复杂地质条件下岩土工程勘察技术的运用分析

引言

岩土工程勘察是工程建设的前提和基础，其成果直接影响工程设计的安全性、经济性和可行性。随着我国基础设施建设的快速发展，工程选址逐渐从简单地质区向复杂地质区延伸，如西部山区的高陡边坡、沿海地区的深厚软土、西南地区的岩溶地貌等。这些复杂地质条件具有岩土体结构破碎、物理力学性质差异大、地质灾害隐患多等特点，传统勘察技术难以全面、准确地揭示地下地质情况，易导致勘察成果失真，给工程建设带来安全风险。

一、复杂地质条件的特征及勘察难点

1.1 主要复杂地质条件的特征

以碳酸盐岩为主要地层，存在溶洞、溶沟、暗河等岩溶形态，岩土体完整性差，空隙率高，易发生地面塌陷、突水突泥等问题。其地质特征表现为空间分布随机性强，岩溶发育深度和规模难以预测。多分布于沿海、河流三角洲地带，软土层厚度可达数十米，具有高含水率、高孔隙比、低强度、高压缩性等特点，地基稳定性差，易产生不均匀沉降。常见于山区工程，边坡坡度大，岩土体受风化、卸荷作用影响显著，存在滑坡、崩塌等地质灾害风险，坡体内部裂隙发育，结构面控制边坡稳定性。由断层活动形成的破碎带，岩土体以碎块石、角砾为主，胶结差，透水性强，力学性质差，易成为地下水通道，导致地基承载力不足或诱发地质灾害。

1.2 复杂地质条件下的勘察难点

复杂地质条件下，地下岩土体分布不规则，传统钻探方法难以全面覆盖，易出现 “一孔之见”，导致对地质结构的判断偏差。单一勘察技术难以应对复杂地质的多样性，如物探技术在岩溶区可能受地下水体干扰，原位测试在软土区可能因土体扰动影响数据精度。复杂地质条件下地质灾害诱因复杂，如岩溶区塌陷与地下水动力条件密切相关，高陡边坡失稳受降雨、地震等多因素影响，难以通过常规勘察准确评估风险。不同勘察技术获取的数据存在差异，如钻探与物探结果可能矛盾，需要专业人员综合分析，否则易得出错误结论。

二、复杂地质条件下主要岩土工程勘察技术的运用

2.1 钻探技术的运用

钻探为获得地下岩土体的实物样品的主要技术，复杂的地质条件要选用适应的钻探技术进行钻探，适合岩质地层，用钻头旋转凿破岩石，采取岩芯，以此判别岩层完整性、岩性变化以及裂隙发育等特征。对于断层破碎带勘察，选取金刚石钻头以提高岩芯采取率，并根据岩芯描述分析破碎带的物性组分以及胶结程度。

浅层松散地层适用。利用钻头冲刮切岩土体，进尺速度快。深厚软土区采取套管护壁冲击钻探，避免孔壁坍塌，捞取软土样品室内试验测定其物理力学指标。在岩溶发育地区或复杂结构部位，采取定向钻探控制钻孔轨迹，追踪疑似岩溶发育地段或断层，查明其分布空间。如某岩溶隧道勘察中，通过对其中一处采取定向钻探，发现物探未识别的 3 处小型溶洞，可作为隧道支护设计的依据。

2.2 物探技术的运用

物探主要是针对岩土体的物理性质差异进行探查，推测地质结构，检测效率高，覆盖面较大，针对复杂地质条件，常与钻探耦合配合。激发地震波，接收地震波的反射信息，检测岩土体的波速分布，用于划分地层界面、断层与溶洞的识别。在高陡边坡勘察中，利用浅层地震反射法探查边坡坡体内部软弱夹层的分布情况，判断边坡的稳定状况；岩溶区利用地震波速异常区来识别溶洞位置、范围。根据岩土体电阻率的差异，通过布置电极检测出地下的电场分布，用于查寻地下水、岩溶发育区。在岩溶发育区，运用高密度电法，通过低电阻率异常区，识别溶洞、暗河；针对断层破碎带勘察，在断层破碎带与周围岩体的电阻率存在差异，圈定边界的破碎带。

2.3 原位测试技术的运用

原位测试技术是在天然状态下对岩土体开展的测试技术，更能反映岩土体的物理力学特性，在复杂地质环境下发挥着独特的作用。其中，探头通过贯入岩土体测读锥尖阻力、侧壁摩阻力等，适用于软土、砂土等松散地层。静力触探适合在深厚软土区快速划分软土层厚、划分软土分层、了解地基承载力、测定地基压缩性比钻探取样高效得多。通过重锤冲击探头，根据贯入度评价岩土体的密实性和强度大小，适用地层为碎石土、砂土和风化岩层。对于断层破碎带勘察可以利用重型动力触探判断破碎带密实程度，对岩溶区利用触探异常判断地下空洞。十字板剪切试验适用于软黏土，通过测定土的抗剪强度评估软土地基的稳定性，在深厚软土区可以提供不排水抗剪强度，可以用于基坑支护设计和分析边坡稳定性。通过发射和接收声波测读声波在岩土体中传播的速度，评价岩土体的完整性。

2.4 遥感技术的运用

遥感技术通过卫星或无人机获取地表影像，结合地质解译分析，适用于大范围复杂地质区的初步勘察。在区域地质调查中，通过卫星影像识别线性构造（如断层）、地貌形态（如岩溶洼地），圈定地质灾害隐患点。在高陡边坡区，利用高分辨率卫星影像分析边坡形态、植被覆盖变化，判断滑坡隐患。适用于中小型工程勘察，通过无人机航拍获取高精度地表三维模型，结合影像解译识别地表裂缝、塌陷等现象。在岩溶发育区，无人机遥感可快速发现地表塌陷坑、溶沟等，为钻探和物探布置提供指导；在高陡边坡区，通过无人机倾斜摄影构建边坡三维模型，分析坡体结构和潜在滑动面。

三、复杂地质条件下勘察技术运用的优化建议

3.1 加强技术组合与集成

针对复杂地质的多样性，应避免单一技术的局限，推广 “多种技术组合”模式。如岩溶区采用 “高密度电法 + 地震勘探 + 钻探”，软土区采用 “静力触探+ 钻探 + 十字板剪切试验”，通过不同技术的优势互补，提高勘察精度。

3.2 引入智能化勘察技术

利用大数据、人工智能技术处理勘察数据，如建立地质 - 物探数据关联模型，自动识别异常区；采用三维地质建模技术，将钻探、物探、原位测试数据整合为三维模型，直观展示地下地质结构，辅助工程决策。

3.3 强化勘察人员专业素养

复杂地质条件下的勘察需要技术人员具备跨学科知识，应加强培训，提高其对复杂地质的认知能力和数据解读能力；鼓励技术人员参与类似工程实践，积累经验。

3.4 完善勘察质量控制体系

建立针对复杂地质条件的勘察质量标准，明确各类技术的操作规范和成果要求；加强勘察过程中的质量检查，如钻探岩芯采取率、物探数据信噪比等，确保数据可靠性；对勘察成果进行多方评审，减少误判风险。

结论

复杂地质条件下的岩土工程勘察是一项系统性、技术性强的工作，需根据地质特征合理选择勘察技术。钻探技术提供实物样品，物探技术实现大范围探测，原位测试反映岩土体天然性质，遥感技术辅助区域地质分析，各类技术的组合运用是提高勘察精度的关键。

参考文献

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