工程地質勘探實例

『壹』 誰知道「工程物探」專業是做什麼的最好能舉個例子。它跟工程測量專業差距大不大

「工程物探」專業即 工程地球物理勘探

解決土木工程勘察中工程地質、水文地質問題的一種物理勘探方法，簡稱工程物探。它是以研究地下物理場（如重力場、電場等）為基礎的。不同的地質體在物理性質上的差異，直接影響地下物理場的分布規律。通過觀測、分析和研究這些物理場，並結合有關地質資料，可判斷與工程勘察有關的地質構造問題。
http://ke..com/view/956869.html

「工程測量」在測繪界，人們把工程建設中的所有測繪工作統稱為工程測量。實際上它包括在工程建設勘測、設計、施工和管理階段所進行的各種測量工作。它是直接為各項建設項目的勘測、設計、施工、安裝、竣工、監測以及營運管理等一系列工程工序服務的。
http://ke..com/view/300773.htm

兩者不同吧，(*^__^*) 嘻嘻……

『貳』 施工實例

1.工程概況

北京至哈爾濱公路上的4座公路橋建成後多處沉降開裂。採用高壓噴射注漿法對這座橋基礎進行加固處理，共完成旋噴孔26個，計203延米，注入水泥123t。

2.工程地質條件

需加固的混凝土橋基下為軟塑粉質粘土、淤泥和粉細砂。

3.設計方案

經反復研究論證，決定採用單管旋噴進行處理，以形成樁徑為0.5～0.8m的水泥、粘土、細砂固結體。固結體的設計強度為3.0MPa，單樁承載力為300～500kN。

從試驗樁開挖情況看，在粉質粘土地層中，旋噴樁有效直徑在0.5m以上;在淤泥細砂層中，有效直徑能達到0.7m，且樁身的均勻性和完整性都好。

4.施工方法

造孔採用金剛石和硬質合金鑽頭進行。為了避免對橋基產生大的影響，對同一墩台鑽孔分次序進行。

在高壓噴注水泥漿之前，先噴注高壓清水，在地層中形成一個被高壓清水破壞了的圓柱體，其直徑為0.4～0.8m，近似於用泥漿鑽孔的方法鑽出一個類似孔徑的鑽孔。這樣，噴注水泥漿時，可以減少水動力對地層的破壞作用，從而提高噴頭的提升速度，減少水泥消耗。

高壓噴注清水時，噴頭不是按常規自下而上地噴，而是與硬質合金鑽頭結合，自上而下地噴，邊噴邊下管。當噴頭用高壓清水噴至孔底時，立刻換用水泥漿，邊旋轉邊提升噴頭，使施工程序優化，減少了故障隱患，取得了良好效果。

旋噴施工後經過1～2d，由於旋噴固結體析水收縮，在基礎底板和固結體頂端之間產生凹穴，深度多在0.5m以內。為彌補凹穴，使基礎底板與固結體良好接觸，又將噴頭置於固結體的頂端下約0.5m處，用水泥漿復噴，噴至基礎底板。以上工作完成後，用0.6∶1的水泥漿進行封孔。為保證封孔質量，採用多次間歇封孔方法，直至灌到水泥漿不再下沉為止。

施工要點如下:

1)SNC-H300是單管旋噴的主要設備。要熟悉性能結構，使用後要及時徹底清洗。

2)漿液要多層過濾，防止堵塞噴頭，還要採用合理的工藝和操作順序，防止孔內返砂堵塞噴嘴。注意觀測壓力的變化，防止損壞機械及事故的發生。

3)要根據地層情況選擇合理的施工參數。

4)噴頭進入堅硬孔壁或套管後要及時停噴，防止水射流和膠管反彈傷人。

5.質量檢驗

為了檢驗旋噴效果，對旋噴樁進行了鑽孔檢查，並對橋基進行了沉降觀測，對裂縫進行了檢測。K20孔進行的岩心取樣表明，固結體中的平均取心率為80%。固結體中的水泥含量為40%～60%。水泥與淤泥、粉細砂等攪拌均勻，旋噴固結體與原基礎底板接觸良好，沒有發現裂隙存在。

『叄』 工程建設實踐中的地質工程

過去工程地質工作主要是研究工程地質條件的質量定性評價，也就是說評價建築地區地質條件好壞。在地質工程建設早期的時候，工程規模比較小，對工程地質條件要求不高，作一般的定性評價就夠了。現在的地質工程建築規模比以前大得多了，比如說邊坡工程，目前建成的礦山邊坡已經高達300～500m，而正在醞釀開挖700m的高邊坡，在工程建築中遇到的自然邊坡已達千米以上。工程建築地基要求是與建築物高度有關。壩基承受力的大小與壩高有關，目前修建的大壩高度已經高達300m。這么高的大壩坐落在地質體上，對壩基要求就不一般了。工業與民用建築物的規模也在發展，對地基承載力要求也在不斷提高，如國內已有在土層上建築88層高層建築物，高達420.5m；國際上已有在岩層上建築120層高層建築物。在地下工程方面，目前地下工程中雙軌隧道的跨度是11m，洞高約10m。水利水電工程中地下廠房跨度達20～30m，邊牆高度達到50～60m，我國已經建成的二灘電站地下廠房尺寸為280.29m×55.5m×65.38m（長×寬×高）。正在計劃建築的地下工程的邊牆高度達到70m，埋深是500～600m；現在已經建成的秦嶺隧道最大埋深是1500m。在礦山的礦井設計方面問題就更嚴重，礦山的一些地下采場跨度常達80～140m，一個使用綜合採煤機的采場跨度是120～160m，趙各庄煤礦采深已經超過1200m。

表1-1 工程實踐中的地質工程類型簡表

上述這些工程實例說明，當前的地質工程規模大、條件復雜，要使地質工程建築安全、可靠，必須提高對地質體的認識水平，關鍵在於要掌握住地質環境、工程地質條件及工程地質力學條件。目前，地質工程類型非常繁多，詳見表1-1。

今天擺在我們面前的地質工程類型多、規模大、條件復雜，地質工程中出現的問題80%～90%是設計、施工與地質脫節以及地質工作成果不符合地質工程建築要求造成的。客觀地說，地質工作是一項探索性工作，完全搞清楚不是一件容易的事。地質環境、地質條件和工程地質力學性質在施工前不可能一次徹底搞清楚，但需搞清楚主要問題，這樣我們就可以做到心中有數，再加上設計與地質緊密地相結合，按地質工程要求辦事，在施工過程中加強地質超前預報，工作中把握就大一些。因此，必須把地質工程提出來。此外，國際上愈來愈多的人也認識到這個問題，由於地質工程類型多，規模大，遇到的地質條件愈來愈復雜，必須進行專門地研究，才能提高地質工程建築水平。

