复杂地质条件下公路隧道工程地质勘探技术分析

高芳芳

（四川大学锦城学院，四川 成都 611731）

1 地质勘探的重要性

1.1 能为工程项目开展提供数据支持

在复杂地质条件下的公路隧道工程项目中，施工前的图纸设计是关键环节，而图纸设计结果应该以施工区域的具体情况为基础，设计人员在充分了解施工区域的地质、地形之后才能进行设计出图纸。所开展公路速调工程地质勘探能够充分了解项目所经区域的水文地质情况，最终为公路隧道工程设计提供可靠的数据支持。

1.2 能够减少安全事件发生

在公路隧道工程项目中时常会有安全事件发生，而通过地质勘探能够显著降低安全事件发生率。例如在部分地区的勘探中发现土层为岩溶地貌，则在施工之间就能及时采取应对措施，选择避开此路段施工中，保证工程隧道的施工质量，降低安全事件发生率。

2 公路隧道工程地质勘探技术分析

2.1 地球物理勘探技术

在复杂地质条件下的公路隧道工程项目中，地球物理勘探方法具有广阔的应用前景，其中以浅层折射地震层析技术以及高密度电法两种技术更为常见，在大部分工程项目中，上述技术都得到了广泛应用，工程经验证明，地球物理勘探方法能够了解目标地区的水文地质、地质构造以及不良地质分布情况，使工作人员能够了解不良地质的形态与分布，最终为工程项目施工提供了可靠的数据支持[1]。

2.1.1 浅层折射地震层析技术

浅层地震层析技术主要是依靠折射波地震探测方法，通过追踪观测系统以及多重相互技术，实现对野外数据的采集。在野外数据采集环节，工作人员可通过工程地震仪进行勘探，根据要求设置24 道或者48 道后，设置的采样数据为：采样率0.125ms，格式为sg2，记录长度512ms，道距为8-10m。

在确定上述处理思路之后，先对地形进行校正，通过检查、对比地震记录后，通过SeisImager 软件读取同一排列中的时间记录，并由此生成时距曲线；根据时距曲线完成时间场数据的反演拟合，最后反演拟合层析的结果就可以直接反映出勘探区域内的地层厚度变化、起伏形态等，根据出现明显变化的位置就应该考虑不良地质的可能。

2.1.2 高密度电阻率法

高密度电阻率法作为一种新型技术，实现了电测深以及电剖面的结合，在地质勘探中，能够通过高密度的布点方法，对不免地区进行多层次的二维点侧面测量，并提取大量数据。与传统技术相比，高密度电阻率法具有测量速度快、精度高的优势，能够短时间内寻找到土洞、溶洞、破碎带等，具有先进性。

在应用高密度电阻率法期间，野外工作中普遍采用40-60 个电极组合测量装置，根据区域范围设置装置之间的点距5-10m，排列长度为300-450m。野外测量数据经过传输系统能够直接上传到计算机中做初步处理，数据转换后就能对地质的相关数据做出推断与解释，尤其是可以完成异常点的检查，保证了各项数据真实性。

在整个技术运用期间，高密度电阻率法的资料在经过计算机处理后，能够完成删除坏点、校正地形以及各式转换的操作；之后通过Res2sinv 软件做二维反演，反演的结果能够转换为surfer 格式，最终成图。在获得图像后，工作人员按照图像上的电阻率变化，对地质状态做出解释。

2.2 遥感技术

遥感技术在不良地质勘探中发挥着重要作用，能够发挥技术本身“快速、多源、广域”的优点完成勘探，成为先导地质选线的关键。

2.2.1 遥感数据的选择

在遥感数据选择期间，需要按照公路隧道工程项目的选线要求来判断不同的遥感数据组合模式，主要可以分为以下几种类型：（1）航空遥感技术。通过美国陆地资源卫星等获得遥感数据，该数据为宏观信息；（2）小比例尺航片，为中观信息；（3）大比例尺航片，为微观信息。其中的关键信息内容如表1所示。

表1 不同选线阶段的遥感数据组合解释

2.2.2 遥感数据的处理

在复杂地质条件下，公路隧道工程地质勘探中所能采集的数据是多元化的，所以为了能够提高数据解译效果，需要通过多种方法来处理遥感数据，这样才能更好的评价施工区域的不良地质情况，其中的关键路径为：（1）在图像绒布盒前，对所有参与融合的单波段图像做降噪处理，争取能够有效改善图像的模糊度。（2）通过主成分分析法，完成色彩融合，并针对若干个波段做全图像的融合。在图像融合之后，图像不仅保证了光谱图像的光谱信息，也具有较高的空间信息分辨率。（3）对融合后的图像做傅里叶变换，在对频域内的图像进行处理后，再将图像转变为具有空间域特性的彩色图像，在这种图像模式中能够充分增强目标区域的构造与岩性特征。

在经过图像处理之后，能够清晰解释施工区域的地质构造情况，具有满意效果。

2.3 地质雷达

地质雷达技术能够通过电磁技术，针对存在于地下的不可见部分进行检测，依靠高频电磁破以宽频带脉冲方式发送到指定位置上，依靠电性差异反射到地面。在这个过程中，若地质存在差异，则电磁波在船舶期间会出现不同形态，这样可以通过检测不同介电常数来判断形态，具有较高的敏感性[2]。

地质雷达技术使目前较为常见的隐蔽探测技术，具有较高的技术水平，依靠自身的高分辨率，根据其发射声波频率变化来判断地质状态。在地质雷达检测应用期间，需要在原始检测技术的基础上通过专业雷达技术来对数据进行加工与过滤。从技术手段来看，地质雷达技术能够通过过滤无效信号以及增强有效信号，也能降低噪音并提高图像分辨率。同时在数据监测期间，还需要做好图像的判断与解释，依靠雷达图像中的地质勘探技术以及图像的正演结果，通过上述方法就能判断雷达获得的图像，最终判断区域是否存在地质风险问题。

3 结束语

在复杂地质条件下，做好公路隧道工程地质勘探成为保证工程项目顺利施工的关键。本文详细介绍了地质雷达技术、地球物理勘探技术以及遥感技术，上述方法能够进一步提高公路隧道工程地质勘探水平，采集详细的地质信息，最终为进一步提高地质检测水平奠定基础。