山區(qū)高速公路建設(shè)地質(zhì)工作技術(shù)要點(diǎn)

1、山區(qū)高速公路建設(shè)地質(zhì)工作技術(shù)要點(diǎn)閆濤（河北省交通勘察設(shè)計(jì)研究院石家莊050011 ）摘 要：本文論述了山區(qū)高速公路建設(shè)各階段應(yīng)重視的地質(zhì)工作，提出了勘察設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等不同階段的地質(zhì)工作重點(diǎn)，分析了目前在山區(qū)高速公路建設(shè)各階段地質(zhì)工作中存在的主要問(wèn)題，并對(duì)山區(qū)高速公路地質(zhì)科技發(fā)展前景進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞： 山區(qū)高速公路；勘察；設(shè)計(jì)；施工；運(yùn)營(yíng)；工程地質(zhì)條件；地質(zhì)病害0前言由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和路網(wǎng)完善的需求，高速公災(zāi)害發(fā)生條件， 進(jìn)行初步的地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估，配合路線路逐步進(jìn)入山區(qū)。山區(qū)一般地形地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)方案設(shè)計(jì)，進(jìn)行必要的現(xiàn)場(chǎng)踏勘和重點(diǎn)路段的調(diào)查，環(huán)境脆弱，地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)，高速公路的建設(shè)不可避

2、免反復(fù)對(duì)比， 優(yōu)選出工程地質(zhì)條件最好、地質(zhì)災(zāi)害最少、的要切坡、填溝、打洞（隧道），對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成嚴(yán)工程建設(shè)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的不利影響最小的路線走廊帶，重破壞，處理不好還會(huì)誘發(fā)和加劇各種地質(zhì)災(zāi)害，增真正貫徹地質(zhì)選線的原則。對(duì)于滑坡、崩塌、巖堆、加公路建設(shè)投資，影響工期，甚至給運(yùn)營(yíng)階段帶來(lái)嚴(yán)泥石流、巖溶、軟土、泥沼等嚴(yán)重不良地質(zhì)地段和沙重的安全隱患。 因此山區(qū)高速公路的環(huán)保主要是地質(zhì)漠、多年凍土等特殊地區(qū)，一般情況下路線應(yīng)設(shè)法繞環(huán)境的保護(hù)和地質(zhì)災(zāi)害的防治。避。要建設(shè)一條兼顧交通、環(huán)保、生態(tài)等方面要求的1.2 初設(shè)階段突出重大地質(zhì)病害對(duì)路線方高標(biāo)準(zhǔn)的山區(qū)高速公路，應(yīng)該重視和加強(qiáng)地質(zhì)工作。案的制約地質(zhì)工作應(yīng)

3、貫穿于設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)的全過(guò)程。對(duì)地確定路線方案前應(yīng)對(duì)沿線地質(zhì)構(gòu)造帶、斷層、巖質(zhì)現(xiàn)象和規(guī)律的認(rèn)識(shí)（巖土工程勘察工作）是由面到石的層理情況、 地質(zhì)病害的分布及范圍等，通過(guò)對(duì)遙線、由線到點(diǎn)、 由表及里、 由粗到細(xì)、 由宏觀到微觀，感地質(zhì)判釋資料以及不同勘測(cè)階段的勘探、調(diào)查資料逐步深入的，根據(jù)不同階段應(yīng)采取不同的方法和手的分析， 研究路線通過(guò)方案并不斷優(yōu)化。對(duì)地質(zhì)較為段。復(fù)雜地段還應(yīng)注意在設(shè)線后誘發(fā)并加劇地質(zhì)病害的1勘察設(shè)計(jì)階段可能性，謹(jǐn)慎的確定路線的線位和采取的工程措施。地質(zhì)技術(shù)人員應(yīng)配合路線設(shè)計(jì)師作好地質(zhì)咨詢工作，地質(zhì)條件是客觀存在的，山區(qū)高速公路在自然地可以沿初步擬定的路線線位，進(jìn)行全線踏勘，