『肆』 -D高密度電法勘探應用實例

下邊，我們看幾個復雜地質區域的3-D高密度電法勘探例子。

5.4.1 一次3-D高密度電法野外勘探實驗

本次野外試驗採用常規3-D電阻勘探方法，利用50根電極的多通道電極系統進行勘探，電極測網為7×7，相鄰電極之間的單位電極距為0.5 m（圖5.20），兩根無窮遠電極布設在距測網大於25 m的地方來減少對視電阻率觀測值的影響，為了減少勘探時間，採用了交叉對角線觀測技術，地下已知的高度非均勻體由砂和礫石組成。圖5.21a為6次迭代反演後得到的模型水平方向的切片，在左上角象限和第二層右下角的兩個高阻區域可能是礫石層，在勘探區邊緣第一層下部呈線性特徵的兩個低阻區域是由梧桐樹的樹根引起，礫石層垂直交叉穿過模型（圖5.21b）較清晰，反演模型表明，該區地下電阻率分布不均勻，短距離內變化迅速，在這種情況下，2-D電阻率模型（和傳統的1-D電阻率測深模型）的准確程度可能不夠。

圖5.31 斑裂區地下電阻率三維數據體順4煤層切片

『伍』 　庫岸坍塌、堤壩滲漏勘查典型實例示範

8.5.1新疆瑪納斯河流域夾河子水庫壩體隱患綜合電法探測

夾河子水庫興建於1959年，第二年由於質量問題壩體形成管涌造成潰壩。後經重新整修後長期運行，各類隱患逐漸明顯，滲漏、裂縫現象日漸擴大，為確保堤壩安全採用了自然電位法、電阻率測深法、激發極化法對其進行了調查，有效地預測了大壩壩體的隱患。

（1）自然電場法：為了解防護坡的破損裂縫設置了I—I′剖面。該剖面有多個異常出現，兩處大異常均位於閘口泄水處（其中西閘已關閉，但閘後仍有小股水流泄出），見圖8-1。其餘較大異常段的異常值超過正常值30%～100%以上，應是防護坡破損滲漏引起。從實地了解，凡異常出現的護坡段其水泥護面、漿砌卵石多有不同程度的破裂存在，如0+230至0+360、0+810至0+890等壩段。

圖8-1壩體破損裂縫自然電場曲線

（2）電測深剖面法：該剖面沿壩頂布置，由79個最大極距AB/2=40～100m的電測深點組成。根據實測結果得知，1+230至1+890（電測深剖面工作到1+890）ρ_s等值線密度大（圖8-2），曲線分布均勻，ρ_。極大值90～120Ω·m，反映其壩體密度較好，無明顯低阻軟弱層存在，產生的隱患可能性小，經本次ZK₁取心證實，壩體較密實，除壩頂表層鬆散外，無軟弱層等隱患出現。

圖8-2物探綜合電性剖面

Ⅰ～Ⅳ—自然電場剖面；Ⅴ—電測深剖面

壩段從1+230開始ρ_。曲線逐漸降低，至1+110最大值僅為40Ω·m左右。1+110至1+230間，因無法布極故無電測點，而1+110至0+000ρ_。等值線值普遍較低，在同一深度僅為30～40Ω·m，為前者的1/3至1/4（圖8-2）。究其原因分析，壩體上部結構較為松軟不均，壩體中下部存在有低阻軟弱層，經ZK₄取樣證實，5.5m以上地層松軟不均，其下有多個軟弱層。

0+000至0+180，尤在0+000至0+030、0+090至0+180壩段，p_s等值線在壩體上部有相對高、低阻封閉圈存在，中下部等值線稀疏，根據這一特徵結合其他電法分析，壩體上部除土質松軟結構鬆散外亦有空洞裂縫存在，壩體中下部仍有軟弱夾層，後經ZK₇取樣證實電測深剖面法分析是正確的。

（3）激發極化法：為了解軟弱夾層的頂底板埋深，選用η、J、D三參數。ZK₄旁的激電2號點，激電三參數曲線均有峰值出現，η、J、D異常值超出正常值，η、J兩參數在AB/2=8及10m處有兩個上升點，11、13m均有峰值異常（圖8-3）。

D參數分別在5、7及11、13m處出現峰值，經定量分析，7～13m尤其10～13m有不同程度的軟弱層存在，該法解釋結果在後來的鑽孔中證實，在5.5～17m有多層軟弱層出現，岩柱成流塑和軟塑狀，極化率在1%～2%，激發比超過1%的10～13m岩柱全成流塑狀，無法用手托起。

0+744、0+810分別為激電3號、4號點，根據各點的η、J、D值對軟弱層的異常反映繪制一幅反映軟弱層頂底板斷面圖（圖8-4）（李德銘，1995年）。

圖8-3孔旁激電測深結果

圖8-4推測軟弱層頂底板斷面圖

8.5.2孤東油田海堤質量電測深探測

孤東油田位於黃河入海口，渤海潮間地帶。孤東油田海堤是為了阻止海潮侵入，確保油田安全而建設的配套工程。該工程地處海灘，土質主要為粉砂土，並有部分地段為軟基。工程建成後，經受多次風暴潮襲擊，堤體內部很有可能出現疏鬆層帶、裂縫、空洞、含水量較高的軟土層及其他隱患。為查清隱患的性質及存在部位，用電阻率測深剖面對海堤進行全面系統的探測，為海堤質量評價和除險加固提供依據。

根據視電阻率的變化情況，將該海堤分為四類：①均勻密實段：視電阻率ρ_s＜5.0Ω·m，堤體質量均勻，密度度好，干容重p＞1.50t/m³，此類堤占海堤總長度的75%；②基本密實段：視電阻率ρ_s=5.0Ω·m，堤體質量一般，局部碾壓不實，密實度一般，干容重ρ＝1.40～1.50t/m³，此類堤占海堤總長度的2.6%；③疏鬆層帶：視電阻率ρ_s＞10.0Ω·m，多為電阻率異常段，堤體質量較差或很差，密實度很差，干容重p=1.30～1.40t/m³，此類堤占海堤總長度的19.3%；④軟土層帶：視電阻率ρ_s＜3.0Ω·m，堤體質量比較均勻，但含水量大，干容量p=1.40～1.50t/m³，此類堤占海堤總長度的3.1%。

根據土樣干容量和視電阻率測定，地下水位以上，視電阻率與干容重的關系為 P=-0.06796×ln（ρ_s)+1.657%。

為驗證探測效果，布置開挖了探井，並沿井深每0.50m取一個土樣，現場測量土的濕容重、含水量和干容重。其中1^＃探井位於樁古段樁號0+150m處，深度5.5m，在等深度視電阻率剖面曲線圖上呈高值異常，在視電阻率擬斷面圖上等值線呈密集高值半閉合圈，如圖8-5所示，推測該處海堤為密實度較低的疏鬆帶，該探井附近視電阻率異常段長285m(0+060至0+345）。從開挖情況來看，沿井深0～2.4m為黃色粉砂；2.4～3.0為黃色重粉質砂壤土；3.0m以下為黃色粉土。在深度為2.0～5.5m處，土的干容量在1.33～1.48t/m³，低於設計值，其含水量為10.2%～28.9%，孔隙比為0.885～0.949，滲透系數為0.432m/d左右。探井開挖過程中，土質自上到下逐漸鬆散，鐵鍬挖掘不太費力，未見肉眼可見裂縫或洞穴，其地下水位與海平面一致。當挖至5.5m時，井內發生了流沙現象，不能繼續深挖。由此可見，該處堤體內部質量很差，與電探推測的結果相吻合。

