管道地质灾害防治范文
时间：2023-06-04 10:03:32
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篇1
一、前言
根据国外统计表明，管道在运营期间造成损害的主要原因不再是管材、焊接、防腐以及其他结构缺陷，而是由外力引起的，如洪水灾害、地震、滑坡、塌方以及其他一些意外事故等，外力事故占总数的50%-60%。中缅管道玉溪支线沿线90%以上在山区丘陵地貌敷设，沿线山高谷深、沟壑纵横，地质灾害发育，管道建设及运行过程中势必会受到各种外部因素的影响。因此，在复杂山区地段的管道设计务必要把地质灾害防治作为设计内容的重要组成部分，对各种地质灾害类型做出准确判断并采取切实有效的治理措施，保证管道正常安全运行。
中缅天然气管道地质灾害主要是由于自然因素的和人为的地质作用，导致地质环境或地质体发生变化而形成的，就其管道建设而论，主要是以管道施工等人为作用诱发的地质灾害为主。中缅油气管道玉溪支线沿线地质灾害有滑坡、崩塌、泥石流等类型。
二、地质灾害类型、产生机理及对管道造成的危害
1.崩塌（危岩）
崩塌（又称崩落、垮塌或塌方）：是从较陡斜坡上的岩、土体在重力作用下突然脱离山体崩落、滚动，堆积在坡脚（或沟谷）的地质现象。
崩塌体主要包括四种情况：一是施工前已经自然存在的；二是劈山、修路、开挖管沟过程中产生的；三是爆破引起的震动引起的；四是管道建成后暴雨或地震诱发的。
崩塌对管道的危害：主要是在施工或运营过程中，当崩塌体高空坠落时，可能冲击到管道位置，造成现场人员伤害或管道损伤。
2.滑坡
滑坡是指斜坡上的岩土体由于各种原因在重力作用下沿一定的软弱面（或软弱带）整体地向下滑动的现象。中缅油气管道经过的云贵地区，是我国滑坡灾害的高发区。
滑坡体主要包括三种情况：一是施工前已经自然存在的；二是劈山修路过程中诱发的；三是管道建设后暴雨或地震诱发的。
滑坡对管道的危害是：当管道埋设在滑坡体内时，如发生滑动管道会同步变形，当滑坡体规模较大且滑移严重时有可能剪断管道。处在滑坡影响范围内的管道，在滑坡发生时，将会受到推移或挤压，造成变形或破坏。
3.泥石流
泥石流：是山区沟谷中，由暴雨、水雪融水等水源激发的，含有大量的泥砂、石块的特殊洪流。其特征往往突然暴发，在很短时间内将大量泥砂、石块冲出沟外，在堆积区漫流堆积，造成重大危害。
泥石流形成的三种情况：一是在施工过程中对山体表面的破坏；二是施工后不合理的弃土、弃渣堵塞沟谷；三是作业带扫线是对植被的破坏。
泥石流对管道的危害：当泥石流突然爆发式，可直接冲蚀掉埋设管道的土层，或破坏埋地管道，并可能埋没阀室、阴保设施，摧毁跨越工程、推挤管道等，致使管道受损或破坏。有时泥石流汇入河道，引起河道大幅度变迁，间接毁坏在河道附近敷设的管道及其它构筑物，造成巨大的经济损失。
三、地质灾害各类型的防治措施
管道选线时，对于可能出现的各种地质灾害首先应考虑避让，修改线路路由，彻底规避风险。对于受限无法避绕地段应进行专项地质勘察，判断地灾类型、稳定性及范围，有针对性的制定防治措施保证管道日后运营的安全稳定，同时尽量减少对周围环境的破坏。
1.崩塌（危岩）的防治措施及适用范围
崩塌（危岩）的防治措施主要有坡面喷浆、灌注水泥、挂金属网等。
适用范围：在碳酸盐岩、板岩区，碎屑岩弱风化区，岩体破碎时，容易产生掉块、崩塌，采用坡面喷浆、灌注水泥、挂金属网等措施，防止坡面产生掉块、崩塌。
2.滑坡的防治措施及适用范围
滑坡的防治措施主要有卸载、抗滑桩、支挡等，具体措施应根据滑坡特点制定。对于施工过程中诱发的滑坡一般规模较小，可以采用卸载、支挡的方法进行治理。滑坡段具体的防护措施有挡墙、挡土墙、抗滑桩、削坡护坡等。
适用范围：对于管道建设中挖方段可能诱发的小型滑坡，因其规模小，下滑推力小，采用浆砌石修建内支挡即可；对于对拟建工程危害较大的滑坡或崩塌，因其滑动面埋深大，下推力大，则可采用挡土墙进行支挡。
3.泥石流的防治措施及适用范围
泥石流的防治措施主要有河沟的修整、河床的加固、河岸的防护、斜坡后缘排水、拦砂坝、植树种草，恢复植被等。
适用范围：
3.1拦挡 主要针对评估区内泥石流的治理。对沟岸崩、滑体和泥砂补给源修建拦挡工程，控制泥石流发展；或在泥石流沟中修建拦砂坝，减弱泥石流势能，减轻对下游地区的破坏。
3.2生物工程 主要针对碎屑岩地区或土层较厚地区的活动性冲沟、泥石流形成区。通过沟谷两侧及谷底植树种草，恢复植被，防治水土流失，减少水土流失带来的泥石流物源，控制活动性冲沟（冲蚀）、泥石流沟的进一步发展。
四、中缅油气管道地质灾害治理工程实例
1.崩塌治理实例分析
中缅油气管道工程崩塌治理主要采用主动防护和被动拦挡；主动防护主要有锚杆锚固、主动网防护及凹腔嵌补等治理措施，被动拦挡主要有被动网、拦石墙拦挡等治理措施。对于单个崩塌点治理首先应考虑被动防护治理措施，只有在修建拦石墙、被动网等被动防护措施没有工程治理位置及崩塌体崩落下来解体后块体仍较大时考虑主动防护治理方案。