4、 對(duì)重點(diǎn)質(zhì)環(huán)境中穿行，并對(duì)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行改造，應(yīng)該認(rèn)識(shí)地工點(diǎn)進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，得出初擬線位沿線的基本工程地質(zhì)規(guī)律，尊重地質(zhì)規(guī)律， 在設(shè)計(jì)中充分考慮地質(zhì)因素，質(zhì)情況， 評(píng)估路線方案的可行性，發(fā)現(xiàn)重大不良地質(zhì)遵循地質(zhì)原則， 從源頭上盡量減少山區(qū)高速公路對(duì)自地段或預(yù)測(cè)工后會(huì)出現(xiàn)難以治理的地質(zhì)病害的路段然環(huán)境的破壞，并且為施工和運(yùn)營(yíng)提供良好的條件。要及時(shí)反饋信息，以便盡快調(diào)整路線線位?；敬_定1.1工可階段貫徹地質(zhì)選線的原則路線方案后， 及時(shí)委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行建設(shè)用地地山區(qū)公路地質(zhì)選線主要受到地形和不良地質(zhì)現(xiàn)質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作，并進(jìn)行大比例尺（1：1 萬(wàn)）象的制約，主要的不良地質(zhì)現(xiàn)象有滑坡、泥石流、巖的

5、地質(zhì)遙感解譯及地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和工程地質(zhì)調(diào)繪工崩、巖溶、巖堆（坡積層） 、軟弱土、膨脹土、濕陷作，編制 1： 1 萬(wàn)工程地質(zhì)圖和路線區(qū)域地質(zhì)病害現(xiàn)性黃土、 凍土、水害、 采空區(qū)以及強(qiáng)震區(qū) （高地應(yīng)力）等。本階段應(yīng)盡可能詳細(xì)地收集區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)、巖石狀圖。圖件的重點(diǎn)是地質(zhì)災(zāi)害和重要工點(diǎn)的工程地質(zhì)條件，要有針對(duì)性，要突出重點(diǎn)，不可以拿1： 5萬(wàn)地層、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、地震地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)等地質(zhì)圖放大。 現(xiàn)在委托地質(zhì)部門做的圖件，有些不能方面的資料，利用遙感資料（衛(wèi)片和航片），編制中稱為工程地質(zhì)圖，只能稱為基本地質(zhì)圖（工程地質(zhì)分比例尺（ 1：5 萬(wàn)或 1：10 萬(wàn)）工程地質(zhì)圖和地質(zhì)災(zāi)害區(qū)太籠統(tǒng)、工程地質(zhì)條

6、件的論述太簡(jiǎn)略）。地質(zhì)災(zāi)害（不良地質(zhì)現(xiàn)象） 分布圖，圖上標(biāo)注大的地質(zhì)構(gòu)造( 主評(píng)估工作不能夠代替1： 1萬(wàn)工程地質(zhì)圖的編制，但要是斷層 ) 、重大的地質(zhì)病害體，分析區(qū)域性的地質(zhì)二者可結(jié)合進(jìn)行，以節(jié)約時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。很多地質(zhì)災(zāi)害 （滑坡、 泥石流等） 由于植被覆蓋、要充分利用，橋位、隧道、路線各有一套地質(zhì)資料，后期人工改造以及觀察角度和范圍有限等原因，在現(xiàn)但彼此經(jīng)常脫節(jié)。比如當(dāng)橋隧相連時(shí)，隧道勘察發(fā)現(xiàn)場(chǎng)難以判斷。通過(guò)遙感資料（如航片）可以從宏觀上有不良地質(zhì)現(xiàn)象，橋梁設(shè)計(jì)人員卻不知道，還把橋臺(tái)觀察全貌，合理的解譯，有利于對(duì)此類不良地質(zhì)體的置于其上。因此加強(qiáng)各專業(yè)之間的交流溝通，互相學(xué)正確認(rèn)識(shí)。 當(dāng)工作

7、中發(fā)現(xiàn)仍有重大的地質(zhì)病害存在習(xí)。從事路線、隧道、橋梁設(shè)計(jì)的人員要盡量多地掌或有潛在的重大地質(zhì)病害時(shí)，必須及時(shí)調(diào)整線位。對(duì)握一些基本的地質(zhì)知識(shí)， 以有利于對(duì)地質(zhì)資料的合理于重大的地質(zhì)病害應(yīng)盡量繞避，實(shí)在無(wú)法繞避的要考使用。慮工程措施的可能性與可靠性，盡量在路線的平縱面2施工階段遵循信息化施工、 補(bǔ)優(yōu)化上下功夫 （采用分離式路基、用橋隧構(gòu)造物通過(guò)、充勘察、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則從滑坡體上部通過(guò)、半路半橋等），避免高填深挖，以減少對(duì)地質(zhì)環(huán)境的破壞，提高工程措施的可靠性和由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和勘察周期的制約，有些安全度。對(duì)地質(zhì)病害應(yīng)以防為主，以治為輔，能避當(dāng)復(fù)雜場(chǎng)地 （巖溶、 破碎帶、 巖性縱橫向差異大的地區(qū)）