圖8-5m樁古段0+000至0+300區間視電阻率等深度剖面及擬斷面圖

3^#探井位於孤東段樁號1+215m處，在等深度視電阻率剖面圖上處於正常場區，在視電阻率擬斷面圖上等值線稀疏，如圖8-6所示，推測為質量較好的均勻密實段。該探井開挖探度2.0m，土質為粉砂土，土體均勻密實，平均干容重達1.57t/m³，含水量在13.6%左右，與電探分析結果一致（張保祥等，1997年）。

圖8-6孤東段1+005至1+305區間等深度視電阻率剖面及擬斷面圖

8.5.3高密電阻率法堤壩隱患探測

1999年3月在湖南益陽永申垸大堤實測結果（圖8-7），灤河大堤探測滲漏實例剖面（圖8-8）。電阻率斷面清楚地反映了壩體滲漏位置（圖8-71^＃斷面22m處，2^＃斷面133m處，圖8-8137m處）和壩體質量。

圖8-7永申垸高密度電法測量斷面圖

圖8-8灤河大堤高密度電法工作成果圖（北京地質儀器廠TDVM—2高密度電阻率儀器測試報告）

8.5.4探地雷達堤壩滲漏探測

8.5.4.1控制壩基滲透漏的裂隙節理調查

當壩基地層層間節理、裂隙發育，在水庫蓄水後，往往成為水庫滲漏的通道。充水節理、裂隙成為強反射界面，在雷達圖像上表現為規則的傾斜界面。

8.5.4.2壩體浸潤線的揭示

當水庫壩體存在貫穿壩體以縫隙組成水平發育帶時，則在水庫常年水位線附近出現以充水形成的強水平反射波組成的水庫浸潤線的雷達特徵（圖8-9）。

8.5.4.3金江水庫壩體隱患探地雷達探測

金江水庫位於資江水系三級支流檀江上游，樞紐工程坐落在邵陽縣東南部的五峰卜鎮金江鄉劉家橋村，水庫總庫容約1515萬m³，相應水位海拔301.6m。正常庫容1220萬m³，相應水位海拔299.7m。常年水位海拔292～294m。主壩底部基岩為石炭系壺天群白雲質灰岩和梓門橋組含燧石灰岩夾鈣質粉砂岩、頁岩，層間和裂隙性溶蝕較發育，岩溶強烈發育，溶溝、溶槽、石牙較多。大壩左岸至中部採用壺天群白雲質灰岩殘坡積土作築壩材料，中部至右岸採用梓門橋和測水組地層的殘坡積土作築壩材料。本區位於新華夏系巨型第二沉降帶中西部邊緣，五豐鋪向斜的東南翼，壩址岩層產狀走向N20°E、傾 NW、傾角45°，岩層走向與河流流向成10°交角，為縱切河谷。有三組節理較發育，其產狀分別為走向N40°W、N80°E和N15°～20°E，壺天群白雲質灰岩主要岩溶發育方向與第二組節理走向一致。86%的壩體置於厚度2～15m的第四系堆、殘坡積含礫粘土之上，下伏基岩有73%為岩溶強烈發育的白雲質灰岩。雖經多年綜合治理，但至今大壩外坡腳仍有常流水點16處，濕潤區3個，濕潤面積達380m²，仍為隱患未徹底根治的嚴重滲漏壩體。

圖8-9壩體浸潤線雷達圖像

為此中國科學院廣州地球化學研究所應用探地雷達對湖南邵陽金江水庫堤壩隱患探測研究。成果分析如下：

（1）斷裂F₁與F₂揭示：圖8-10為F₁斷裂和F₂斷裂的雷達圖像，由圖可見斷裂傾角40°～60°，出露地層為下石炭系測水組、梓門橋組砂頁煤系地層，裂隙反射界面影像較多，表明此地層層間節理、裂隙發育，成為此壩段的隱患之一。在水庫大壩外壩腳有一系列漏點，稻田及菜地出現大片濕地及積水正是此隱患的佐證。在相應位置的地面檢查亦見一斷裂，其產狀為走向80°，南傾傾角60°～70°斷裂面見大量角礫岩，部分漏水點處在其延伸方向上。

圖8-10雷達圖像

（2）揭示浸潤線存在：300m標高平台，100MHz天線，820ns時窗的剖面連續圖像上，除反映人工堆積殘坡積土及基岩起伏的反射界面以外，在特定的標高上，出現一條水平的反射界面，此界面標高低於常年水位標高292～294m，在迎水坡標高為285.26m，在背水坡為285.00m，此反射界面即是水庫常年水位的浸潤線，其影像特徵為串珠狀的強反射界面貫穿壩體，產狀水平，斷續出現。沿此反射界面縫隙發育，並見有多處溶洞、土洞出現，見圖8-9。可見由於壩體土壤含粘粒量高，具乾裂濕脹的特性，在帶壓力的水體作用下，長期浸泡的土體粘粒形成泥漿，泥水逐漸滲出，沿水位浸潤線形成帶狀空隙。

（3）灌漿工程質量檢測探索：目前灰岩地區水庫壩體隱患防治在國內外仍是一大難題。金江水庫隱患治理有30多年的歷史，自1960年蓄水以後，主壩常發生滲漏、開裂、沉陷、塌陷等現象，險情時有發生。1960年6月至1962年5月，進行帷幕灌漿，鑽孔184個，使壩體漏水量減少63%;1982年低涵出口下基岩管涌，中部內坡沉陷1350m²，左岸及右岸坡出現塌洞，實施帷幕灌漿，鑽孔258個，進尺9550m，灌入水泥3345t;1986年外坡三個濕潤區仍存在，大壩外坡二級平台出現一塌洞，實施劈裂灌漿和高壓定向噴射灌漿，灌入水泥2225t，形成防滲板牆6442m²;1996年內側一線平台出現塌洞，壩外出水點流渾水，進行帷幕灌漿處理，但渾水流量無減少。在300m標高的探地雷達圖像（圖8-11）上出現等間距灌漿物影像，這些灌漿物具強反射、錐狀影像特徵，間距3m，個別6m。水庫管理部門證實帷幕灌漿孔距3m一個，間距6m者，中間鑽孔無或少進漿量，根據圖像上的影像可准確計算灌漿有效深度和水泥漿的擴散半徑（曾提等，2000）。