管道N1点主要为崩塌地质灾害，该崩塌点所处区域为构造侵蚀丘林地貌。崩塌灾害点所在斜坡整体较陡，平均坡度50°；该区域局部，危岩分布在该区域上。斜坡坡顶高程1972m，坡底高程1930m，相对高差42m，斜坡总体坡向231°。危岩区平面形态呈条带状，横向延伸约50m，纵向宽度约10m。该崩塌地质灾害点危岩体在天然及地震状态下处于稳定状态，在暴雨状态下处于欠稳定状态，会发生掉块现象威胁管道施工人员安全及局部大块体威胁管道。该崩塌点无被动防护工程位置故此崩塌危岩坡体上采用“主动网”对该崩塌地质灾害进行主动治理措施。
图1 N1崩塌点地形地貌及治理工程平面布置图
五、总结
通过上述对中缅油气管道工程所涉及的滑坡、崩塌、泥石流等典型地质灾害的类型、产生机理、危害的分析，了解了复杂山区地段地质灾害的发育规律，提出了不同地质灾害点的防治措施及适用范围，逐步完善适合于油气管道工程的防治措施，使地质灾害对油气管道工程的危害降到最低，对今后的长输管道的地灾设计工作提供参考。
参考文献
[1]梅云新、马惠宁 管道地质灾害类型及水工保护问题 2003.11：35-38
篇2
关键词：地质灾害；位移监测；应力-应变监测；管道健康监测平台
我国经济发展使得能源需求量逐渐增加，能源关系到国家未来经济发展和人民生活。为了保障石油、天然气等能源的有效供给，国家建设了大量的管道，但管道在运行过程中面临诸多风险，如地灾影响破坏、人为破坏、机械施工破坏、极端天气影响、自身腐蚀等[1]。我们必须对此类风险进行有效规避，做到提前预警，在线监测，尽早管控，从而保障管道安全平稳运行。华北油气分公司采油一厂红河油田原油集输管道位于甘肃黄土高原沟壑区，地质环境复杂，水土流失严重，生态环境脆弱，自然降雨相对集中，尤其在雨季，崩塌、滑坡、地面塌陷和山洪泥石流灾害极易发生。形成的滑坡体和泥石流极易对原油集输管道造成冲击，导致管道发生变形断裂，从而引发原油泄漏，发生火灾爆炸、污染当地生态环境等安全环保事故，造成重大经济损失。如“西气东输管道深圳12.20”滑坡灾害天然气管道泄漏事故[2]。为有效管控地质灾害影响下原油集输管道风险，本文提出采用滑坡位移监测、管道应力-应变监测、土壤水量水份监测、原油泄漏监测等多技术手段，研究风险监测预警技术，为地质灾害影响下管道风险管控提供科学依据，有效保障原油生产安全，减少经济损失。
1地质灾害风险管控对策分析
1.1影响因素分析
地质灾害主要类型包括自然地质作用和人类工程活动对地质环境的破坏。从诱发因素分析可以分为山体滑坡、泥石流、地面塌陷、土壤盐碱化、土壤荒漠化、降水侵蚀等，对原油管道造成的潜在风险包括管道暴露、管道变形、管道腐蚀等，直接降低了管道的使用寿命，间接引发管道破裂、原油泄漏，最终影响管道安全运行，破坏生态环境[3]。
1.2完善风险管控制度
建立特殊地区地质灾害风险管控和专家分析制度。当埋地管道上方山体发生滑坡险情后，管道企业第一时间按照相应的管理制度，启动应急预案，采取管控措施；地方政府地质灾害防控部门第一时间成立工作指挥部，召集地灾管控相关专家召开应急抢险会议，分析相关信息，供当地政府和应急指挥部决策参考。
1.3建立企地联动机制
地质灾害涉及到山体滑坡、泥石流、大气降水、地震、降雨和融雪、第三方作业等方方面面，在应急处置和事故救援过程中涉及到应急、消防、公安、医疗等众多部门，需要各企事类单位、各政府部门各司其职，密切配合。只有在当地政府的统一领导下，各有关单位整体联动、主动作为、积极应对，才能最大限度地避免或减少地质灾害对管道运行造成的损失。
1.4形成监测预警体系
[4]随着国家“科技兴安”、“科技强安”政策的不断落实生效，运用安全科学技术建立起来的各类监测预警体系正在日益完善。目前，我国地质灾害监测预警网已“网”遍全国，地震、海洋、气象、水文等的监测、分析、预报系统，形成了遍布各地、相互交织的灾害监测、预警网络。针对特殊地区的特定地质灾害，运用监测预警技术、建立监测预警体系，能够从技术手段更加准确、及时、有效地对地质灾害风险进行分析评估、预测预报，第一时间将事故灾害消除在萌芽状态，为政府和企业防治地质灾害，保护人民生命财产提供科学依据和技术支撑。
2原油管道风险监测预警技术
2.1地表位移监测技术
采用GNSS自动化监测方式（图1），对埋地原油管道上覆地表沉降和山移进行实时自动化监测。其工作原理为：各GNSS监测点与参考点接收机实时接收GNSS信号，并通过数据通讯网络实时发送到控制中心，控制中心服务器GNSS数据处理软件实时差分解算出各监测点三维坐标，数据分析软件获取各监测点实时三维坐标，并与初始坐标进行对比而获得该监测点变化量，同时分析软件根据事先设定的预警值而进行报警。
2.2管道应力-应变监测技术
管道应力应变是管道在风险状态下受力的综合表现，监测用以反应管道的力学安全，从而判断地质灾害影响下管道的形变情况，做到及时预警（如图2所示）。其工作原理是：在原油管道表面设置两个支点，固定钢弦，在电流流通过电磁线圈所产生的短脉冲作用下，沿磁场方向发生振动；当支点间的距离发生改变时，钢弦的张力与振动频率也随之变化。监测传感器通过把构件表面或内部的应变转化为钢弦的工作频率变化，从而实现对管道应力-应变的监测预警。
