1、地质勘察在高速铁路中的应用摘要:通过分析我国复杂的工程地质情况,针对我国地质现象复杂、多样的特点,分析影响高速铁路建设中的因素,应用高密度电法、瞬变电磁法、水文试验等各种地质勘察的手段,研究地质勘察在高速铁路中应用的普遍性和重要性。 关键词:地质勘察;勘察方法;高速铁路 中图分类号:U238 文献标识码:A 文章编号: 前言 随着我国经济的快速增长,高速铁路的发展也在蓬勃兴起。如今,我国已运营的高速铁路里程在全世界已位居第一。通过建设高速铁路会对我国的经济具有巨大的推动作用,但是我国国土面积辽阔,地质不同而多样,在建设中会遇到各种不同的地质、地貌,如青藏高原的软土、冻土等等,通常简单的勘察方法
2、不能满足一般的工程设计要求。针对这种困难的局面,需要综合运用各种手段、工艺进行地质勘查,以确保正确判断高铁建设中遇到的地质情况,保证顺利建设高速铁路。 工程地质条件对高速铁路建设的影响 工程地质条件 工程地质条件是指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合。这些因素包括:(1) 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。(2) 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,特别是形成时代新、规模大的优势断裂,对地震等灾害具有控制作用,因而对建筑物的安全稳定、沉
3、降变形等具有重要意义。(3) 水文地质条件:是重要的工程地质因素,包括地下水的成因、埋藏、分布、动态和化学成分等。(4) 地表地质作用:是现代地表地质作用的反映,主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、风沙移动、河流冲刷与沉积等,对评价建筑物的稳定性和预测工程地质条件的变化意义重大。(5) 地形地貌:地形是指地表高低起伏状况、山坡陡缓程度与沟谷宽窄及形态特征等;地貌则说明地形形成的原因、过程和时代。平原区、丘陵区和山岳地区的地形起伏、土层厚薄和基岩出露情况、地下水埋藏特征和地表地质作用现象都具有不同的特征,这些因素都直接影响到建筑场地和路线的选择。(6)地下水:包括地下水位,地下水类型,地下水补给类
4、型,地下水位随季节的变化情况。 (7)建筑材料:结合当地具体情况,选择适当的材料作为建筑材料,因地制宜,合理利用,降低成本。 工程地质情况对高速铁路建设的影响 我国工程地质情况复杂,如青藏高原相当一部分地区都处长常年冰冻的情况;黄土高原堆积面积和厚度也在世界所罕见;地震活动强烈等等。种种复杂的工程地质情况严重影响着我国的高铁建设。 高铁以渝黔高铁为例,全长 345 公里,铁路所经之处,常常会遇到大山大河,地势连绵起伏,地质构造复杂。因此,在建设高速铁路工作中,需要我们认真全面的查找资料,进行地质勘察,为高铁建设的前期准备工作做好坚实的基础。 地质勘查在高速铁路中的应用 地质勘查的内容 渝黔高速
5、铁路的沿线涉及重庆和贵州地区,地形有高原、丘陵、盆地等;不良地质作用有岩溶、滑坡等和地质灾害、特殊性岩土和地下水等特殊地质情况,面对如此复杂的地质情况,这就需要在高速铁路设计和施工之前,需要按正确的建设程序勘察地质情况,包括详细调查研究重庆贵州两地的地形,分析判断地质、环境特征;研究不良地质作用,判断对高速铁路建设稳定性的危害程度;测定在高铁建设期间可能发生变化的地基土层物理力学性质;明确地下水类型、水质、分布等情况;仔细编制勘察设计资料,真实谨慎的反映该地区的工程地质条件,综合评价全部工程地质条件,编写资料完整准确的勘察报告;面对可能不利于建设高速铁路的岩土层要提出实际可行的处理方案;使建设