圖8-11灌漿效果檢測雷達圖像

8.5.5深圳羅屋田水庫井間地震CT滲漏勘探

水庫所在羅屋田河谷屬斷裂谷，西側壩址附近有下石炭統石磴子組可溶性石灰岩分布，石灰岩分布區內岩溶極發育。根據庫區灌漿堵漏等鑽孔勘探資料：覆蓋層3.25～17.7m，由粘性土、含礫中粗砂為主組成；灰—深灰色灰岩、白雲質大理岩等可溶性岩。這些可溶性岩或埋藏於第四系河流堆積土層之下，或埋藏於石炭統砂頁岩之下。據1984年廣東省水電勘測設計院40個灌漿鑽孔資料，有9個鑽孔揭露單層溶洞或多層溶洞，洞高0.4～3.25m不等，多數溶洞未充填，個別為充填－半充填洞。另外，在水庫管理處以北、溢洪道東側可能存在一北北東向（N25°E）斷裂帶，這一帶可溶性岩內溶洞極為發育，以上9個所揭露溶洞的灌漿孔均在這一區域，這也是本次地震波CT工作的重大區域。

圖8-12為距壩基線距離約20km的K₁-K₂-K₃-K₄鑽孔CT成像剖面圖和為距壩基線距離約40m的K₅-K₆-K₇鑽孔成像剖面圖，圖8-13為近垂直壩基線的 K₆-K₃鑽孔CT成像剖面圖。從波速圖像可以看出其縱波速度分布在1.53～4.38km/s，且呈現自上而下速度增高的趨勢，可以認為波速值大於2.3km/s且等值線密集區為相對完整基岩區，如圖8-12、圖8-13的下部；局部的低速（1.5～2.2km/s）等值線封閉圈為小溶洞或岩溶發育區。在波速圖像圖8-12下圖中縱波速度值相對較低為1.2～3.8km/s，這符合鑽孔地質資料所揭露的這一帶為灰岩、白雲質大理岩等可溶性岩分布區。

圖8-12km深圳市羅屋田水庫岩溶滲漏勘察跨孔CT成像

圖8-13km深圳市羅屋田水庫岩溶滲漏勘察跨孔CT成像

在波速圖像中靠近K1孔標高27.36m、15m、2.36m處的三個低速封閉區推斷為溶洞，其上部（由K₂孔標高的37.36m至K₄孔標高31m）為溶溝、溶槽或破碎帶影響區。波速圖像圖8-13中部標高30～34.7m為一較大規模的溶洞發育，圖8-12下圖中淺部的溶溝、溶槽與深部的溶洞成層狀溝通，這一區域正是為灌漿孔所揭示的多層溶洞區，位於北北東斷裂帶附近，受破碎帶影響，這一帶可溶性岩極為發育，是造成水庫滲漏的主要原因。由此，K₁孔周圍所揭示的溶洞和K₆-K₃中間部位的溶洞為主要的滲漏通道，其展布方向應當與剖面垂直即近垂直壩基線方向，深部雖有局部小溶洞發育，但不具連通性。

另外，在波速圖像的標高37.3m、35.4m、41m以上部分，是由於井中無水、接收檢波器無法耦合，造成這一區域無接收數據，屬非成像區域，不作解釋（孫黨生、李洪濤等，2000）。

8.5.6大堤防（隔）滲牆質量淺層地震檢測

為了確保重點江河大堤的絕對安全，國家每年需投入大量的人力和物力對大堤進行加固處理。近年來，提出了採用防（隔）滲牆方法，防止（或隔離）地下水和江水穿過大堤堤身，防止管涌的形成，從而達到保證大堤安全的目的。形成防（或隔）滲牆的方法很多，例如攪拌、砼成牆。此類牆具有豎直的規整的二維板狀體和厚度小（一般為20～30cm）兩大特點。因此，如何准確地無損檢測牆的質量（主要包括牆的連續性和厚度），是目前最為關注的問題。採用淺層地震反射波和瞬態瑞雷面波法相結合對攪拌和砼成牆方法形成的隔滲牆質量檢測效果較好。

8.5.6.1地球物理條件和成牆厚度的計算

淺層地震反射波法和瞬態瑞雷面波法均是利用介質的物性差異，在物性發生變化或突變部位將產生波的反射或繞射和頻散現象。砼防滲牆主要由砂和水泥灌注而成，而攪拌隔滲牆主要由水泥和粘土孔中攪拌而成，因此，牆與圍土、牆與夾泥（或疏鬆體）之間均存在明顯的物性差異，將產生反射或繞射和頻散，具有較好的地震地質條件。檢測區內表層均為粘土或亞粘土，具有良好的激發接收條件。不管是防滲牆還是隔滲牆，從設計上看均為一個豎直的規整的二維板狀體，若牆體所穿過的地層或牆體附近為均勻狀介質，有

地質災害勘查地球物理技術手冊

即

地質災害勘查地球物理技術手冊

式中，v_rt(h）,v_rtq(h）,v_rq(h）分別是深度為h處的圍土、牆體兩側兩檢波器之間（即牆和圍土的綜合）和牆體的面波速度，dh(h）是深度為 h處的牆的厚度，dx為牆體兩側兩檢波器之間的距離。當v_r(th)=v_{r q}(h）時，牆厚dh(h)=0；當v_rtq(h)=v_rq(h）時，牆厚dh(h)=dx。當深度為 h處的v_rt(h）,v_rtq(h）和v_rq(h）及dx為已知時，即可由（8.2）式求得牆厚dh(h）。因此，牆厚的反演精度取決於由瑞雷面波法獲取的圍土、牆體和牆體兩旁檢測器之間的面波速度（圖8-14）。

圖8-14厚度計算示意圖

8.5.6.2砼防滲牆淺層地震反射深度剖面及厚度

由圖8-15斷面牆的厚度和圖8-16砼防滲牆淺層地震反射深度剖面可知，剖面上主要有3組連續性較好的反射同相軸，它們分別為防滲牆頂板、底板和粘土層底板反射，牆體中異常清晰易辨。牆的頂板埋深約為1.3～2.5m，底板埋深約為13.0～15.0m（設計埋深為14.0m）。牆體中存在3處夾疏鬆物或牆厚變薄的異常。2個斷面牆的最小厚度為19.9cm，最大厚度為23.6m，平均厚度分別為22.5cm和21.7cm，均達到設計要求（設計厚度為22.0cm）。

圖8-15厚度示意圖

圖8-16砼防滲透牆淺層地震反射深度剖面

8.5.6.3攪拌隔滲牆淺層地震反射深度剖面及厚度

圖8-17斷面厚度示意圖

由圖8-17兩個斷面牆的厚度和圖8-18攪拌隔滲牆淺層地震反射深度剖面可知，隔滲牆頂底板反射相軸基本上可連續追蹤對比解釋，牆體中異常清晰易辨。牆的頂板埋深約為0.5～2.5m，底板埋深約為17.0～19.0m（設計埋深為18.0m）。底板反射同相軸的連續性比頂板反射同相軸的連續性相對要差，表明牆底存在夾泥和不光滑現象。牆體中主要存在四處夾泥異常。兩個斷面牆的最小厚度為32.8cm，最大厚度為35.3cm，平均厚度分別為33.0cm和33.1cm，均達到設計要求（設計厚度為33.0cm）（劉江平等，2000）。