3技术探讨与前景展望
3.1技术探讨
不论是地质灾害风险预警、管道腐蚀检测和监测、原油泄漏检测和监测，对于管道安全运行，能源经济平稳发展都具有非常重要的意义。传统检测方法很多，但存在一些共同不足：检测只能定期开展，耗费大量人力、物力、财力。建立一个实时在线监测系统，对管道进行实时在线连续监测，根据监测采集到的数据，定期对管道进行风险评估，从而预防或减少管道失效事故的发生，这是未来的研究方向。在实际应用中，单纯某一种技术很难使各种不同条件下的管道检测达到满意效果，不同的监测和检测技术应该互相补充，根据具体情况采用不同的方法组织来满足现场生产需要。
3.2前景展望
2003年11月19日，国务院颁发了《地质灾害防治条例》；2013年10月1日，河南科学技术出版社出版了《地质灾害》；2019年12月30日，应急管理部和中国科学院成立了国家自然灾害防治研究院，签署联合共建国家自然灾害防治研究院协议和战略合作协议，国家自然灾害防治研究院正式挂牌。自然灾害防治研究院主要承担自然灾害防治重大政策、基础理论、关键技术、重要装备研究，以及科技成果转化和应用示范等工作。近些年，随着国家对地质灾害防治工作的不断重视以及国家对石油、天然气等能源需要的不断增大，国家和企业对地质影响下的原油管道的风险管控也在不断重视，各项监测预警技术也在突飞猛进，在各油气田企业的应用也将越来越普遍。
参考文献：
[1]韩冷.中国石油长输管道项目代建制管理模式研究[D].清华大学，2017.
[2]魏金洲.关于对天燃气管道安全运行保障措施的探讨[J].中国石油石化，2016(S1):140.
[3]陈俊文.矿山地质灾害成因及防治措施探讨[J].世界有色金属，2019(20):171+173.
篇3
关键词:无人机;地质灾害;泥石流;水电工程
前言
近年来，随着无人机技术的发展，无人机的应用领域不断拓展，已突破原来以军事为主的用途，越来越多地应用于各行各业。如韩文权［1］等对地质灾害监测、应急救援和灾情评估工作中无人机遥感可提供的应用进行了分析，介绍了无人机遥感在重庆市武隆县鸡尾山特大型滑坡救援中的应用。高娇娇［2］等用无人机遥感应用在西气东输管道地质中，阐述了应用无人机遥感进行地质灾害调查的关键技术与方法，论证了航空影像进行地质灾害调查的可行性。吴振宇［3］等通过无人机在地灾调查中的应用特点、意义和关键技术，证明了无人机在地灾灾害调查中的可行性和优越性。周文生［4］等应用无人机在矿山地质环境调查中，验证了无人机遥感技术在矿山地质环境调查中的可行性与有效性，为矿山地质环境调查于监管提供快速有效的技术。李定松［5］应用无人机在地质灾害监测中，研究了无人机技术发展历程与特点，对无人机在地质灾害监测中的应用进行阐述。尹鹏飞［6］等应用无人机在震后灾情调查中，完成了以四川省绵阳市安县等为重点的次生地质灾害调查和灾情评估。张启元［7］等应用无人机航测技术在青藏高原地质灾害调查中，建立了一套适合高原特殊地理环境下的地质灾害遥感调查、监测技术流程，提高了地质灾害遥感调查、监测的工作效率，表明无人机在青藏高原地区地质灾害遥感调查工作中具有明显优势。肖波［8］等应用研究无人机低空摄影系统在泥石流地质灾害应急中，介绍了无人机在地质灾害应急调查与监测中所发挥的重要作用。梁京涛［9］等利用无人机并结合野外调查，开展了汶川震区绵竹市走马岭泥石流的发展情况，并进行分析评价。
1无人机在水电中的应用
我国西南地区水电能源蕴藏量丰富，但西南地区多属高山峡谷地貌，地质条件复杂，地质灾害多发。工程地质人员工作区域通常山高路险、交通不便，同时植被发育、通视条件差。尤其是雅鲁藏布江下游河段、金沙江中上游河段、雅砻江中上游河段等未来水电开发的热门地区相应问题将更加突出。无人机在水电行业中也逐步开始使用，但主要用于地形测绘、遥感、环水保、库区巡视等用途。雅鲁藏布江下游河段、金沙江中上游河段、雅砻江中上游河段等地区，人迹罕至、地形条件极其复杂、自然环境极其恶劣，依靠人力开展重要地质现象调查极其困难，即便能开展调查的区域也通常难度巨大或存在安全隐患，地质调查工作存在诸多困难和制约因素。鉴于无人机具有快速机动、操作简单、使用成本低、危险性小、能获取高分辨率影像数据等优点，对于高山峡谷、植被发育地区、高寒地区等人力难以工作的地区适应性强，同时利用无人机加载的外部设备也可以获取地质专业所需资料。这对无法展开现场地质工作或开展地质工作难度巨大的地区如何有效获取地质资料具有十分重要的意义，以此解决人力无法开展地质调查的现状，弥补完善地质资料，满足工程需求。
2无人机航摄系统基本特征
本次应用试验时采用购买的大疆S1000无人机。
2．1安全稳定大疆
S1000无人机采用V型8旋翼设计，在提供充裕动力的同时做到了动力冗余，配合DJI飞控使用时，即使某一轴被意外停止工作也能最大幅度保证飞机处于稳定状态。机身板内部集成了含DJI专利同轴接头的电源分布设计，高效、可靠、安装方便，用户不需要做任何焊接工作;主电源线选用AS150防火花插头与XT150的组合。从中心板到机臂、起落架等多处均使用全碳纤维材料，系统在低自重的基础上做到了最高的结构强度。
