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[摘要]在进行山区高速公路工程地质勘察过程中,常常存在一些误区,这些误区对工程建设有明显影响。作者在这里简要提出来,与同行共同切磋。
[关键词]山区高速公路 工程地质勘察 误区
在近年来的公路建设中,尤其是山区高速公路正在占有着越来越大的比例。同平原公路相比,山区公路路线所经过的区域地质环境更加脆弱,地质条件更为复杂,因此,对山区公路工程的勘察难度要远大于平原公路工程。
对公路工程开展地质勘察,其目的是了解公路沿线的水文地质以及工程地质条件,以便为规划、设计公路工程及其施工提供必要的依据与参数。但在目前高速公路勘察现状是工期紧、任务重、外围多,工程地质勘察人员不足,设计与勘察粉粒、技术与劳务分离,往往容易在某个环节出现纰漏或存在误区,使得勘察成果的质量不高。笔者就这几年从事山区高速公路勘察中所经历的一些误区和问题提出来,与同行切磋,欢迎大家批评指正。
1常见误区
1.1忽略工程地质调绘的作用
通过工程地质调绘,可以观察和描述出公路所在山区场地的地形地貌以及地质构造,其它如山区场地的地质界线、不良地质作用以及水文地质等相关地质现象也在观察范围之内。经过对路线区工程地质条件进行初步查明,以便可以对山区场地的稳定性和适宜性做出评价。上述观察和描述可以为布置和设计公路后期勘探工作量及其掌握工程地质条件起到针对性的指导作用。
因为忽略工程地质调绘的作用,加之地质选线的原则未能在工可阶段得到有效的贯彻,公路工程建设所在的走廊带中便出现了比较多的地质病害。更为令人着急的是,这些地质病害的处理难度很大。这种情况的存在也给公路工程的后期工作造成了极大难度。
另外,在公路勘查的初步设计阶段,由于勘查不够严密,导致路线方案常常需要较大的调整。加上工期紧张,就造成很多勘察工作量因此作废。这样的后果也造成路线地质的精度不够,部分工点甚至缺少地质资料,无形中也给设计工作带来了隐患。上述情况的存在使得施工图设计阶段路线方案有时需要进行较大调整。有时,由于对路线地质调查的深度不够,导致遗漏了一些地质敏感点,而这些敏感点正是出现在施工中的地质病害的源头。有的根本没有进行地质调查或深度不到,没有按比例尺定地质调绘路线及地质点。
1.2勘察手段单一,忽略综合勘察技术手段的应用
在山区公路建设中,滑坡等地质灾害是最应该首先考虑到的。如果在勘察时将这些地质病害或不良地质同一般勘察混同,勘察时只采用单一的钻探方法,就查不清一些重要的地质现象,在对地质病害进行分析、判断时自然会造成误导,甚至作出错误的结论。
因此,在对山区公路工程进行地质勘察时需要用到综合物探。综合物探可以与其他勘察方法相互验证,实现更有针对性地指导勘察工作的目的。在应用综合物探方法进行常规地质钻探时,可以以点带(线)面,避免带有按正常地质变化规律推断地质成果的倾向,即便地质条件发生突变,也可以据其揭露出的地质情况对其做出合理的推断,这时就需要物探法来辅助探明。采用适当的物探方法,能及时发现不良地质隐患,避免工程项目直到实施阶段才暴露地质隐患。
1.3不重视特殊岩土的分布及特性
在山区公路工程勘察中,要多考虑山区场地的特殊性岩土。因为山区场地中,这些岩土较为常见。这些岩土会影响到构造物的稳定性,也会影响其正常使用。为了尽量减少这些影响,在进行勘察时应着重查明这些岩土的分布特征及岩土特征,查明其岩土工程特性,查明其对构造物的影响,做出正确的评价,以保证构造物的安全稳定和正常使用。因此,在进行勘察时应考虑山区场地的特殊性,对于特殊岩土的分布范围及特征一定要查明,以便为公路工程建设提供切实可行的整治方案。但在实际操作过程中,往往忽略了特殊性岩土特别是斜坡软土的勘察及分析。
1.4对路基工程勘察的不够重视