圖8-18攪拌隔滲牆淺層地震反射深度剖面

參考文獻

地礦部成都水文地質工程地質中心.1992.《長江三峽工程庫區環境工程地質》

段永候等.1993.《中國地質災害》.北京：中國建築工業出版社

鄧世坤.2000.探地雷達在水利設施現狀及隱患探測中的應用.《物探與化探》

劉傳正等.2000.《地質災害勘查指南》.北京：地質出版社

劉江平，張麗琴，張友明等.2000.淺層地震技術在大堤防（漏）滲牆質量檢測中的應用.《物探與化探》

李德銘.1995.綜合電法探測壩體隱患.《物探與化探》

湯洪志.1999.綜合物探在江西廣昌中坊水庫壩勘查中的應用.《中國地球物理學會年刊》

滕潤秋，晃小林.1999.物探方法在洞庭湖區堤防工程隱患檢測中的應用.《中國地球物理學會年刊》

孫黨生，李洪濤，任晨虹.2000.井間地震波CT技術在水庫滲漏勘查中的應用.《勘查科學技術》

王傳雷，董浩斌等.1999.高水位情況下堤壩隱患的監測預報技術探討.《中國地球物理學會年刊》

張梁等.1998.《地質災害災情評估理論與實踐》.北京：地質出版社

張咸恭等.1986.《專門工程地質學》.北京：地質出版社

張保祥，楊宏，劉性傑等.1997.電測深剖面法在孤東油田海堤質量探測中的應用.《勘查科學技術》

曾提等.1997.地質雷達在湖南邵陽金江水庫壩體隱患探測中的應用研究.《物探與化探》

『陸』 　崩塌勘查典型實例示範

1.5.1長江三峽鏈子崖音頻大地電場法、甚低頻電磁法裂縫、岩溶、煤洞勘測

鏈子崖位於長江三峽兵書寶劍峽出口處右岸，瀕臨江邊的陡崖主體由二疊系棲霞組灰岩構成，底部為煤系軟弱層。在長約700m，寬30～180m范圍內發育有58條裂縫，將岩體切割成3個危岩區，即南部的I區T_o至T₆縫區和北部的Ⅲ區T₈至T₁₂縫區以及中部的Ⅱ區T₇縫區。其中T₈至T₁₂縫區危岩體緊臨長江，南、西分別被T₈、T₉、T₁₁縫和T₁₂縫切割，北、東兩側臨空，底部煤層基本被采空，是防災治理、監測預報的重點險段。

到20世紀80年代中期，經過長期的大量調查研究工作，鏈子崖可見裂縫的分布情況已基本查清；但是，在表土覆蓋地段的裂縫分布、延伸、連通交切情況，隱伏構造、岩溶、煤洞的分布等尚不清楚。針對上述問題，地質礦產部水文地質工程地質技術方法研究所於1988年採用了音頻大地電場法、甚低頻電磁法勘測裂縫、岩溶、煤洞的分布情況。

1.5.1.1 隱伏裂縫勘測

基於裂縫發育的不規則性和地形條件，勘測中採用了異常追蹤法：即從已知裂縫的隱沒端開始，根據裂縫和異常發育趨勢布設勘探剖面，同時輔以現場地質調查，進行異常的定點、連接，循序漸進，直至查明（圖1-1）。裂縫上方的音頻大地電場和甚低頻電阻率異常曲線一般形態尖銳，幅值較大（圖1-2）。

裂縫勘測結果表明：鏈子崖南部Ⅲ區和北部I區裂縫已相互連通。特別是確定了Ⅲ區分布的 T_8-1、T_8-1-2、T₉、T₁₁裂縫均與T₁₂裂縫連通以及T_8-0縫向SE方向延伸至陡壁邊緣，對危岩體穩定性評價至關重要。勘探結果在隨後的工程探槽（圖1-3）和聲波跨孔測試中得到驗證。

1.5.1.2隱伏煤洞勘測

圖1-1追蹤裂縫的測線布置及異常分布

鏈子崖的變形與底部馬鞍山組（P₁mn）煤層采空有直接關系。根據調查訪問資料，鏈子崖底部有採煤巷道20餘條，基本沿地層走向分布。為了解其存在狀況，用音頻大地電場法和甚低頻電磁法在鏈子崖頂部展開了面積性勘測。

煤洞的電場異常不同於裂縫，一是幅值較小、寬度較大、規律性較強（圖1-4a）。

勘測共確定煤洞14條，煤洞走向與岩層走向基本一致（SW—NE），長度300～400m，間隔30～40m，勘測結果和實際情況相符。

1.5.1.3隱伏岩溶勘測

平行於鏈子崖陡崖，勘測中追蹤發現一條幅值高、寬度大的異常（圖1-4b）帶近南北向發育，其東側裂縫發育，西側則明顯減少；該異常帶與北部的黃泥巴壁相接，根據異常形態、結合地質特徵分析，推測為一岩溶發育帶，後期的勘探工程證實了這一推測（連克等，1991）。

圖1-2隱伏裂縫實測剖面（T₉縫前端）

圖1-3TC₃工程探槽展示圖

1.5.2鏈子崖隱伏裂縫的聲波檢測

鏈子崖危岩體存在12組50餘條裂縫，出露最寬約2m，深不可測。其中T₈及T₉裂縫，北端隱伏於覆蓋層下，是否延伸與T12縫貫通，成為查明岩體結構與方量和確定治理工程設計的關鍵，為此，在上述裂縫延伸的關鍵部位，布兩鑽孔，孔距21m，深150餘m。由地質礦產部水文地質工程地質技術方法研究所於1989年承擔跨孔聲波測試，查明裂縫的延伸及傾向。

現場地質剖面概況及跨孔聲波測試示意圖如圖1-5a。採用等高同步測試法、扇面測試法，測取的波形記錄分別如圖1-5b及圖1-5c。這些記錄的推論是：接收到的是繞射波，其地質模型應如圖1-5d，即裂縫張開無充填。顯然，只有存在地表覆蓋層的繞射波，才會出現發射與接收點靠近覆蓋層聲傳播時間短，遠離覆蓋層則聲傳播時間加長。為證實現場測試推斷是正確的，在室內按推理的地層模型，進行模型超聲測試，取得和現場一致的測試結果。

圖1-4E_x、ρ_。曲線圖

另外，在一個孔內逐點發射，並接收裂縫的反射波，根據反射波的聲波走時，推斷出裂縫的傾向，與地質工程師從地質構造的推論相一致。至此對裂縫的性狀給出明確的結論，為鏈子崖危岩體的治理，提供了依據，受到國家科委表彰（展建設等，1991）。