2．2便携、易用
所有机臂均可向下折叠、配合1552折叠桨，可使整机运输体积最小化，方便运输携带。用户只需抬起机臂、锁紧机臂卡扣、给系统上电，就使S1000进入了飞行就绪状态，大大缩短每次飞行的准备时间。中心架在提供3组XT60供电插座的同时，还预留了8处设备安装位，系统安装变得更简单整洁。
2．3操控性
所有机臂采用8°内倾和3°侧倾设计，可使飞行器在横滚和俯仰方向更加平稳、在旋转方向更加灵活。力臂内置40A高速电调、使4114pro电机在配合1552高效折叠桨工作在6S电源时，获得单轴最大近2．5kg的强劲推力输出，充足的动力会让用户更加随心所欲。2．4其他云台安装架下移设计，集合系统标配收放起落架，给镜头以更广阔的拍摄视角。整机自重约4kg，最大起飞重量约11kg，可轻松搭载5D级别全套拍摄设备，在配合6S15000mAh的电池时，可获得长达15min的续航时间，有效作业时间约12min。
3大桥沟泥石流基本地质条件
大桥沟位于雅砻江左岸，为雅砻江一级支流，沟口位于拟建官地水电站大坝下游约3．5km处，沟口堆积扇扇缘长约400m，扇轴长450m左右。流域总体近南北向展布，南宽北窄，略呈矩形，南北长21km，东西宽14．5km，流域面积约170km2，其中汇水面积147．889km2，占流域面积的86．96%;主沟纵长为26．12km，纵坡坡降为97．06‰。流域四面均为由近3000m及3000m以上中高山所形成的分水岭，其中东侧以北西向牦牛山为分水岭，与安宁河流域相隔。南、北、西侧为与雅砻江主流或其次级支流的分水岭。源区最高海拔约3720m左右，沟口高程约1200m，高差约2500m。主沟两侧支沟众多，呈明显的“树丫”状结构。大桥沟流域内地层呈近SN～NNW向展布，从东至西出露地层主要有印支期斜长花岗岩及花岗闪长岩(r051)、三叠系上统白果湾群(T3bg);上震旦系观音崖组(Zbg);上震旦系灯影组上段地层(Zbdn1);松林杠群玄武岩组(SLG);志留系下统龙马溪组(S1l);志留系中统石门坎组(S2S);泥盆系中统(D1－3)及石炭系中统威宁组(C2w)等。大桥沟沟流域内植被总体茂盛，且以针叶阔叶混交林及高山灌木丛为特点，覆盖率达90%。
4无人机航摄成果
4．1地质要素获取
利用无人机和地面辅助测量手段，获取相关照片影像和定位信息流。同时，以图像处理技术、空中三角测量技术、摄影测量技术和图像识别技术手段为依托，利用无人机影像后期处理软件(如PIX－4Dmaper、Photoscan等)初步获得全景地形地貌景象图、三维地形等地形地貌和地质信息。本次以官地电站大桥沟泥石流沟口泥石流为依托，应用无人机技术，开展大桥沟沟口泥石流的应用试验，利用后处理软件(Photoscanpro、GOCAD等)，利用官地大桥河沟泥石流进行三维立体空间真彩色模型进行地质边界的获取，生成生产需要的工程地质平面图、工程地质剖面图、三维地质可视图和解译分析。
4．2航摄成果根据无人机航摄，取得官地大桥沟泥石流航摄图(见图1)、利用官地大桥河沟泥石流航测照片生成工程地质地形(见图2)、工程地质剖面(见图
3)、GOCAD三维模型(见图4)。
4．3航摄解译成果分析
地质灾害作为一种特殊的不良地质现象，无论是滑坡、崩塌、泥石流等灾害个体，还是由它们组合形成的灾害群体，在图像上呈现的形态、色调、影纹结构等均与周围背景存在一定的区别。地质灾害解译基于灾害类型的地学原理及形态特征进行识别，需对地质灾害有基本认识。泥石流判读主要通过沟道内松散固体物质的辨识获得;崩塌表现为陡直的后壁及下部的堆积物;滑坡多呈花斑色调特征较为明显。识别地灾类型后，在图像上按照灾害体各要素的形态特征圈出边界。最后可获得更加准确的灾害置、边界及面积等基础资料，以指导地灾防治工作。(1)通过解译，试验区地质灾害主要有泥石流、崩塌、斜坡变形破坏等类型;(2)泥石流沟口有新冲出物，厚度不大，方量不大。两侧山体总体稳定，植被覆盖较好，渣场稳定，渣场坡脚未见明显淘刷，但沟壑仍见下切迹象。冲出物来源以物理类型居多，受风化卸荷影响，坡面发育有松散的崩坡积物，汛期易随地表水冲出，坡脚和两侧山坡坡面都可明显易见。另外物质来源主要为人类活动(修筑道路弃渣)所致;(3)右岸发育的一崩坡积体，受前缘切脚影响，边界有变形迹象，尤以上游侧边界变形较为明显(见图5)。初估该部位方量不大，物质组成以崩积的块碎石为主。可以利用三维模型进行方量估算;(4)根据大桥沟沟口泥石流发育情况推测沟内泥石流总体不活跃，若有效采取多种工程措施和生物措施，在流域内对山水林田统一规划，综合治理，将极大地减少泥石流的危害。
5地灾灾害复核
