复杂地质条件下工程地质勘察要点研究

引言

复杂地质环境因地层非均质性强、力学特性突变、水文地质条件复杂，常引发地基沉降、边坡失稳、岩溶塌陷等严重工程事故，对勘察精度提出更高要求。当前勘察工作面临看得见但判不准、测得准但用不好的瓶颈，尤其在高陡山区、城市地下空间开发及新能源输电线路路径选择中更为突出。因此，要加强勘察要点的管理是保障重大基础设施本质安全的关键前提。

1 复杂地质类型特征

软土与淤泥质土在复杂地质条件下具有显著的高压缩性与低强度特征，其微观结构松散、孔隙比大、含水量高，导致地基承载力弱、沉降量大且持续时间长。这类土层常呈流塑至软塑状态，剪切强度低，易发生侧向挤出与整体失稳，尤其在动荷载或地下水位波动作用下易引发不均匀沉降、边坡滑塌等工程风险。其变形特性受固结速率慢、渗透系数小影响。岩溶区地质结构复杂，以溶洞、裂隙发育为显著特征，岩石骨架不连续，导致地层承载力分布极不均匀。地下水系统高度连通，形成暗河或管道流，渗流路径复杂且具有突发性，易引发塌陷、突水或涌泥等灾害。此类区域常表现为上部稳定、下部空洞，常规勘察难以全面识别隐伏溶洞与地下水流场，对桩基持力层选择、边坡稳定性判断构成严峻挑战。断层带地质构造复杂，岩体破碎、节理裂隙密集，力学性能显著弱化，易形成应力集中与变形突变区。其结构面多呈张性或剪切性质，导致地层完整性差、渗透性强，常伴随地下水活动加剧，诱发滑动、塌陷或涌水风险。断层带两侧岩性差异明显，变形机制多样，既有剪切滑移又有挤压破碎，对基础埋深、支护形式及施工扰动极为敏感。高陡边坡地质条件复杂，岩体结构破碎、层理与节理发育明显，常受构造应力与风化作用影响，形成潜在滑动面与失稳结构。其稳定性受地形坡度、岩性组合及水文条件共同控制，易发生倾倒、崩塌、滑移等破坏模式，尤其在降雨或地震扰动下风险骤增。边坡内部应力分布不均，局部存在软弱夹层或断层带，导致变形具有突发性和隐蔽性。

2 勘察工作的基础性作用

在复杂地质条件下，勘察不仅识别地层分布与物理力学特性，更需揭示隐伏构造、地下水活动及不良地质现象的时空演化规律，避免纸上设计带来的施工隐患。通过多手段融合与动态反馈机制，勘察可提前发现岩溶塌陷、边坡失稳、软基沉降等风险源，指导方案优化与措施预置，从而降低工程变更与事故概率。唯有扎实的勘察基础，才能支撑科学决策、精准施工与长效运维，是保障项目本质安全与可持续发展的前提条件。

3 复杂地质条件下工程地质勘察技术要点分析

3.1 野外调查

3.1.1 地质测绘

野外调查中的地质测绘是复杂地质勘察的基础环节，通过地形图与遥感影像解译结合实地踏勘，识别地层岩性、构造特征及不良地质现象分布规律，重点判识断层、溶洞、滑坡体等结构面走向与产状。采用比例尺 1:2000~1:5000 的地质填图方法，记录节理密度、风化程度及地下水出露点位置，辅以罗盘测量产状角与褶皱形态，构建区域地质模型，为后续钻探布孔与物探靶区圈定提供空间依据，确保勘察成果具有地质逻辑一致性与工程适用性。

3.1.2 钻探+物探

野外调查中，钻探与物探协同作业是揭示地下地质结构的关键手段。钻探可获取岩芯样本，直观判断地层性质、断层破碎带及溶洞发育情况，结合标准贯入试验评估土体密实度与承载力；物探如地震折射、高密度电阻率法则用于快速探测隐伏构造、地下水富集区及岩体完整性，其分辨率通常可达1～5m 二者互补，钻探提供点上的精确信息，物探实现面上的连续成像，尤其在岩溶、断层等复杂地质条件下，有效提升异常体定位精度与勘察效率，为后续工程设计与风险防控提供可靠依据。

3.2 室内试验

3.2.1 常规物理力学指标

室内试验中，常规物理力学指标测试是评估岩土体工程特性的重要手段包括含水率、密度、比重、液塑限等物理参数，以及压缩模量、抗剪强度、固结系数等力学指标。通过三轴压缩试验、直剪试验和固结试验，可量化土体在不同应力路径下的变形与破坏行为，尤其对软土、淤泥质土及断层带材料具有重要意义。这些参数不仅用于地基承载力计算与边坡稳定性分析，还为数值模拟输入提供基础数据，确保勘察成果向设计转化的科学性与可靠性，支撑复杂地质条件下结构安全评估与支护方案制定。

3.2.2 特殊测试

室内试验中的特殊测试针对复杂地质条件下的非典型岩土行为开展，如岩体完整性指数测定、软弱夹层抗剪强度测试、冻融循环试验及动三轴试验等，用于揭示结构面特性、应力路径敏感性与环境耦合效应。尤其在断层带、岩溶区或高陡边坡中，需通过原位岩样制备与多级加载模拟真实工况，获取残余强度、蠕变特性与动力响应参数，弥补常规指标不足。此类测试可精准识别潜在失稳机制，为支护设计、加固方案优化及长期稳定性预测提供关键依据，显著提升工程地质评价的深度与可靠性。

3.3 动态监测

3.3.1 孔隙水压力计

动态监测中，孔隙水压力计用于实时采集土体或岩体中的孔隙水压力变化，是评估边坡稳定性、地基沉降与地下水活动影响的核心手段。其通过埋设于关键部位连续记录超静孔压累积与消散过程，反映降水、施工扰动或抽排水引起的 porepressure 变化速率与幅度，进而判别潜在失稳风险。典型设备响应时间≤1s，精度达 ±0.5%FS ，结合自动化数据采集系统可实现远程监控与预警阈值触发，为高陡边坡、基坑工程及岩溶区提供动态反馈依据，支撑勘察—设计—施工闭环管理与安全管控。

3.3.2 位移传感器

动态监测中，位移传感器用于实时获取岩土体或结构物的变形信息，是评估边坡、基坑及地下工程稳定性的关键手段。常用类型包括测斜仪、收敛计与 GPS 位移监测系统，可捕捉微小位移及趋势性变形，尤其适用于断层带、软基沉降区和高陡边坡的滑动面定位与失稳预警。其数据融合时间序列分析与数值模拟结果，能识别异常位移速率，触发分级响应机制，为施工调整、支护优化与灾害防控提供科学依据，实现从被动应对向主动预警的转变。

结束语

总之，复杂地质条件下工程地质勘察必须从经验驱动转向数据+模型双驱动，强化多学科交叉与先进技术集成，形成覆盖全周期、全过程的动态认知体系。未来，应推动智能钻探、AI 辅助判识、BIM+GIS 可视化平台等技术深度应用，提升异常体识别效率与风险预判能力；同时建立勘察成果质量追溯机制与专家评审制度，确保数据真实、结论可靠、对策可行。

参考文献

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