1.5.3危岩錨固鑽孔內裂縫及裂縫密集帶聲波檢測

長江三峽鏈子崖50000方危岩體防治工程，採用錨索加固處理，錨固孔深30～40m不等，最深達64.2m。危岩體主要以棲霞灰岩為主，裂隙發育且為張性，局部成破碎軟弱帶。錨固施工需掌握上述裂縫、軟弱結構面在錨固孔中的位置，分布及幾何尺寸。地質礦產部水文地質工程地質技術方法研究所承擔此項特種檢測任務，研製一發一收干耦合換能器，在不能存留井液的水平干孔中，完成了共2670m的測試，指導了施工。圖1-6其中三個鑽孔的測試結果，其中視聲速低於1000m/s（圖中粗實線部分）的低速孔段均為裂隙及裂隙密集帶（展建設、曹修定實測，1996）。

1.5.4岩崩堆積體灌漿補強效果聲波測試

1998年地質礦產部水文地質工程地質技術方法研究所在三峽庫區遷建城鎮新址岩崩堆積體工程改造現場，完成了灌漿補強前後岩體物理力學強度變化試驗工作。採用「一發雙收」單孔及跨孔聲波檢測對半徑為1.7m圓周等分的六個鑽孔中等邊三角形分布的三個鑽孔作為實施灌漿孔，另三個按等邊三角形分布的鑽孔及圓心的鑽孔作為聲波檢測孔。採用灌漿前、灌漿後7d、灌漿後28d進行聲波單孔測試及跨孔聲波透視。

圖1-5各種方法測試示意圖及推測的地層模型

圖1-6危岩錨固孔內裂隙及軟弱破碎帶聲波測試聲速－孔深曲線粗實線為裂隙及破碎帶

單孔測試採用敲擊作震源產生縱波及橫波，以三分量檢測器貼壁接收；跨孔測試用小葯量爆炸震源的以三分量檢測器貼壁接收。

岩崩堆積灌漿補強分別在四川奉節及巫山兩地各做兩組試驗，現僅以奉節組試驗為例加以說明。圖1-7為灌漿前後單孔一發雙收的時差－孔深對比曲線；圖1-8為灌漿前後跨孔的聲速－孔深對比曲線。由跨孔測試結果可見灌漿後聲速有明顯提高，最高可達60%以上；而單孔測試最高14%、最小僅2%。單孔測試聲速變化小的原因是此法能了解沿孔壁一個波長范圍的聲速，單孔聲速的提高，說明灌漿范圍已達聲波觀測孔的孔壁；而跨孔測試是直接了解兩孔連線間的岩體灌漿情況。

圖1-7灌漿前後單孔一發雙收的時差-孔深對深對比曲線

圖1-8灌漿前後跨孔的聲速－孔深對比曲線

由於測試縱波聲速的同時，還測試了橫波聲速，因此可計算出岩崩堆積體灌漿前後的動彈性力學性能的變化，見表1-4（李洪濤等實測，1998）。

1.5.5長江三峽鏈子崖煤層采空區老空洞探地雷達探測

長江三峽鏈子崖底部煤層采空區的分布及其後期充填情況是評價鏈子崖危岩體穩定性的重要資料，同時也是確定治理工程混凝土承重阻滑鍵布置的重要依據。為此，在充分的地質調查分析基礎上，委託煤炭科學研究總院採用地質雷達技術，利用PD₂、PD₆和PD₁三個勘探平硐對煤層采空區的空洞或充填疏鬆地帶進行了探測，取得了較好的效果。

表1-4奉節動彈性力學參數

地質雷達資料的解釋是靠圖形識別來進行的。具體解釋過程是在資料處理後進行的對比，即對比波在相位、周期（頻率）、同相軸和波形等運動學方面的特點，以及測點間在二維（橫向與縱向）方向上組成的圖形特徵。同時，還應注意到相位的強弱（動力學特點）。圖1-9為PD₂沿線的一段探地雷達圖像，圖中44～61m之間顯示為灰岩分布區，在76～85測點之間出現周期加大，相位改變，呈現明顯弧形同相軸，反映的是煤層采空區。根據采空區的這種特徵所得PD₂平硐的探測成果列於圖1-10與表1-5中（劉傳正，2000）。

圖1-9PD₂Z線雷達圖像（100MHz)

1.5.6金麗溫高速公路崩塌體井內電視探測

由於浙江金麗溫高速公路k81段高邊坡地質條件復雜，岩層破碎，構造擠壓，節理裂隙及斷裂構造十分發育，處於崩塌體范圍內。根據甲方要求對錨索孔B6-5、B6-9、B4-8、B6-16、B6-19、B6-23進行測試，以上各孔孔徑為φ130mm，錨索鑽孔俯角15°。主要查找鑽孔中裂縫（圖1-11）及破碎情況（封紹武實測，2002）。

圖1-10PD₂平硐雷達測線布置與探測成果

1—煤層采空區；2—充填但未壓實的采空區

表1-5PD2平硐探地雷達勘查異常解釋綜合表

圖1-11浙江金麗溫高速路k81段高邊坡（水平鑽孔—干孔）裂縫圖片

參考文獻

段永侯，羅元華，柳源等.1993.中國地質災害.北京：中國建築工業出版社

郭建強，彭成，孫黨生等.2003.鏈子崖危岩體勘查中物探技術的應用.水文地質工程地質

胡厚田.1989.崩塌與落石.北京：中國鐵道出版社

李媛，張穎，鍾立勛.1992.中國滑坡崩塌類型及分布圖說明書.北京：中國地圖出版社

李智毅，王智濟，楊裕雲.1996.工程地質學基礎.武漢：中國地質大學出版社

李智毅，唐輝明.2000.岩土工程勘查.武漢：中國地質大學出版社

李大心.1994.探地雷達方法及其應用.北京：地質出版社

連克，朱汝裂，郭建強.1991.音頻大地電場法在地質災害調查中的應用嘗試——長江三峽鏈子崖危岩體隱伏地質結構的探測.中國地質災害與防治學報

劉傳正.2000.地質災害勘查指南.北京：地質出版社

晏同珍，楊順安，方雲.2000.滑坡學.武漢：中國地質大學出版社

展建設，吳慶曾.1991.跨孔聲波穿透法在探測三峽鏈子崖隱伏裂縫中的應用.中國地質災害與防治學報

張咸恭，李智毅等.1998.專門工程地質學.北京：地質出版社

『柒』 工程地質案例分析

給我你扣扣，我目前正在做一個這個方面的東西

『捌』 因地質問題而失效的水利工程案例有哪些

水利工程的建設主要面臨的地質問題：
1、水庫開發對周邊山體切割導致滑坡；專
2、蓄水壓力作用可能屬導致地震；
3、水庫滲水導致周邊地下塌陷、溶洞等.
水電工程地質存在的問題很多,除了與其他工程類似的區域地殼穩定、壩基、邊坡和地下洞室岩土體的穩定性等問題外,還有庫壩滲漏、水庫庫岸穩定、水庫淤積、濱庫地區浸沒、水庫誘發地震的問題。
一般解決的思路是針對具體的工程地質問題分階段進行專門勘察,並進行穩定性計算和治理設計,然後付諸施工,用工程的方法進行改善.例如邊坡問題,先進行地質填圖調查,然後設計勘探類型和位置,等勘探施工完成後計算邊坡穩定性,如果不夠穩定即進行治理,設計抗滑樁,盲溝等等,最後是治理措施的施工.