大桥沟流域物理地质现象类型多，除正常风化卸荷外，崩塌、滑坡及泥石流均有分布，不过以崩塌为主，其中以大桥沟沟口～小河沟沟界处河段最为普遍，段内崩塌落石发育，再加之修筑公路后，进一步导致开挖路堑边坡崩塌范围扩大，目前尤其在大桥沟右岸山坡崩塌落石较普遍。调查区基岩内的地下水总体不发育，沟内水流主要靠大气降水补给。大气降水部分顺坡面流入沟中，大部分渗入崩坡积物中形成孔隙水。斜坡坡面崩坡积中的孔隙水是保证冲沟常年流水的主要源泉。大桥沟内人类活动较频繁，主要表现为修筑山区公路。地质灾害复核成果与无人机航摄解译成果基本一致，验证了无人机在水电工程地质调查中是可行和有效的，无人机可以开展地质灾害调查等。
6结论
(1)试验应用证明，无人机具有成像分辨率高、数据获取灵活等优点，无人机在水电工程地质调查方面亦有较大的发展空间;(2)应用试验解译结果与实地调查结果较吻合，验证了无人机在水电工程地质灾害中的可行性与有效性;(3)根据大桥沟沟口泥石流发育情况推测沟内泥石流总体不活跃;(4)今后可以利用间期飞行成果，对泥石流沟口堆积情况进行对比分析，分析和评估泥石流发展趋势。
参考文献:
［1］韩文权，任幼蓉，赵少华．无人机遥感在应对地质灾害中的主要应用［J］．地理空间技术，2011，9(5)．
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［3］吴振宇，马彦山．无人机遥感技术在地质灾害调查中的应用［J］．宁夏工程技术，2012，11(2)．
［4］周文生，吴振宇，刘海燕．无人机遥感在矿山地质环境调查中的应用［J］．地下水，2014，36(2)．
［5］李定松．无人机在地质灾害监测中的应用［J］．北京测绘，2015(4)．
［6］尹鹏飞，尹球，陈兴峰，等．无人机航空遥感技术在震后灾情调查中的应用［J］．激光与光电学进展，2010．
［7］张启元．无人机航测技术在青藏高原地质灾害调查中的应用［J］．青海大学学报(自然科学版)，2015，33(2)．
［8］肖波，朱兰燕，黎剑，等．无人机低空摄影测量系统在地质灾害应急中的应用研究［J］．价值工程，2013．
篇4
关键词：地质勘察技术；岩土工程；新技术
中图分类号： U582 文献标识码： A
1、前言
岩土工程是与工程建设相关的关键性技术，其中基础地质勘察技术是岩土工程的基础。我国的岩土工程最初以地形测量、工程地质和水文地质的工程勘察技术发展而来，经过长期的发展以及经验的累计，岩土工程已经逐步在我国建立起来。在我国建立的岩土工程技术中，地质勘察技术、岩土工程的施工和施工的检测必须紧密结合。其中基础勘察工作制岩土技术的基础。
基础地质勘察技术的主要工作是对区域地质进行调查和基础地质进行研究，为工程的施工设计提供勘察成果和岩土的参数，对工程安全的作用至关重要。虽然随着经济的发展，勘察的技术得到了显著发展。现阶段我国的地质勘察技术已经能够承担高层建筑、地下工程以及海上平台、核电站等工程的建设，但是由于我国的勘察技术市场没有合理的约束，所以我国的勘察技术存在着勘察水平不均、勘察的可靠性不足等问题[1]。基础地质勘察工作的内容包括现场探测、原土取样、室内试验以及现场原位测试等多方面。由于岩土工程中勘察技术中的设备、方法和仪器都得到了提高，所以勘察技术也得到了有效的提升。传统的地质勘察技术并不在足以应付现代大型工程的设计要求，因此的对基础地质进行勘察的过程中，必须使用更有效而且更科学的技术进行基础地质的勘察。而且在地质勘察的过程中，必须严格按照国家有关标准进行测定，以保证勘察结果的客观有效性。合理的勘察结果对工程的建设具有重大的意义[2,3]。
2、基础地质勘察方法与技术
2.1基础地质勘察方法
在经过长期的探索和实践之后，关于基础地质勘察方法逐步形成了标准化和程序化。程序化可以有效的缩短基础地质勘察的时间，从而解决成本。在现阶段的基础地质勘察的主要方法包括工程的士的测绘、工程地质的勘探、工程地质实验以及工程地吃的长期观测，通过进行程序化的勘察之后形成完整的地质勘察报告，为工程建设的发展提供参考[4]。
2.1.1基础地质测绘
基础地质勘察中的的测绘工作是勘察工作的重点。测绘工作主要永远调查地质条件的表面分布，以及地质条件的地下分布。通常采用计算机建模的方法进行描绘，并且从宏观上对工程地质条件和演变规律进行研究，以了解当地的地质发展的长期情况。
2.1.2基础地质勘探和基础地质试验
基础地质勘探主要是确认工程条件下的地下分布规律。主要的勘探工作有工程物探和工程钻探。在地质勘探的工作中，既需要对整个地质进行线上的描绘，以确定在测绘基础上覆盖层等地下层的分布情况。同时需要对岩土的情况进行探测，对工程下岩土的物理学参数进行确认。钻探也是了解工程地质条件的方法之一，为室内试验提供样品，并且为原位试验创造可行的条件，是勘察必须的方法之一。
通过基础地质实验可以对岩体结构、结构面、力学等情况进行详细的说明，这些质变对岩土工程有重要的参考依据。因为这些地质试验能够有效的确定地质的力学参数，通过子钻孔技术、试坑和竖井等技术可以对地质进行力学试验。
2.2.3长期观测