在公路工程地质条件的勘察中,对于桥位和隧道等构造物工点常常较为重视。但是深路堑和陡路堤、斜坡路堤以及支挡构造物等路基方面的工点特别是高边坡和不良地质体就不然了,常常被严重忽视。其实,对于它们同样应该引起重视,包括筑路材料料场以及弃土场,也要重视对其的勘察。例如在路基工程勘察中,如果不能充分考虑到横断面的地质条件变化,会导致路基工程在施工中的设计会需要过多变更。
1.5对相关地质现象未进行有效分析
对于山区高速公路的地质勘察完成后,需要整理出勘察报告。可是在以往的报告中,常常出现比较笼统的描述。此外,比较多的一些定性的描述,使得设计与施工人员采纳困难,甚至无法利用。如在外业工作中,发现钻孔岩芯极其破碎,与周围钻孔岩芯变化大,未能进行及时处理分析,在后期施工过程中发现地质问题,需要补钻或修改设计、甚至重新施工等,严重影响施工进度及勘察设计质量。
1.6不够重视资料的综合分析
山区高速公路工程地质条件具有复杂性,工程勘察时需要采取收集大量资料,多种方法如原位测试、综合物探、地质调绘、钻探以及室内试验等的应用,会得出很多的资料和信息。各方面资料和成果都需要进行综合整理和分析研究,以便准确评价线路的工程地质条件、场地以及构造物的稳定性、适宜性。但实际情况是在勘察过程中往往缺乏对整个场地的稳定性、适宜性以及岩土的均匀性的全面认识。除此之外,也缺乏对原始资料以及收集的第一手资料的全面分析,岩土物理力学参数就不能恰当得出,自然也会影响设计,甚至出现质量隐患,发生的工程事故和工程损失比较大。
2结束语
(1)山区公路工程地形地貌、地质构造、地质条件复杂,工作量大,内容繁多,在勘察初期应进行资料收集、汇总分析,加强地质调绘工作。
(2)公路工程地质勘察技术上不仅要解决地基的问题,更主要的是环境地质方面的问题;在进行地质勘察时,不能仅仅使用常规钻探,还需要结合物探、地质调绘等方法对其进行综合分析评价,为设计施工提供准确合理的数据方案。
(3)加强对工程地质勘察人员的培训,提高其专业素质,使公路工程地质勘察队伍更专业。
【摘要】公路工程地质勘察报告是公路工程地质勘察的最终成果,是公路路基及构筑物地基基础设计和施工的重要依据。报告是否正确反映工程地质条件和岩土工程特点,关系到工程设计和施工能否安全可靠、措施得当、经济合理。当然,不同的工程项目,不同的勘察阶段,报告反映的内容和侧重有所不同。本文就有关公路工程地质勘察报告的编写工作进行了有益探讨。
【关键词】公路工程;地质勘察报告;报告编写
前言
公路工程地质勘察报告是公路路基、构筑物设计和施工的重要依据。报告要充分搜集利用相关的工程地质资料,做到内容齐全,论据充足,重点突出,正确评价公路构筑物的场地条件、地基岩土条件和特殊问题,为公路工程设计和施工提供合理适用的建议。
一、公路工程地质勘察内容
1.路线工程地质勘察。主要查明与路线方案及路线布设有关的地质问题。选择地质条件相对良好的路线方案,在地形、地质条件复杂的地段,重点调查对路线方案与路线布设起控制作用的地质问题,确定路线的合理布设。
2.路基、路面工程地质勘察。在初勘、定测阶段,根据选定的路线位置,对中线两侧一定范围的地带,进行详细的工程地质勘察,为路基路面的设计与施工提供工程地质和水文地质资料。
3.桥涵工程地质勘察。按初勘、详勘阶段的不同深度要求,进行相应的工程地质勘察,为桥涵的基础设计提供地质资料。一是对各比较方案进行调查,配合路线、桥梁专业人员,选择地质条件比较好的桥位;二是对选定的桥位进行详细的工程地质勘察,为桥梁及其附属工程的设计和施工提供所需要的地质资料。
4.隧道工程地质勘察。隧道多是路线布设的控制点且影响路线方案的选择。通常包括两项内容:一是隧道方案与位置的选择,包括隧道与展线或明挖的比较;二是隧道洞口与洞身的勘察。
二、报告的编制程序
1.外业实物工作量的汇集、检查和统计。此项工作应于外业结束后即进行。首先应检查各项资料是否齐全,特别是试验资料是否出全,同时可编制测量成果表、勘察工作量统计表和勘探点(钻孔)工程地质平面图。
2.对照原位测试和土工试验资料,校正现场地质编录。这是一项很重要的工作,但往往被忽视,从而出现野外定名与试验资料相矛盾,鉴定砂土的状态与原位测试和试验资料相矛盾。