6、的渝黔高铁工程经济合理、安全可靠。 3.2 勘察阶段及技术要求 通常勘察阶段可分为:可行性研究勘察,即选址勘察。选择建设场址是高速铁路建设工作中所面对的第一重大问题,直接影响到高铁的方案设计、建设进度等问题。勘察工作主要是评价对该地区的地基稳定性和适宜性,并加强勘察可能存在不良地质现象,如遇到地基土性质不良、采空区不稳定和抗震不利的地段应尽量避开。初步勘察。为了取得拟建设高铁区域的工程地质的文件和地形图,需要搜集岩土工程勘察报告;再进行相应取样和试验,地质结构和不良地质现象的成因、分布和可能的影响等需要被初步查明。详细勘察。在高铁设计中进行这一阶段主要是为了提供作图资料;探查不良的地质现象,进
7、行取样和原位测试,提出岩土技术参数和整改建议等。施工勘察。在渝黔高铁所经之处会遇到大量不良地质情况,诸如岩溶、煤矿采空区等,这些情况会威胁高铁的施工。因而在施工过程中要进一步查明和处理地基中出现的不良地质现象,进行施工设计,优化地基处理加固方案,及时观察和处理施工中的地质问题。 3.3 岩土功能勘察的程序内容 由于渝黔地区复杂的地形,现象多样的不良地质,安全隐患在高铁建设和正常运营中比较突出。在施工之前,为了查明施工场地的工程地质条件需要进行详细的工程地质勘察,评估地基的稳定性,基础设计和施工所需的计算指标需要进一步核实,并提供处理建议。在进行勘察前应该编制详细的纲要,提供相应的各种资料文件;
8、在选址时查明影响场地的地形、地质、水文条件等需要进行工程地质测绘和调查。 3.4 岩土工程勘察方法的运用 由于渝黔地区地形复杂多样,地质勘察能够采取土样,划分地层;探知地质构造;选取土样并分析其物理力学性质;测量水文地质情况。通常运用多种物探定性技术手段,如高密度电阻率法、电测深法、瞬变电磁法等。 3.4.1 高密度电阻率法 渝黔地区处在典型的山高沟深的喀斯特岩溶地区,高密度电阻率法能实现野外数据采集的自动化或半自动化,从而避免了人工操作出现的误差。这种方法显著提高勘探能力,对探测煤矿采空区及地裂缝等具有明显的效果。 3.4.2 电测深法 在高铁施工中会存在溶洞、断层、地下水分布不同等地质问题
9、,使勘探难度加大。电测深法能优良的处理电性差异、而产状近于水平的地质问题,而且对非水平产状的地质问题也具有很好的处理效果。 3.4.3 瞬变电磁法 该法在提高探测深度方面是最灵敏的方法,没有地形影响,形态简单,分辨能力高,进而可查明如岩溶洞穴与通道、煤矿采空区、深部不规则水体等含水地质。 3.4.4 水文地质钻探与钻孔抽水试验 对于水文情况资料欠缺,地形复杂的岩溶地区和易形成泥石流地区需要进行钻探作业,通常利用钻孔技术,进行大量的水文地质试验探知地表下的地层岩性和结构构造,目的求得含水层富水量、渗透性等水文地质计算数据,为计算大量含水层涌水量提供依据,试验诸如抽水试验,放水试验,压水试验等。 4 结论 高速铁路建设关系到我国经济的发展,其建设工作具有很重要的作用,而前期基础的稳定性决定工程的质量,为了加强工程地质勘察,给设计单位提供准确的工程地质数据,需要在施工过程中尽早发现不良的地质问题,消除安全隐患,避免造成国家的损失。 参考文献 1GB 50021-2001 岩土工程勘察规范S.北京:中国建筑工业出版社,2002. 2地质工程手册,中国知识出版社,2006. 3叶国琳.初探岩土工程勘察基础技术问题J,山西建筑,2009,06:1. 4张其峰.岩土工程勘察中常见问题J.施工技术,2009,06:28. 5息烽县 2009 年度地质灾害防治方案,2009.