因为地质条件并不是一成不变的，随着地下水、雨水或是其它的自然灾害的影响，会对地质结构产生明显的影响。通过长期的测定，了解自然规律对地质结构的影响，形成模型进行预测和计算，可以了解较长时间的地质发展情况。并且长期的观测也可以对突发性的工程危害进行观测。
在通过上述的方法得到基础地质的相关参数，包括地下层的分布情况、岩土参数、自然环境影响因素等数据可以进行总结，对岩土物理学指标进行真理和树立统计，并且对工程地质计算和图件汇编的结果对勘察报告进行编写。编写的过程要按照相关的规定，而且勘察的每一处单项都需要编写单项报告，并且根据验收意见进行修改和完善[5]。
2.2岩土取样技术
在地质勘察过程中，对岩石的取样并进行力学参数的测定是了解工程地质的主要步骤之一[6]，在整个岩土工程中占据重要的地位。但是对于岩石取样的结果来说，因为钻探取样的过程会对岩石进行扰动，从而造成测试结果发生影响。而且岩土结构并不均匀，所以取样岩石技术是否能够代表整个地质岩土还存在着争论。
在地质勘察的过程中，原位试验能够快速的进行测试，但是经过取样后的室内测试能够对岩土进行全方位的测定，从而得到岩土的参数，包括粒度、密度、含水量等。这些能够对于岩土工程有较大的物理学意义。
但是取样过程并不简单，如何能够取得具有代表性的岩土是工程技术的难点之一。有些工程会采用单层岩心管进行深层采样，但是这样对土样的扰动比较明显。对于取样的的工作，我国已经发行《原样取样标准》和《原装取土器标准》，对勘察过程中的岩土进行规范化说明。而且这些标准既与国际接轨，照顾到国际工程；也和我国国情联系比较紧密。
在基础地质勘察技术中所使用的钻探技术已经有相关的说明，在《原状土取样标准技术》中已经介绍。但是这些标准与矿山等工程的钻探技术有所不用。
2.3室内试验技术
在对岩土样品进行取样之后，要对取样进行力学参数的室内测试。但是由于未及时开样测试或是不按照操作规范，则会造成测试的参数不准确。比如在对土试样进行测定的过程，如果饱和时间没有达到，则测试的结果会有较大的偏差，这样会造成岩土勘测报告的准确性下降。这样所产生的结果会对整个工程造成影响。
因此为了保障室内测试结果的可靠性，则必须对送达的样品进行及时有效的测定，并且按照国家的荷香标准和规范进行测定。针对岩土物理学性能的室内测试，是为岩土工程进一步发展的重要参数。
2.4原位试验技术
原位试验技术是不讲岩土取出，而直接对岩土参数进行测定的技术。原位试验技术能够及时准确的了解岩土相关的物理学参数，而且不会受到扰动和时间的影响[7]，因此近年来受到国内外的广泛关注。
在对岩土结构进行参数测定的过程中，取出然后进行室内测试会对岩土中的含水量、压缩模量和密度的结果产生误差。为了保证原位试验的准确性，可以采用旁压试验的方法测定深层的土的参数、用放射性同位素法测定砂土的重量和耗水量以及用剪切法进行鹅软石的参数测定。关于原位试验技术的标准，在《岩土工程勘察规范》已经进行了较为详尽的说明。
3.4地质勘察新技术
除了上述的集中相对传统的地质勘察技术之外，物探技术也用于地质勘察中。物探技术的发展是随着工程地质的发展而发展起来的，而且具有检测快速、效果明显，通过仪器测定对探测对象不造成损伤的优点。因此物探技术也可以应用于岩土工程中的基础地质勘察。由于电子信息技术的不断发展，物探技术探测也不断的发展。下面介绍几种用于地质勘察的物探技术。
地震雷达技术最初用于矿井试验，在上世纪七十年代被引进之后用于工程地质的研究。这是一种利用高频脉冲探测地层分布的勘察技术。通过发生天线发生脉冲电池波后，遇到电性差异的界面会发生相应的反射和散射现象，通过一定的物理技术方法对所接收的波进行分析以确定不同界面，从而建立地层结构的模型，并且知道地层的厚度。
地震波CT技术最初用于石油勘探工作，是今年来发展的一种重要的技术，随着计算机的发展和算法的提高，地震波CT技术逐渐的用于岩土工程的基础地质勘察中。这种方法的原理是利用人工激发向不同方向激发产生的地震波，在不同的地质条件下采用激发和接收点的排列，并且利用波动的形态反演计算，从而得到工程技术中的波速分布情况。在三峡工程永久船闸卸荷影响带的探测中曾经用到地震波CT技术。通过该技术的应用获得在船闸影响下的波速分布参数，并且建立了地质构造和稳定性的模型，从而得到永久船闸对地质的影响参数。
电法勘探是以岩土的电性差异为基础的勘察技术，随着仪器和软件的发展，电法勘察被用于工程地质的许多领域。在进行电法勘察后，可以得到地质中的土层扰动、断层破碎带和岩溶进行勘察，检测结果相对准确。
GIS（地理信息系统）与RS（遥感）技术也用于地质勘察技术中。主要对城市的地质情况以及城市化进程的影响进行勘察，从而对城市的建设和治理工作进行有效的指导。
地质勘察技术并不是一层不变的技术，也是随着时代和技术的发展不断发展的技术。在对岩土工程的地质进行勘察的过程中，可能采用多种方法同时进行，综合得出地质勘察的参数，以提高勘察的精确度，对工程的安全性、稳定性预测提供尽量可靠的参数。但是在勘察技术的选择中，并不是采用的勘察方法越多技术越先进越好。在对地质进行勘察的技术选择中，要考虑到勘察技术的经济性，选择的技术要能够进行互补，并且在勘察时要充分的利用经验和理论进行指导。