8、避，即使增加工程造價(jià)也是值得的。以京承高速公或地形困難場(chǎng)地（陡坡、魚(yú)塘等）在設(shè)計(jì)階段難以布路為例， 該路全長(zhǎng)約 80km，有 3/4 路段位于山區(qū)， 由置充分的勘察工作量， 無(wú)法查清場(chǎng)地詳細(xì)工程地質(zhì)條于勘測(cè)時(shí)間較早，對(duì)山區(qū)高速公路特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足，以件。在施工期間，可以進(jìn)行補(bǔ)充勘察，如對(duì)巖溶發(fā)育投資為主要控制因素， 其中有 1/2左右的路段基本沿區(qū)或巖性差異大的場(chǎng)地逐樁鉆探，對(duì)原進(jìn)場(chǎng)困難場(chǎng)地區(qū)域性的斷裂帶布設(shè)。受構(gòu)造影響，巖體風(fēng)化破碎嚴(yán)通過(guò)施工便道進(jìn)場(chǎng)鉆探。 施工中發(fā)現(xiàn)新的地質(zhì)問(wèn)題也重，并且沿線分布有滑坡等規(guī)模較大的不良地質(zhì)體。要補(bǔ)充勘察。 應(yīng)該把施工期間的勘察工作視作設(shè)計(jì)期施工開(kāi)挖后，出現(xiàn)大量的

9、不穩(wěn)定邊坡，甚至誘發(fā)了部間勘察工作的重要補(bǔ)充。分滑坡。對(duì)于部分地質(zhì)病害路段及時(shí)調(diào)整線位，進(jìn)行另外本階段應(yīng)遵循信息化施工（施工中監(jiān)測(cè)）、了避讓，而更多的病害段只能采取治理措施，結(jié)果造動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的原則。隧道的超前預(yù)報(bào)、邊坡的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)價(jià)大幅攀升，嚴(yán)重影響了工期，并且治理效果也難以都是施工階段必須要進(jìn)行的工作。施工單位一定要配預(yù)測(cè)。備過(guò)硬的地質(zhì)技術(shù)人員，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，不要等到地必要時(shí)應(yīng)增加技術(shù)設(shè)計(jì)階段，對(duì)重大地質(zhì)病害路質(zhì)病害已經(jīng)發(fā)生才去治理，要有前瞻性、預(yù)見(jiàn)性，發(fā)段進(jìn)行深入勘察，確定路線可行性?，F(xiàn)邊坡、 隧道等有失穩(wěn)的趨勢(shì)之后要立即反饋業(yè)主和1.3 施工圖設(shè)計(jì)階段詳查工點(diǎn)地質(zhì)條件設(shè)計(jì)單位，并及時(shí)采取合適

10、的加固措施，避免邊坡、通過(guò)初步設(shè)計(jì)階段的各種地質(zhì)工作，已經(jīng)基本查隧洞大面積失穩(wěn)。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，設(shè)計(jì)階段的勘察工作明公路沿線的地質(zhì)條件，但是工作深度和廣度還不對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)規(guī)律的認(rèn)識(shí)往往是不全面的，甚至夠。本階段應(yīng)詳查工點(diǎn)地質(zhì)（橋位、隧道、深路塹、是錯(cuò)誤的，據(jù)此進(jìn)行的設(shè)計(jì)只能稱為預(yù)設(shè)計(jì)。在邊坡高填路堤、 陡坡路堤、 支擋構(gòu)造物） ，進(jìn)行重要工點(diǎn)1：或隧道斷面開(kāi)挖以后， 很多問(wèn)題才會(huì)發(fā)現(xiàn)，此時(shí)應(yīng)有2000 地質(zhì)測(cè)繪。 采用調(diào)查、 測(cè)繪、槽探、坑探、鉆探、巖土工程技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)照原有的勘察設(shè)計(jì)方物探等綜合勘察手段。查明場(chǎng)地巖土體組成、性質(zhì)、案，發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題之后通過(guò)合理工序及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方分布以及風(fēng)

