复杂地质条件下工程技术的应对策略

摘要： 本文聚焦于复杂地质条件下工程建设所面临的挑战，深入探讨了相关工程技术的应对策略。分析了复杂地质条件如软土地层、岩溶地区、断层破碎带等对工程稳定性、施工安全及工程进度的影响。详细阐述了包括地质勘察技术优化、地基处理技术创新、隧道施工技术改进以及边坡防护技术强化等在内的一系列应对策略，并结合实际工程案例展示了这些策略的应用效果。通过研究，旨在为复杂地质条件下的工程建设提供科学的技术指导和实践参考，确保工程的顺利实施与长期稳定运行。

关键词：复杂地质；工程技术；应对策略；工程稳定性

一、引言

在现代工程建设中，常常会遇到各种复杂地质条件，这些条件给工程带来了诸多难题与风险。无论是大型基础设施建设项目，还是工业与民用建筑工程，复杂地质条件如不妥善处理，可能导致工程结构失稳、地基沉降、施工事故频发以及工程成本大幅增加等问题。例如，在软土地基上进行高层建筑建设，若未采取有效的加固措施，可能会出现严重的沉降甚至倾斜；在岩溶地区修建隧道，溶洞的存在可能引发坍塌事故，威胁施工人员的生命安全。因此，深入研究复杂地质条件下的工程技术应对策略具有极为重要的现实意义，它是保障工程质量、安全与可持续发展的关键所在。

二、复杂地质条件对工程的影响

（一）软土地层的影响

软土地层具有含水量高、孔隙比大、压缩性强和抗剪强度低等特点。在工程建设中，软土地基难以承受较大的荷载，容易产生较大的沉降和不均匀沉降。对于建筑物而言，这可能导致墙体开裂、地面凹陷等问题，影响建筑物的正常使用和安全性。在道路工程中，软土地基会使道路出现波浪形起伏、车辙深陷等病害，降低道路的使用寿命和行车舒适性。

（二）岩溶地区的影响

岩溶地区由于存在大量的溶洞、溶蚀裂隙等岩溶地貌，给工程建设带来了极大的不确定性。在地下工程如隧道施工中，溶洞的突然出现可能导致掌子面坍塌、突水突泥等严重事故，阻碍施工进度，增加施工成本。对于地面建筑，岩溶洞穴可能引起地基的不均匀沉降，使建筑物基础产生裂缝甚至破坏。

（三）断层破碎带的影响

断层破碎带是地壳运动形成的地质构造薄弱区域，岩石破碎、节理裂隙发育，其力学性质不稳定。在工程施工过程中，断层破碎带容易引发岩体失稳、滑坡等地质灾害。在水利水电工程中，若大坝基础位于断层破碎带附近，可能会因岩体的渗漏和变形而影响大坝的安全性和蓄水功能。

三、应对策略

（一）地质勘察技术优化

1. 综合勘察方法应用

采用多种勘察手段相结合的方式，如地质钻探、地球物理勘探（包括地震波勘探、电阻率法勘探等）以及遥感技术等。地质钻探能够直接获取地下岩土层的样本，确定其物理力学性质；地球物理勘探可以通过对地球物理场的测量，快速探测地下地质结构的异常情况，如溶洞、断层等的大致位置和范围；遥感技术则可对大面积区域进行宏观地质分析，为工程选址和初步设计提供依据。通过综合运用这些方法，能够更全面、准确地了解复杂地质条件，为后续工程设计和施工提供详细的地质资料。

2. 实时监测与动态勘察

在工程施工过程中，建立实时监测系统，对地质条件的变化进行动态跟踪。例如，利用传感器监测地下水位变化、土体位移、岩体应力等参数，及时发现潜在的地质风险。同时，根据施工过程中的新发现和监测数据，适时开展补充勘察工作，对原有的勘察结果进行修正和完善，确保工程施工始终基于准确的地质信息。

（二）地基处理技术创新

1. 软土地基处理新技术

对于软土地基，除了传统的换填法、预压法等，近年来一些新型技术得到了应用。例如，深层搅拌桩复合地基技术，通过特制的搅拌机械将水泥等固化剂与软土强制搅拌，形成具有较高强度的复合地基，提高地基的承载能力和稳定性。此外，土工合成材料加筋技术也被广泛应用，在软土地基中铺设土工格栅、土工布等加筋材料，增强土体的抗剪强度，限制地基的变形。