3.对整个报告进行框架结构规划。由于公路工程地质有其特殊性,属于多专业合作工程。因此,对整个报告提前进行整体框架结构规划是十分必要的。
4.编绘钻孔工程地质综合柱状图。柱状图中标明各层的地质年代、成因类型、承载力基本容许值、摩阻力标准值和地下水位及地质描述。
5.划分岩土工程地质层,编制分层统计表,进行数理统计。地基岩土的分层恰当与否,直接关系到评价的正确性和准确性。因此,此项工作必须按地质年代、成因类型、岩性、状态、风化程度、物理力学特征来综合考虑,正确地划分每一个单元的岩土层。另外应注意,工程地质层的划分,不是越细越好,当然也不是越粗越好,除了遵循一般的划分原则之外,还应结合工程对象进行划分。在正确划分出工程地质层后,编制分层统计表。最后,进行分层试验资料的数理统计,查算分层承载力。
6.编绘工程地质纵断面图和其他专门图件。公路工程地质纵断面图是公路工程地质勘察报告的重要组成部分,对公路工程的设计和施工有着重要意义。
7.编写工点工程地质勘察报告。按以上顺序进行工作可减少重复,提高效率;避免差错,保证质量。
8.编写全线工程地质总说明书。总说明书是报告的核心框架,它全面地分析了整条路线的工程特征,是设计人员掌握全线地质情况的指南。
三、全线工程地质总说明书论述的主要内容
一个完整的全线工程地质总说明书应由下面几部分组成:
1.前言:要叙述工程概况、勘察的目的和任务,勘察依据、勘察的方法和完成的工作量。本部分重点要注意的是:公路的等级,勘察所属阶段,编制报告所使用的规范、规程一定要保证是现行版本,已经废弃的规范不能作为勘察依据。
2.工程地质条件:自然地理、气象和水文条件、地形地貌、区域地质构造、区域地层岩性、工程地质分区。地震活动性和抗震设计主要参数、沿线不良地质和特殊性岩土问题、水文地质特征。
3.岩土的主要物理力学指标:本部分主要是把整条路线的岩土参数,按照岩土形成时间、成因及性质进行数据分类统计分析,然后依据分析结果对各类岩土进行概括性评价。
4.工程地质评价:包括勘区稳定性和适宜性的评价、重点工点工程地质评价和路线方案评价。对于路线方案的比较,主要根据各路线方案所经地区的地质情况的差异进行比较分析,最终推荐出地质情况相对较好的路线方案。
5.沿线天然筑路材料:取土场要依据有关规范的要求,根据土料强度CBR、含水率W、液限WP、塑性指数Ip等参数对料场质量进行评述。
6.结论及建议:结论是勘察报告的精华,一般包括以下几点:(1)区域地质构造单元、地震参数和建筑适宜性的评价;(2)勘区不良地质、特殊性岩土的分布及地质灾害对工程影响的大小;(3)重要构筑物的地基情况、基础形式及其他处理措施;(4)勘区内的地下水及地表水的腐蚀性评价;(5)路线方案的评选;(6)其他需要专门说明的问题。
7.附表及附图:全线工程地质总说明书的附表和附图主要包括:完成工程量一览表、地震液化判别计算表、水质评价表、水质分析报告、路基分段说明表、不良地质地段表、区域地质构造图、路线工程地质平面图、路线工程地质纵断面图、取土场工程地质柱状图、路基工程地质柱状图等。
四、工程地质图表编制要点
1.综合工程地质平面图,在总说明中的附图,要求提纲契领,应纲要性标出各种工程地质现象,或可作专门图件,不能图省事以“路线工程地质平面图”来替代“综合工程地质平面图”。
2.勘探点平面布置图,勘探点平面布置图是在地形图上标明工程构筑物、各勘探点、各现场原位测试点以及勘探剖面线的位置,并注明各勘探点、原位测试点的坐标及高程。该图应在较大比例尺的工程地质图上进行编制,地形地貌复杂时应专门作测绘工作。
3.钻孔柱状图,反映场地的地层变化情况,在图上应标明地层代号、岩土分层序号、层底深度、层底标高、层厚、地质柱状图、钻孔结构、岩心采取率、岩土取样深度和样号、原位测试深度和相关数据。在柱状图的上方,应标明钻孔编号、里程、坐标、孔口标高、地下水静止水位埋深、施工日期等。柱状图比例尺一般采用整比例,如1∶100或1∶150。