『玖』 公路地質勘查岩土的描述示例

岩土工程地質勘查的重點及方法
軟土的勘查方法
軟土地基的勘察重點主要包括：查明軟土的分布范圍，生成環境，埋藏深度、軟土層和表層硬殼、下卧壓縮層的厚度及其分層物理力學性質，軟土底部硬層的坡度，有無排水層次，地下水的埋藏、補給、逕流和排泄條件。
軟土地基勘察應採用鑽探和原位測試相結合的綜合勘探方法。勘探、測試及土工試驗中應重點注意以下幾點：
1)勘探、測試點的布置、密度應根據軟土的成因類型及地層結構、成層條件、硬底橫坡等軟土的空間變化特點確定。如：長江沖積平原、太湖湖積平原等區沉積的軟土多治古湖沼、古河道及暗埋的塘渠分布，且其地表微地貌多被人類活動所破壞，勘探點縱向間距宣控制在5O。左右，在軟土分布界線附近還應適當加密，以准確確定軟土的分布范圍；而在濱海平原區，由於軟土地層成層較穩定，勘探點縱向間距可控制在lOOm 左右。在查明軟土的分布范圍及縱向變化特徵的基礎上進行橫斷面勘探。
2)鑽探、原位測試(主要包括靜力觸探、十字板剪切試驗、應力鏟試驗、螺旋板載荷試驗、動力觸探、標准貫人試驗等)方法的綜合運用應根據地層岩性特點、建築物的類型、規模、基礎型式等情況決定，注意勘探、測試方法的適宜性。如：對於飽和粉土、砂類土，由於採取原狀土樣困難且極易析水，各類指標應以原位測試成果為主。對於橋涵基礎當採用靜力觸探時(單橋靜力觸探為主)，宜配合一定數量的雙橋靜力觸探，而對路基工程應有適當的孔壓靜力觸探孔。對於均質的飽和軟黏土，十字板剪切試驗是獲取軟土抗剪強度指標的合適方法。
3)為更好地發揮鑽探、原位測試綜合勘探的效果，解決兩者在土類劃分、地基承載力等參數取值上的差異，宜在不同地貌單元、不同岩相地段進行鑽探與原位測試的對比試驗，建立其相關關系，並採用載荷試驗校核。

『拾』 軍都山隧道施工地質超前預報實例

隧道施工地質超前預報問題是怎麼提出來的？1985年底，鐵道部專業設計院邀請著者到軍都山隧道現場去看看塌方事故處理工作。著者到現場對軍都山隧道正在施工的掌子面進行了考察，聽取了工地施工人員的反映，當時在2#斜井進主洞處正處於停工狀態，通不過去，要我們給看看能不能過去。我們做了些地質工作，認為前方也不過是4～5m寬的一條斷層帶，可以用緊跟支護的辦法強行通過。他們按我們的意見辦了，結果很快就通過去了。使停工達半年之久的掌子面開始了正常掘進。考察過程中，還了解到這個隧道掘進過程中經常發生塌方、涌水。引起塌方的地質因素是什麼？我們經過分析認為，主要有4個：①斷層；②大節理；③風化的岩脈；④地下水。這就提出了一個問題，有沒有辦法對施工掌子面前方的斷層、節理、岩脈及地下水做出超前預報？我們經過認真考慮以後，認為是可以辦得到的，這就是用地質的辦法作超前地質預報。剛提出這個辦法時，有人講是不可能的。他的根據是什麼？因為20世紀70年代成昆線隧道施工中就曾碰到過這樣的一個問題，塌方、涌水非常嚴重。曾經成立過一個地質預報組，研究施工過程中掌子面前方地質預報方法和技術問題。當時他們的著眼點是什麼？主要是抓前方地質預報的新技術、新方法，結果沒有獲得成功，而預報組變成了搶險組。因為新技術沒有研製成功，預報不了前方的地質條件，塌方、涌水得不到超前控制，塌方、涌水造成的停工不斷產生，一出現事故就把他們找去，研究治理對策，他們的工作內容變成了搶險。地質預報組變成了搶險組，地質預報落了空，成了一個夢想。我們這次又提出了地質超前預報，自然就有人懷疑能否成功的問題了。關鍵在於怎麼作，也就是技術路線問題。當時是議論紛紛，有的說要搞物探，有的說要搞水平鑽進，有的說要搞平行導洞探測。我們分析了各種方法的使用條件和成功的可能性，決定不把這些技術作為主要預報手段，而把地質素描作為主要手段。因為物探方法主要困難在於掌子面形狀太雜亂，搞接觸物探耦合問題沒有辦法解決，非接觸物探精度又不高。再有，斷層帶寬度只要大於30cm，就會引起塌方，而當時物探精度可能測得的斷層帶寬度要大於1.5m，現有物探水平達不到要求測的小斷層條件，所以我們否定了這個技術；鑽探技術問題，日本青涵隧道曾用過，我國大瑤山隧道也曾用過，效果也不是很理想，特別是對施工有干擾，施工單位也不歡迎；平行導洞我們採用過，結果也不理想，原因是有的平行導洞施工進度常落後於正洞，起不到預報作用；即使超前了，預報的精度也不高，後面我們將介紹這方面資料，在此暫不詳述。到底採用什麼方法好？經過比較，還是採用以地質方法預報為基礎，也就是以地質素描為基礎，輔助以風鑽孔鑽速測量、聲波測試等手段開展超前預報工作，這樣，獲得了比較滿意的結果。當時現場要求我們超前預報30m，我們辦不到，根據他們施工所用台鑽車的條件，用兩根鑽桿接起來可以超前打15m深，因此，開始時我們是採用15m深的風鑽孔測試和地質素描資料分析進行超前預報。後來鑽桿接頭沒有了，就採取8m深的風鑽孔測試加地質素描資料分析進行超前預報。工作做得越多，膽子越大。實踐結果表明，5m深的風鑽孔也就可以滿足要求。因為壞的地方擺在你眼前，不需要再作預報，好的地方一次爆破深度也不過2～3m，前方還有2m厚的防護層，基本可以保證施工安全。這樣我們就形成了一套簡易而又非常有效的隧道施工地質超前預報的方法。概括起來，這個方法就是以洞體地質素描為基礎，配合風鑽孔的鑽速測量、聲波測量、壓水試驗等為輔助的綜合超前地質預報方法。

這樣一項工作的經濟效益是非常大的。以軍都山隧道為例，施工的第一年未作地質超前預報工作，5個掘進掌子面停工650多天，占施工日期的40%，就等於兩個掌子面全年停工；第二年我們開始研究預報方法，邊研究邊預報，6個掌子面工作總共停工了129天，僅占施工日期的6%，也就相當於一年裡只有半個掌子面停工；施工的第3年，即1986年7月以後，我們全面地開始了地質超前預報工作，在以後的施工中基本沒有發生大的塌方。下面舉幾個預報成功的實例：