2. 岩溶地基处理措施

在岩溶地基处理方面，根据溶洞的大小、形状、填充情况等采取不同的处理方法。对于较小的溶洞且填充物为硬塑或密实状态时，可采用灌浆法，将水泥浆或其他化学浆液灌入溶洞，填充空隙并提高地基的强度。对于较大的溶洞，可采用跨越法，如设置钢筋混凝土梁跨越溶洞，将上部荷载传递到溶洞两侧稳定的岩体上。对于溶洞发育密集且埋藏较浅的区域，可采用桩基托换技术，将建筑物的荷载通过桩基础传递到深部稳定的地层中。

（三）隧道施工技术改进

1. 超前地质预报与预加固技术

在隧道穿越复杂地质区域如岩溶地区和断层破碎带时，超前地质预报至关重要。采用 TSP（隧道地震波勘探）、地质雷达等技术手段，提前探测前方地质情况，预测溶洞、断层等不良地质体的位置和规模。根据预报结果，对可能出现危险的区域进行预加固。

2. 隧道开挖与支护技术优化

针对不同的复杂地质条件，选择合适的隧道开挖方法。在软岩地层中，可采用台阶法、环形开挖预留核心土法等，减少对围岩的扰动；在硬岩断层破碎带，可采用钻爆法结合光面爆破技术，严格控制爆破参数，减少爆破对围岩的破坏。同时，加强隧道支护体系的设计与施工。采用初期支护与二次支护相结合的方式，初期支护如喷射混凝土、锚杆、钢拱架等及时封闭围岩，提供临时支撑；二次支护如钢筋混凝土衬砌在围岩变形趋于稳定后施作，提高隧道的长期稳定性。

（四）边坡防护技术强化

1. 边坡稳定性分析与监测

在复杂地质条件下的边坡工程中，首先要进行精确的边坡稳定性分析。采用极限平衡法、数值模拟法等多种分析方法，综合考虑岩土体的力学参数、边坡的几何形状、地下水作用等因素，评估边坡的稳定性状态。同时，建立边坡监测系统，监测内容包括边坡位移、地下水位、土体应力等，通过监测数据及时发现边坡的失稳迹象，为采取防护措施提供依据。

2. 边坡防护加固措施

根据边坡的稳定性分析结果和监测情况，采取相应的防护加固措施。对于土质边坡，可采用挡土墙、土钉墙、加筋土边坡等防护形式。挡土墙通过自身的重量和抗滑能力抵抗土体的下滑力；土钉墙利用土钉与土体之间的摩擦力和粘结力提高边坡的稳定性；加筋土边坡则是通过在土体中铺设加筋材料增强土体的抗剪强度。对于岩质边坡，可采用锚杆支护、锚索支护、挂网喷浆等方法。锚杆和锚索通过锚固在深部稳定岩体中，对边坡岩体施加预应力，限制岩体的变形和破坏；挂网喷浆则可防止岩体风化剥落，提高边坡的表面强度。

四、案例分析

某大型水利水电隧洞项目，穿越软岩、岩溶及断层破碎带等复杂地质。

地质勘察阶段，先以遥感技术宏观分析线路，确定复杂地质区域，再经钻探与地球物理探测，掌握地层岩石样本及溶洞、软岩等参数信息，施工时构建实时监测体系，监测围岩变形、涌水与岩体稳定性。

五、结论

复杂地质条件下的工程建设面临着诸多挑战，但通过优化地质勘察技术、创新地基处理技术、改进隧道施工技术以及强化边坡防护技术等一系列应对策略，可以有效地克服这些困难。准确的地质勘察为工程设计和施工提供了可靠的依据；合理的地基处理技术能够提高地基的承载能力和稳定性；科学的隧道施工技术确保了地下工程的安全与顺利进行；有效的边坡防护技术保障了边坡的稳定。实际工程案例证明了这些应对策略的可行性和有效性。然而，随着工程建设向更复杂的地质环境拓展，仍需不断地研究和探索新的工程技术与应对方法，进一步提高复杂地质条件下工程建设的质量和效率，推动工程技术的不断进步与发展，以满足社会基础设施建设不断增长的需求。

参考文献

[1]彭振斌，陈安，何忠明等.复杂地质条件下岩土工程勘察技术探讨[J].工程勘察，2021（07）：1-7.

[2]张嘎，张建民，李焯芬.复杂地质条件下地基处理技术综述[J].岩土力学，2020，41（03）：1039-1055.