11、化層、不良地質(zhì)、特殊性巖土等工程地質(zhì)案。等到問(wèn)題已經(jīng)發(fā)生才去采取措施，既多花了錢，條件在路線縱橫方向的變化。以前對(duì)于橋位和隧道等又耽誤了工期。構(gòu)造物工點(diǎn)地質(zhì)勘察較為重視，但是對(duì)于深路塹和陡目前施工單位的巖土工程技術(shù)人員也是極為缺路堤、斜坡路堤、支擋構(gòu)造物等路基方面的工點(diǎn)也必乏的，有時(shí)由于不合理的施工方法導(dǎo)致或加劇了地質(zhì)須加強(qiáng)勘察， 特別是高邊坡和不良地質(zhì)體的勘察和預(yù)病害的發(fā)生和發(fā)展 （如在破碎巖體上放大炮、自下而測(cè)。另外對(duì)于筑路材料料場(chǎng)和棄土場(chǎng)的勘察一定要重上開(kāi)挖邊坡等）視，以前山區(qū)公路曾出現(xiàn)過(guò)取土、棄土場(chǎng)所不合理，施工期間的巖土工程監(jiān)理工作目前還較為薄弱亂挖亂棄，破壞環(huán)境，導(dǎo)致水土流失的事例

12、。的，有豐富理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的巖土監(jiān)理工程師極除了詳細(xì)的地質(zhì)勘察工作之外，還要貫徹綜合設(shè)為缺乏， 使施工期間的地質(zhì)病害預(yù)防工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到計(jì)原則，在路線設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，對(duì)工程地質(zhì)條件要要求。有充分的了解，保證路線方案的科學(xué)性。對(duì)地質(zhì)資料3運(yùn)營(yíng)階段加強(qiáng)敏感點(diǎn)監(jiān)測(cè)山區(qū)高速公路運(yùn)營(yíng)期間也要高度重視地質(zhì)工作。因?yàn)橛行┑刭|(zhì)災(zāi)害的發(fā)生是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，應(yīng)力釋放或邊坡的蠕變有些需要長(zhǎng)達(dá)幾年乃至十幾年的時(shí)間，一次性治理有時(shí)并不能保證長(zhǎng)治久安。因此對(duì)于一些在施工中出現(xiàn)病害的路段或重要工點(diǎn)要建立數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行變形、位移和地下水的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，定期巡查，建立防災(zāi)和預(yù)警系統(tǒng)，在雨季或洪水季節(jié)要加強(qiáng)對(duì)敏感點(diǎn)的監(jiān)測(cè)。通過(guò)長(zhǎng)期觀

13、測(cè)記錄，還可以更深入的認(rèn)識(shí)地質(zhì)規(guī)律，分析地質(zhì)病害的發(fā)生發(fā)展機(jī)理，預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)有不利的趨勢(shì)要及時(shí)采取措施。4 正確認(rèn)識(shí)地質(zhì)工作的重要性和特殊性由于巖土體的組成物質(zhì)差異， 更重要的是在巖土體內(nèi)部分布有大量的不連續(xù)界面， 把完整的巖土體分割成許多塊體，總體為非均質(zhì)體，在應(yīng)力的傳遞上非常復(fù)雜，因此巖土工程屬于非線性科學(xué)?，F(xiàn)有的巖石力學(xué)、土力學(xué)、巖體力學(xué)等均難以準(zhǔn)確的描述巖土體實(shí)際的力學(xué)本構(gòu)關(guān)系。 地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生除了其本身的因素外，還受到許多外界的因素影響，十分復(fù)雜。因此，對(duì)于巖土工程的分析計(jì)算只能是半定量的， 在很大程度上受分析者經(jīng)驗(yàn)的制約。對(duì)于已經(jīng)存在的滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)病害，其周界相對(duì)