4.工程地质剖面图,此图是作为地基基础设计的主要图件。其质量好坏的关键在于:剖面线的布设是否恰当;地基岩土分层是否正确;分层界线,尤其是透镜体层、岩性渐变线的勾连是否合理;剖面线纵横比例尺的选择是否恰当。
5.土工试验成果表,主要有抗剪强度曲线、压缩曲线等,一般由土工试验室提供。
6.现场原位测试图件,包括载荷试验、标准贯入试验、重型动力触探试验、十字板剪切试验等的成果图件。
7.桩基力学参数表,如果建议采用桩基础,应按选用的桩型列出分层桩周摩擦力,并考虑桩的入土深度确定桩端土承载力。除上述附表之外。有的分层复杂时,应编制地基岩土划分及其埋藏条件表。
结语
本文简单介绍了公路工程地质勘察报告的编制方法,由于公路工程的勘察阶段较多,线路工程所跨越的地质单元繁杂,一般每个工程对报告的编制都会有特殊的要求,因此,本文很难将各种情况一一尽述,更详尽的内容有待于进一步论述。
摘 要:为了正确处理山区公路工程建筑与自然条件的关系,充分利用有利条件,避免或改造不利条件,需要进行公路工程地质勘察,查明建设地区的工程地质条件。本文针对山区公路工程地质勘察过程中有几率发生的地质勘察工程问题进行分析,并提出了解决的对策,为类似工程地质条件的公路建设具有一定参考意义。
关键词:山区公路;地质条件;勘察方法
0 引言
随着我国经济的飞速增长,山区经济和资源的开发进程越来越快,由于山区面积占了我国土地面积的大部分,所以各地的条件不尽相同且多样复杂。如果没有深入细致的地质勘察工作和完整可靠的施工方案,山区公路工程将会有巨大的问题。因此结合地质勘察原则并使用有效的手段对工程地质进行勘察是重要任务。下面对此进行讨论分析。
1 勘察方法的选择
从山区公路工程地质条件的特点不难看出,要准确查明山区公路沿线的地层岩性、地质构造、水文地质、地质病害的分布、类型、危害等工程地质条件以及确定建(构)造物基础岩土的物理力学参数,单一运用常规的工程地质勘探方法是十分困难的,如钻探,虽比较直观且能提供满足设计需要的资料,但因受地形、交通、工期和费用等条件限制,工作量很难做够,勘察深度难予保证。因此在勘探方法的选择上应充分利用当地的有利条件和工程地质条件特点,从全面查清工程地质条件,有利于施工实施和节约成本费用等方面出发,采用适当的勘探方法。
2 山区公路工程地质勘察中存在的问题
2.1 工程地质勘察方案不合理
在山区公路工程地质勘察中, 大多工程地质勘察项目虽然也制定了勘察大纲, 但多数项目勘察方案简单、未能针对项目的工程地质条件和工程的特点, 对项目工程地质勘察进行详细规划, 所采用的勘察方法, 时有不合理或欠缺的地方。如桥梁钻孔布置未考虑到山区地质条件的复杂多变, 钻孔数量偏少、钻孔位置不合理;高边坡勘察中对横断面的地质条件变化考虑不足, 地质条件未勘察清楚, 导致施工中高边坡加固设计变更过多;对活动性断层勘察欠缺;隧道勘察中未进行水文测试等等。
2.2 工程地质勘察工作针对性不强
工程地质勘察目的不明确, 勘察针对性不强是山区公路勘察项目较常见的问题, 部分勘察单位仍习惯于“钻探、取样、提承载力”的模式, 无论是路基、桥梁、还是隧道勘察都是这种勘察模式, 这种早期的工程地质勘察模式, 已不能适应山区公路工程地质勘察工作要求[1]。山区公路工程地质勘察的对象主要包括桥梁、涵洞通道;隧道;高边坡、高路堤、软基及不良地质等。不同勘察对象的勘察目的不同,勘察工作中应针对不同的勘察对象, 对勘探方法、取样试验、物理力学指标分析评价等做出不同的要求,并非所有的勘察对象都应提出地基承载力。如高边坡的勘察目的, 主要是查明边坡开挖后的稳定性, 勘察在查明岩土层结构的同时, 还要查明软弱夹层和构造结构面情况, 并提供抗剪、抗滑指标。
2.3 勘察深度不够、定量成果不足
