的文件；进行必要的取样和试验，初步查明地质结构和不良地质现象的成因、分布和可能的影响等。③详细勘察。这一阶段是为了高铁设计提供作图资料；查明不良地质现象，进行取样和原位测试，提出岩土技术参数和整改建议；评价铁路地基的承载力和稳定性；查明水文地质，提供地层的渗透性，判断其可能产生的对工程的影响，提出防治意见等。④对施工勘察。因为渝黔高铁所经之处已有岩溶、煤矿采空区等大量不良地质情况，亦有可能施工时出现的滑坡、泥石流、崩塌和边角失稳等灾害，还有亟待查明的地下水分布，安全等级较低，这些都对施工存在威胁。故而在施工过程中要进行深基施工设计，选择地基处理加固方案进一步查明和处理地基中出现的不良地质现象，对施工中的地质问题也要进行观察和及时处理。
2.3 岩土功能勘察的程序内容
渝黔地区地形复杂，不良地质现象多样，高铁建设的安全和正常运营隐患较大。在建设之前，必须进行详细的岩土工程勘察以查明建设场地的工程地质条件，对地基的稳定性进行评估，提供基础设计和施工所需的计算指标，提供处理建议。在勘察前编制纲要，提供必需的各种资料文件；在选址时进行工程地质测绘和调查以查明拟建场地的地形、地质、水文条件等对场地的影响；对渝黔地区的深部地质情况通过勘探来查明地层的分布变化，了解几眼的深度和风化层的厚度，探查断裂和破碎带等的位置、分布等情况；通过室内土工试验、水分析试验和现场原位测试，测定岩土的物理力学性质、地下水的渗透性等指标；因渝黔地区存在大量不良地质现象，天气情况恶劣，随时可能出现滑坡、泥石流等地质灾害，因此还要进行长期的观测工作。
2.4 岩土工程勘察方法的运用
针对渝黔地区的复杂地形，岩土功能勘察能够揭露划分地层，采取土样；了解地质构造和不良地质现象的分布、界限和形态；选取土样分析后可确定其物理力学性质；对水文地质情况进行测量。方法多种不一一赘述，以下主要是以渝黔高铁建设中的息烽地区存在的大量煤窑为例进行勘察，运用高密度电法、电测深、瞬变电磁法等多种物探定性手段及在钻探中作通水、水文试验等等多种综合手段基本查明其状况，为高铁建设打下良好的基础。
2.4.1 高密度电阻率法渝黔地区为典型的喀斯特岩溶地区，山高沟深，息烽煤窑多在野外，高密度电阻率法对野外数据采集实现了自动化或半自动化,避免了由于手工操作所出现的错误。勘探能力显著提高，对煤矿采空区及地裂缝探测等具有明显的地质效果。
2.4.2 电测深法息烽煤矿区存在断层、溶洞、地下水分布情况不详等地质问题，勘探深度和难度加大。电测深法对具有电性差异、但产状近于水平的地质问题效果显著，且对非水平产状的地质问题也有一定的地质效果。www.tmgc8.com
2.4.3 瞬变电磁法可查明含水地质如岩溶洞穴与通道、煤矿采空区、深部不规则水体等，在煤矿区提高探测深度是最灵敏的方法，无地形影响，异常响应强，形态简单，分辨能力强，故对息烽地区的地质结构和水文地质勘察具有良好的作用。
2.4.4 水文地质钻探与钻孔抽水试验息烽矿区水文情况资料欠缺，地形复杂，在岩溶地区和易形成泥石流地区必须钻探作业，以查明地表下的地层岩性和结构构造、利用水文地质钻孔，进行各种水文地质试验，如抽水试验，放水试验，压水试验等，求得含水层富水性、渗透性等水文地质计算参数，为计算不同含水层的涌水量提供依据，继而评价煤矿区的整体地质情况。
3结论
高铁工程关系到国计民生的发展，其建设工作的重要性不言而喻，而工程的质量取决于前期基础的稳定性，因此要加强岩土工程勘察，为设计部门提供精确的工程地质数据，在施工过程中及早发现相关不良地质作用，排除安全隐患，为国家避免经济损失和社会影响。
参考文献：
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