14、清楚，各種勘察設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范較完備，認(rèn)識(shí)起來(lái)相對(duì)容易。 最難的是對(duì)于現(xiàn)狀穩(wěn)定的高邊坡， 預(yù)測(cè)其人工開(kāi)挖后的穩(wěn)定性。對(duì)于其地質(zhì)構(gòu)造的分析，地質(zhì)力學(xué)模型的建立，穩(wěn)定計(jì)算分析都十分困難。 勘察深度難以保證，穩(wěn)定性計(jì)算方法不夠科學(xué)， 邊坡設(shè)計(jì)時(shí)也有其不合理之處，如一般都只給出最終的邊坡坡率和邊界，各種邊坡加固設(shè)計(jì)也是針對(duì)最終邊坡的， 各種分析計(jì)算也是以最終邊坡為約束條件的。這樣即使地質(zhì)條件清楚，分析計(jì)算合理，設(shè)計(jì)穩(wěn)妥，施工嚴(yán)格遵循規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，也往往會(huì)出現(xiàn)難以預(yù)料的地質(zhì)病害。其中一個(gè)重要原因是未對(duì)開(kāi)挖過(guò)程中的各種邊坡條件進(jìn)行分析計(jì)算，雖然按最終邊坡條件計(jì)算是穩(wěn)定的，但不能夠保證任意開(kāi)挖條件下邊坡都是穩(wěn)

15、定的。因此對(duì)于從事邊坡設(shè)計(jì)的巖土工程師而言，應(yīng)該對(duì)于邊坡開(kāi)挖過(guò)程中的多種控制性斷面穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，提供合理的開(kāi)挖步驟和各種穩(wěn)定的開(kāi)挖斷面，并對(duì)不穩(wěn)定的中間邊坡提出臨時(shí)性的工程加固措施，以保證邊坡的穩(wěn)定開(kāi)挖。5結(jié)語(yǔ)1、地質(zhì)環(huán)境保護(hù)和地質(zhì)災(zāi)害防治是山區(qū)高速公路建設(shè)成敗的關(guān)鍵，為此必須重視地質(zhì)工作：（ 1）業(yè)主要認(rèn)識(shí)到，前期的地質(zhì)工作一定要認(rèn)真細(xì)致， 勘察設(shè)計(jì)階段多花些錢和時(shí)間， 盡量詳細(xì)地查明地質(zhì)條件， 避免地質(zhì)隱患， 對(duì)于施工來(lái)說(shuō)會(huì)節(jié)約大量的投資和工期。（ 2）設(shè)計(jì)階段的地質(zhì)勘察工作必須加強(qiáng)，要達(dá)到必要的深度。（ 3）施工單位要加強(qiáng)地質(zhì)技術(shù)力量，業(yè)主單位也要增加地質(zhì)技術(shù)人員，巖土工程監(jiān)理工作要加

16、強(qiáng)。（ 4）運(yùn)營(yíng)階段的巖土工程監(jiān)測(cè)工作必須重視。（ 5）單純依靠前期地質(zhì)工作對(duì)地質(zhì)客觀規(guī)律和地質(zhì)環(huán)境的認(rèn)識(shí)是不夠的， 在設(shè)計(jì)施工運(yùn)營(yíng)的全過(guò)程中要不斷的加強(qiáng)地質(zhì)工作。（ 6）由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性，雖然進(jìn)行了前期地質(zhì)勘察工作， 在施工和運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)地質(zhì)病害也是正常的。（ 7）設(shè)計(jì)階段深入細(xì)致的地質(zhì)工作可以確保施工時(shí)不出現(xiàn)大的地質(zhì)病害， 施工階段的細(xì)致的地質(zhì)工作可以確保運(yùn)營(yíng)期間不出現(xiàn)大的地質(zhì)病害。（ 8）公路勘察設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)及運(yùn)營(yíng)管理單位一般巖土工程技術(shù)力量相對(duì)薄弱，應(yīng)加強(qiáng)人才培養(yǎng)，適應(yīng)山區(qū)高等級(jí)公路建設(shè)的需要。2、山區(qū)高速公路的修建對(duì)勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、管理等各個(gè)環(huán)節(jié)和部門都提出了更高的要求，大家要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，真正重視問(wèn)題的嚴(yán)重性?？梢哉f(shuō)，山區(qū)高速公路的修建，巖土工程是關(guān)鍵，地質(zhì)病害是控制性因素。參考文獻(xiàn)：1 JTJ 064-98,公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范S.2 霍明 . 建設(shè)生態(tài)公路考慮的幾個(gè)問(wèn)題 A. 中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院 . 公路勘察設(shè)計(jì)技術(shù)論文集 C. 西安：陜西人民出版社， 20021-83