（1）隧道掘進過程中曾遇到一條寬達60多米的F₉ 斷層破碎帶，由於堅持了地質超前預報工作，順利通過施工，沒有發生大的導致停工的塌方。

（2）1986年3月我們對 DK291＋162—DK290＋805段長達270m一段圍岩的類別做出了預報，定為Ⅳ～Ⅴ類圍岩，由於心中有數，施工加快了速度，結果創造了月成洞241m的全國隧道施工記錄。

（3）在隧道DK285＋410地段，我們根據地質素描資料預報前方存在有斷層交匯帶，岩體破碎，建議採用短進尺、強支護的手段進行施工，結果長60m的Ⅱ類圍岩順利通過施工。

上面實例可以說明，隧道施工地質超前預報不僅是可行的，而且是有很大的經濟效益與社會效益。下面簡單介紹一下軍都山隧道施工地質超前預報工作情況。

軍都山隧道長8.46km，是雙線隧道，隧道截面為10.5m×11m。隧道經過地段火山岩佔70%，地質條件比較復雜。隧道經過地段有三個火山口，對隧道所通過地段的地質條件產生了很大影響。但是這個地區的地質構造還是很有規律的，測繪時見到這個地區存在的斷層主要為北西向，少量的是南北向，而東西向和北東向的極少見，在地質圖上沒有顯示。地質圖中編號的斷層共11條，都是北西向的，北東向的僅有節理。這里應該強調地說一句，隧道開挖過程中間見到了大量的、規模不大的東西向的和北東向的小斷層和大節理。這表明地面測繪結果不能完全反映地下的情況。我們第一次去考察時，他們把隧道線路地質圖給我們看了一下，問我們哪些地方在施工過程中會出現麻煩，哪些地方是危險地段。我們根據看到的印象和他們提供的1∶2000的地質圖，當時明確地提出了這條線路上存在5個施工困難地段。第一個是進口處，岩體風化破碎，節理面內夾泥，岩體松動，而且還有少量地下水，這個地段施工時要注意產生塌方；第二個施工困難地段是隧道通過黃土地段，這個地段有地下水，施工時會遇到困難，主要困難是洞壁收斂變形大，洞體成型困難；第三個施工困難地段是小金房溝地段，那裡存在一個斷層束，而且泉水溢出比較多，地勢低，說明岩體破碎，有可能是隧道施工最困難的地段，塌方、涌水都會出現，施工中必須作好預防塌方措施准備；第四個施工困難地段是花崗岩與火山岩接觸帶，這個地方圖上沒有繪出斷層，而在附近畫有一條斷層，這里有不少泉水溢出，而溢出點不在斷層帶上而在花崗岩與火山岩接觸帶上，這兒地形也偏低，地下岩體肯定是比較破碎的，施工通過這個地方時也有可能產生塌方和涌水；第五個施工困難地段是隧道出口處，這兒是由花崗岩組成的，但是有大量基性岩脈穿插，主要為煌斑岩，在這個地區煌斑岩脈風化都比較厲害，而且路邊上也可見到泉水溢出。這個地方也可能出現比較大的塌方，但因為這兒地勢較低，地下水量和水頭都不大，而不會產生涌水。今天，軍都山隧道已經竣工，施工結果證明，當時做出的判斷是正確的，實際上這也是一種預報，是戰略性預報。可以幫助施工單位作好施工搶險准備，避免問題出現時措手不及。在作了上面預報的3個月以後，我們到現場落實地質超前預報研究工作，來到出口段時，這時出口段正好發生了一次大塌方，從地下塌到山頂，塌方產生的原因就是掘進中截斷了一條傾向洞外的煌斑岩脈，這條煌斑岩脈已經風化成泥狀了，開挖過程中首先在洞底出現，施工人員沒有重視，沒有及時支護處理，在放第二炮時就發生了大塌方，主要是上盤部分大量滑塌下來。這個塌方造成停工達1個半月之久。當時工地停工一天損失約5萬元。這次塌方停工造成的損失就達200多萬元。我們目前存在一個問題，施工中出現了事故造成200多萬元損失好像是合法的，為了避免事故提前作一點科研和技術工作，申請一點兒投資那是難上加難，而且先期作點預報性工作，預報准了，避免了塌方，多數是不承認的，因為沒有塌。誰也沒有看見造成什麼損失，怎麼好承認，這是隧道施工地質預報工作的又一難題。實際上這是一個重大認識誤區。以前的施工沒有地質超前預報，對前方地質情況不太了解，掘進帶有很大的盲目性，盲目的掘進就避免不了不出事故。地質超前預報實際上是幫助施工單位查明掌子面前方的地質情況，情況明了，就可以做到有科學依據、有準備、有計劃地掘進，克服了盲目性。實際上施工地質超前預報工作具有隧道施工發展劃階段的作用，也就是由盲目的掘進轉變為有科學依據的掘進。這在軍都山隧道施工中和以後的其他隧道施工中都具有重要意義。

圖9-1 地上與地下節理間距分布對比

圖9-2 2#斜井地段地表和地下節理統計

●節理面開度小於1mm的節理；×節理面開度為1～5mm的節理；○節理面開度大於5mm的節理

上面講到，地面測繪觀察到的地質構造和地下開挖揭露出來的地質構造情況不完全一樣，現在來舉幾個實例說明一下。下面幾個資料是在軍都山隧道工作中取得的，如圖9-1所示，a表明地面測繪統計得的節理間距大約主要為0.7～0.8m，c是在地下統計得的大節理間距主要為1.0～1.2m，a與c的分布規律大本相似；b為地下統計得的所有的節理的分布情況，主分布的節理間距為0.2～0.4m，這是為什麼？b統計的資料中有很大假象，這種小間距的節理實際上是施工爆破引起的。地上、地下節理對比時應採取較大的節理，大節理間距的分布是較相近的。這個特徵我們可以從下面兩張節理統計極點投影圖上看得更清楚。圖9-2的資料說明地表的構造，特別是小小構造，大節理、小斷層，地下見到的與地表見到的不一樣。前面已經談過小金房溝地段，地面見到的斷層僅有5條，而地下開挖遇到的有100多條，斷層帶寬度達2m以上的也有幾十條，這說明它們之間的差別是相當大的。由於有這么多差異，所以我們提出要作施工地質超前預報。施工地質預報工作量很大，說起來容易，實際作起來可不那麼簡單。為了統一管理我們編寫了《軍都山隧道快速施工地質超前預報指南》，有了《指南》施工單位下死命令將地質超前預報納入為一道工序，硬性規定必須貫徹執行。這是一個非常重要的條件，沒有施工部門的配合，方法再好也發揮不了作用。這個《指南》現在已經由鐵道出版社正式出版，鐵道部基建局決定推廣這一技術。應該說這是隧道施工中的一個重大舉措。它將對我國隧道建設事業發揮重要作用。