4、岩土工程中地质勘察技术的应用与发展趋势
4.1 地质勘察技术应用
地质勘察技术首先是应用于岩土工程的勘察技术，因此在勘察的过程中，能够了解工程地质的相关信息，对水资源的查明、国土开发政治、水坝选址、、城市的建设与规划等方面有着重要的意义。通过勘察技术了解地质分布、岩土信息和开发现状，能够对与国民生产有关的岩土工程提供详细的地质信息。而且在岩土工程中，基础施工和基础处理的要求使勘察技术得到广泛的应用。地质勘察技术的使用，能够对地基进行分析，从而为岩土工程的基建工程提供参数。
基础地质勘察技术对岩土工程地区的地质灾害防治也能够起到良好的作用。由于我国属于多山国家，地层岩性复杂，构造运动多变，所以我国的地质灾害频发。地质灾害的分布广，危害严重，只有进行地质灾害的勘察、检测和防止才能够使地质财害的影响降到最低。地质勘察技术的应用，可以有效的认识岩土工程地质情况，从而对地质灾害的预测提供地质参数。
4.2地质勘察技术的发展方向
随着我国的经济不断发展，对基础建设的要求不断提高。尤其是近几年国家对嚼用基础建设进行了空前的投入，对交通运输状况进行有效的改善。这种情况为基础地质勘察技术的发展提供了前所未有的机遇。通过大量的资金投入、大量的工程经验、勘察新技术的使用、勘察咨询行业的兴起能够使我国地质勘察技术得到长足的发展。天然气的作为一种清洁能源，利用率会越来越高。我国城市天然气发展速度加快，城市对天然气管道的需求会大大增加，这样的情况对地质勘察技术发展具有相当重要的作用。在这样的情况下，了解浅层地质信息以不保证管道工程的建设，可以积极发展深尺无线勘测技术，从而对地质勘察新技术产生积极的作用。岩土工程中的挖掘技术在隧道技术的广泛应用，也促使地质勘察技术不断发展。
新技术的使用，会带来地质勘察技术的革命性发展。比如纳米材料技术和机器人技术的使用，能够进行多功能勘察，及时方面的了解地质情况，为勘察技术的发展带来的良好的前景。勘察技术的发展与社会的发展需求、资金的投入和新技术的发展息息相关，勘察技术的发展，会逐步实现智能化、机械化，并且与工程地质和地质灾害防治等更好的结合，以实现地质勘察技术的合理化使用。
5、结论
岩土工程中的基础地质勘察已经取得了长足的发展，而且相应的规范化已经建立。但是在勘察的过程中，还是要根据已有的规范进行勘察并且撰写勘察报告，为后续的工程发展提供数据支持。大力发展岩土工程中的基础地质勘察技术，对勘察技术进行创新，使地质勘察技术能够更好的服务于国民生活，在岩土工程建设和地质灾害防治方面起到作用，是地质勘察工作者的责任使命。
6、参考文献：
[1] 顾宝和.岩土工程勘察技术现状及发展问题述评.工程勘察，1998，(4).
[2] 邓伟军.基于岩土工程勘察工作中若干问题的探讨[J].中国水运(下半月, 2009, (1).
[3] 王若锋，贾志强.浅谈岩土工程勘察中应注意的问题[J].中国勘察设计,2009， (2).
[4] 陈俞佐.浅谈岩土工程勘察的基础技术问题[J].中国科技纵横.2010(8)
[5] 张在明.国内外工程勘察行业发展水平及趋势的研究.全国建筑工程勘察科技情报网建网十五周年综合科技情报交流会论文选集.济南：山东省地图出版社，1993.
篇5
关键词：岩溶；软弱围岩；施工工艺
Abstract: the design and construction of tunnel geological conditions are closely linked, because of the influence of tunnel construction by the geological conditions is bigger, construction technology in different hydrogeological conditions will also have a larger difference, according to different geological conditions must have the corresponding construction method suitable to, otherwise easily lead to various geological problems, threatening the safety of construction personnel, also is a great waste of national resources. According to the experience of many years of tunnel construction in Karst and soft surrounding rock of the two common special hydrogeological conditions of the tunnel construction method introduces.
