复杂地质条件下岩土工程勘察技术分析

引言

随着我国基础设施建设不断向西部山区和滨海软土地区扩展，岩土工程勘察技术显得尤为重要。复杂地质条件下的精确勘测，直接关系到工程的安全性、投资效益及环保效益，是保证重大工程顺利实施的关键。现代信息技术与岩土工程深度融合为勘察技术创新带来新契机，提高勘察精度与效率，既能有效规避工程风险，又能为我国绿色建设与可持续发展提供科学支撑。深入开展复杂地质条件下岩土工程勘察技术研究，对于促进产业科技进步，保障国家重大工程建设具有重要的理论与现实意义。

1 复杂地质条件的类型与特征

复杂地质条件是指岩土体结构不稳定、力学性质多变或受特殊环境影响而产生的特殊地质条件，给工程建设带来巨大挑战。软弱层（如淤泥、软粘土和人工吹填土）的高压缩性和低的承载能力，极易引起地基的沉降和不均匀变形；破碎带和断裂构造具有较强的渗透性和破碎性，易诱发突水崩落或边坡失稳；岩溶（喀斯特）地貌中存在大量的地下溶洞和地下暗河，常造成基础坍塌、桩基和地下水渗漏等问题。在高应力、高地温条件下，深部岩体在高地应力的作用下极易发生岩爆，而温度升高又会对建筑材料的力学性能产生影响。在地震液化和滑坡风险区，饱和砂土容易发生液化和失稳，松散滑坡易受降雨或地震作用而发生滑动。这些地质条件往往相互叠加，如岩溶区发育有地下水活动的断层带、软弱夹层等，使得勘测和施工更加困难，需要综合探测技术才能准确评价。

2.复杂地质条件下岩土工程勘察的难点与挑战

2.1.地质条件复杂多变

复杂地质区地质条件复杂多变。地层结构具有不规则性，近距离内岩性变化较大，不同岩性、不同土层相互交错。断裂和褶皱等地质结构的发育，破坏了地质体的完整性，增加了地质条件的不确定性。地下水位变化较大，部分地区可能存在多层含水层，水位变化受季节和降雨量的影响较大。复杂多变的地质条件给岩土工程性质的准确判断带来了很大的难度，传统勘察方法很难全面、精确地反映地质的全貌。

2.2.勘察技术适用性受限

在复杂的地质环境中，很多常规的岩土工程勘察技术都会受到很大的限制。如遇到硬岩或破碎地层，钻进难度大，取心率低，不能获得完整的地质样品；在软粘土、流沙层等特殊地层中，现场测试技术的精度与可靠性难以保证。同时，由于地质情况复杂，单一勘探技术难以满足勘探需求，需要多项技术协同工作，而不同技术间难以融合协调，增加勘探难度。

2.3.安全风险与成本增加

在复杂地质环境中进行地质勘察，存在着很大的安全隐患。在钻探、钻探等施工过程中，可能会遇到塌方、涌水、危险气体泄漏等危险状况，危及勘测人员的生命安全。另外，为了适应复杂的地质条件，需要专门的勘探设备和技术方法，增加了设备购置、运输、维护等费用。同时，由于勘察工作难度大，工作效率低，工程建设周期较长，人力、物力、财力投入也随之增加。如何在保证勘察安全的同时，有效地控制工程造价，是岩土工程勘察所面临的一个重大课题。

3.适用于复杂地质条件的岩土工程勘察技术

3.1.地球物理勘探技术

地球物理勘探技术是利用地质体物理特性的差异性，通过测量、分析地球物理场的变化，反演出地质结构与岩土性质。在复杂地质条件下，该技术有其独特的优越性。例如，地震勘探技术可以利用不同介质的地震波传播速度差来探测地层构造和断裂位置，适合大范围的地质构造调查；电磁法是一种利用电磁法探测地下含水层和岩性分布的有效方法，它是一种行之有效的方法。物探技术是一种适用于大范围、大范围、高效率的物探技术，它能在较短的时间内获得大范围的地质信息，对后续的详细勘探工作具有宏观指导意义。

3.2.原位测试技术

原位测试技术能在不扰动或基本不扰动土体的前提下，测定岩土体的工程特性，获得真实、可靠的岩土参数。在复杂地质条件下，现场测试方法主要有静力触探、标准贯入试验和旁压试验等。静力触探试验是一种能连续测量土体力学特性的测试方法，特别适合于软、粘土层；标准贯入法操作简单、能反映土体的密实度、强度等特点，被广泛应用于各种土层；旁压试验是测定土体应力应变关系的一种有效方法。这些原位测试技术可以相互补充，为复杂地质条件下的岩土工程勘察提供大量的参数信息。

3.3.地质测绘与遥感技术

地质测绘与遥感技术是复杂地质条件下岩土工程勘察的重要手段。传统的地质测绘方法主要依靠野外调查，费时费力，而且精度不高。近年来，随着高分辨率卫星影像、无人机航拍等遥感技术的发展，大范围、大范围地质信息的获取成为可能。如2018 年某大型水电项目前期勘测时，利用遥感技术对几百平方公里地质构造进行了分析，节省了地面调查时间近 50% 。

遥感与地理信息系统（GIS）相结合，可构建三维地质模型，辅助工程技术人员对地表以下断层、地层构造及潜在滑裂区进行识别。这一解析模式可为 2015 年尼泊尔大地震灾后重建的风险评价及灾后重建规划提供科学依据。另外，遥感技术在地表动态监测方面也取得了很大进展。通过对不同时段遥感影像的对比，可准确监测地表沉降、裂缝扩展等地表微变化，对隧道施工等高风险项目的安全性评价具有重要意义。

3.4.地质钻探与取样方法

地质钻孔取样技术是复杂地质条件下岩土工程勘察的重要手段。以金刚石钻探为代表的传统地质钻井技术可以准确地从地层中获取不同层位的岩土样品，其分析结果直接关系到工程设计的精度与安全。如某特大型桥梁勘察工程，钻探深度达 500m ，采集数百个不同地层样品，保证了基础设计的科学性。

同时，现代钻井技术将自动控制与遥感技术相结合，以提高钻井效率与精度。利用GPS、无线通讯等技术，可对钻进过程进行准确定位，及时调整钻进路线，避免对地下结构物造成破坏。另外，采用连续岩心取样技术，可实现连续取样，避免因取样中断而造成的数据丢失。创新采样方法也很重要。例如，利用冻结取样或压强平衡等方法，可安全地在高流变性或富水地层中采集样品，尤其是核电、隧道等对地质稳定性要求很高的工程。这些先进的采样技术极大地拓展了我们对复杂地质环境的认识与应对能力。

4.结束语

综上所述，岩土工程勘察是工程建设的重要环节，对于复杂地质条件下的工程而言更是如此。本文系统地分析了复杂地质条件下岩土工程勘察所面临的难点与挑战，并探讨了适用于此类条件的勘察技术。地球物理勘探技术、原位测试技术、地质测绘与遥感技术以及地质钻探与取样方法，这些技术在复杂地质条件下的应用，为岩土工程勘察提供了有力的支持。未来，我们应进一步加大对岩土工程勘察技术的研发力度，提高勘察精度与效率，为工程建设提供更加科学、准确的地质依据。

参考文献

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