Keywords: karst; soft rock; construction technology
中图分类号： U45 文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
1岩溶地区
1.1岩溶
岩溶是施工过程中很常见的一种地质环境，岩溶主要发育在一些酸性地下水含量丰富且以可溶性岩石为主的地区，目前我们已经对岩溶有了一种比较科学的定义：岩溶作用是指地表水和地下水对地表以及地下可溶性岩石所进行的以化学溶解作用为主，机械侵蚀作用为辅的溶蚀作用、侵蚀--溶蚀作用以及与之相伴生的堆积作用的总称。岩溶亦名喀斯特（Karst）。
1.2岩溶地区的施工难点
由于地下岩溶水的活动，在岩溶地区修建隧道，一旦穿透高压岩溶管道水，或者遭遇漏斗、落水洞等岩溶形式，就容易造成大量突水，有时会携带泥沙喷射，严重影响了施工质量和施工进度，有时还有淹没坑道，威胁着施工人员的人社安全。另外，在施工中遇到大溶洞时，在洞中高填方或桥跨施工困难，造价远高于常规施工，有时为了避免这些问题的出现还要另辟新道，严重影响工期的同时还会造成不可估计的经济损失。
1.3岩溶隧道施工关键技术探讨
1.3.1岩溶隧道超前地质预报技术
岩溶隧道与常规隧道的差异主要有以下几个：（1）岩溶地质条件不同于一般地质，存在很大的不确定性与复杂性（2）地质勘察目前的勘测水平以及从业人员的科学素养未达到对岩溶地质条件的全面认识；（3)岩溶隧道地质灾害危害性特大，容易导致特大安全事故。正是由于岩溶隧道如上的特点，我们在隧道施工时，要对岩溶的发育规律、形态等多方面的影响因素有一个宏观全面的了解，为了搞清这些影响因素，目前的解决办法一般是通过超前地质预报的手段。
岩溶隧道综合集成预报方法组成如下：1)长距离预报：用TSP203地震波法进行长距离预报（一般是100m至200米），每隔50或100米进行超前地质探测，前后两次超前地质探测的重叠范围要达到一定的标准，提高所的成果的准确性。2)中距离预报：距开挖面前方30m～100ITI，用HY-303防爆红外探测仪进行进一步探测分析，其目的是探测前方围岩的含水构造情况。3)短距离预报：距开挖面前方30m内，在长、中距离预报的基础上，结合前期的成果，采用掌子面编录法进行更准确地预报。利用地质雷达进行超前预报时，在前方岩石完整的情况下，可以预报30m的距离，在前方围岩不完整或存在构造的情况下，预报距离小于10m。4)超前地质钻孔：超前地质钻孔主要是对TSP203法、红外探测进行验证。
1.3.2 岩溶及岩溶水处理
岩溶隧道施工时，根据设计方案的有关资料和现场超前地质预报成果，应尽量查明岩溶类型、发育程度、分布情况、岩层的稳定性和地下水的流向情况，然后可按照岩溶对隧道的影响程度和现有的施工条件，提出切实可行的治理意见并进行实施。处理岩溶水的时候，我们要坚持“宜疏不宜堵”的原则。“疏”就是要保证在施工过程中要尽量维护岩溶水的径流和渗流路径，保持地下水的原始循环和储存状态。岩溶的处理方法并不固定，应根据岩溶洞穴大小及溶洞与隧道的地理位置关系选择不同的处理方式。通常可采用的方法是跨越和堵填等措施。
1.3.3 岩溶隧道的监控量测及反馈施工技术
岩溶隧道监控量测有两个特点：1)支护段的安全监控。除了按现有规范规定进行安全监控外，对有溶洞或有暗河影响的位置做特殊监控方案，加强安全监测。2)为未施工段的施工提供信息化监控数据，反馈指导施工。反馈施工的步骤如下：1)地质力学模型建立。2)通过对没有岩溶影响的断面量测数据反分析围岩的岩体力学参数。3)通过超前预报手段理清溶洞的几何参数与力学参数。4)根据反分析得到的围岩的岩体力学参数、溶洞的几何参数与力学参数，运用数值分析的手段确定未施工段的加固方案。
2 软弱围岩地区
2.1软弱围岩
软弱围岩通常指的是承载能力低、岩质软弱、节理裂隙发育并且结构呈破碎状的围岩。软岩主要是第四系的全新、更新及中更新的破残积土，其范围有江河湖岸及池塘冲积和淤积层，还有水田、新老黄土、溶洞充填物及风积砂等。
2.2软弱围岩隧道工程的特性
当隧道变形明显和数据比较大时，它的位置和开挖掌子面相距20—30m，而且在4—7天内连续发生变形速度较快及剧烈的现象；当进行初期的开挖时，掌子面的水量很小或
者没有水，当开挖到后期时，雨后及雨天的支护表面出现了比较严重的渗漏水现象，这时支护也就出现了收敛及沉降；其变形段是先沉降增大，随后出现了收敛增大的现象；通常在拱顶及拱腰处会出现纵向开裂的现象，每当围岩出现变化的地段就会环向开裂，收敛处会发生钢架扭曲，混凝土开裂脱落，并且支护鼓包现象；变形的周期一般比较长，在衬砌前，都没有达到稳定的状态。
2.3关于软弱围岩隧道的施工方法
2.3.1软弱围岩隧道施工的原理及方针
软弱围岩隧道施工基本原理为新奥法原理，它所指的是新奥地利的隧道施工方法，也能够叫做锚喷构筑法，它主要包括锚喷支护、光面爆破及围岩量测三大要素；软弱围岩隧道施工的方针为管超前、短进尺、严注浆、紧封闭、强支护及勤测量；根据不同级别的软岩，制定相应的开发方法，从而保证初期的支护及时落底并封闭成环，以确保初期的支护具有承载能力。
2.3.2超前地质预报
在隧道开挖之前，应该对隧道地质进行超前预报，对掌子面前方围岩及地层情况所作出地超前预报，软弱围岩隧道的施工经常会遇到设计的地质与实际地质条件不相符的情况，对隧道施工前方地质条件进行准确预报是隧道建设中所迫切需要的，也是确定隧道工程施工方案及对策的关键，更是隧道工程施工的安全前提，关于超前地质的预报，现在最常用的是物理勘探的方法。
2.3.3超前加固
围岩结构松软破碎的浅埋隧道洞口段，洞身两侧存在偏压，部分工点围岩地层地下水位高，围岩裂隙水压大，围岩松软和破碎段洞身开挖后的自身稳定性受地下及围岩裂隙水压的影响比较明显。在洞口段边仰坡开挖中，极易发生边仰坡滑塌，边坡推移等险情，导致无法正常进洞。经过大量的工程实践确定，通过对隧道拱部和洞身两侧围岩进行超前加固，既可保证安全进洞，也节约了土地资源，实现了环保要求，是目前常用的围岩加固方式。
3结语
隧道工程的建设与地质条件密切相关，除了必须熟知一些常规的隧道施工技术之外，为了保障工程的安全性和经济效益，我们必须对一些特殊地质条件下的隧道施工工艺有所研究，才能最大限度地实现安全与效益共赢的目标。
【参考文献】
【1】罗琼．岩溶隧道施工技术[J]．铁道工程学报，2005(3)：65—71．
【2】章仁辉，王成、隧道工程[M]．重庆：重庆大学出版社，2001