勘察报告描述较笼统, 多是一些定性的描述, 设计及施工人员很难采纳, 甚至无法利用。如在深路堑勘察中,常见地质报告中未能进行稳定性分析, 所推荐的处理方案及措施较笼统, 设计人员无法利用;或者虽然也进行了稳定性分析, 但未用设计拟采用的坡率, 进行稳定性分析;此外, 边坡稳定性评价方法单一, 完全依赖极限平衡法, 未采用工程地质类比法、图解法、极限平衡法和数值分析方法进行综合分析评价,也是较常见的问题。又如在桥基勘察中, 常见对终孔深度把握不准。未能根据桥梁荷载的要求及可能采取的基础形式, 确定钻孔深度。因此, 要么钻孔钻深了, 浪费了大量的财力和时间;要么钻浅了, 不能满足桩基对钻孔深度的要求。再如某山区高速公路初勘中, 对断层构造勘察时, 在评价区域断裂构造对公路的影响时有这样的论述评价“根据区域地质资料, K25 +600处有一断层, 建议路线与断层呈大角度相交”。没有深入查明断裂带的规模和路线的关系对公路的影响等[2] 。
3 山区公路工程地质勘察问题的研究
基于当前山区公路工程勘察中存在的问题, 应在加强从业人员培训, 提高专业技术水平的基础上, 转变勘察技术人员的观念, 在公路的勘察中加强岩土工程的理念, 进一步提高山区公路工程地质勘察水平。
3.1 路段勘察
(1)一般路基
一般路基工程勘察主要按沿线微地貌特征分段,查明各段的地质结构,岩土类别、土的密度和含水状态,基岩风化情况,地下水埋深、变化规律和地表水活动情况;确定路基基底的稳定性,边坡结构形式及坡度;确定设置支挡构造物和排水工程的位置,划分土石工程等级。
(2)高路堤
高路堤作为陡坡路堤的一种特例,也属于重点路基工程(即地形起伏大、路基填挖量大、工程地质条件差的路段),高路堤边坡必须进行稳定性验算,其参数的选择是稳定性验算的关键,需要对地基土及路堤填土提出准确的物理力学参数,因此要针对高路堤做专门的工程地质勘察。
高路堤主要病害是总体沉降、局部沉降、局部沉陷、滑移、路基破坏等。一般的填方路堤和高路堤对路基基底要求应有足够的承载力,路堤基底土的变形性质和变形量的大小主要决定于路堤填土高度、基底土的力学性质、基底倾斜程度、软土层和软弱结构面的性质和产状等。软土层或较软结构面往往使基底发生较大的塑性变形而造成路基的破坏。因此其勘察中的重点是沿陡坡路基顶面或软土层及较软结构面,对陡坡路堤进行设计时必须进行地基稳定性验算,应通过有针对性的工程地质勘察提供准确的陡坡路堤地基岩土物理力学参数。
(3) 陡坡路堤
当地面自然横坡陡于1∶5时就应视为斜坡路堤,当地面横坡陡于1∶2.5时,就视为陡坡路堤。根据斜坡路基病害调查,公路陡坡路基常见病害是纵向裂缝和路基滑移。影响陡坡路基稳定性的主要工程地质因素有以下两个方面:
(1)陡坡覆盖层土体与基岩接触带为透水软弱面,地下水活动引起陡坡路基下滑
(2)陡坡路基岩层软硬相间,其软弱面顺路基倾斜,由于风化强弱差异或地下水侵蚀,地基和路基顺软弱面滑移
对陡坡路堤勘察主要查明地层层位、层厚、岩土类别、分布范围,调查地下水埋深、分布;确定岩土的承载力、抗剪指标和压缩指标。判定在路堤附加荷载作用下,路基沉降和滑移的稳定性。高路堤一般位于沟谷地段,特别是沟底的软弱层应作为勘察重点。
3.2 隧道勘察
由于山区的地形特点及隧道出入口对地形有较高的要求,进行工程钻探往往比较困难。近年来,随着物探技术逐渐成熟和山区高速公路的发展,已被作为主要勘察手段,广泛应用在山区公路隧道勘察中,目前,常用的方法主要有:地震法、瞬变电磁法、高密度电法及可控源音频大地电磁法。工程物探作为公路隧道工程地质勘探的主要手段,测得岩质隧道围岩岩体、岩石纵波速、横波速,从而求得围岩动弹性模量、泊松比等物理力学指标,为隧道洞身的围岩分类、隧道洞室的开挖和衬砌设计提供依据[3]。
4 结束语
综上所述,山区公路工程的建设任务越来越多,传统的勘察方法和手段已经不能适用于今天的工程建设当中了。多方法结合并使用新技术才能满足公路工程的需求,工作人员一定要认真对待地质勘查工作,严格按照有关要求来进行作业,虚心听取专家的讨论对策,为山区公路工程的发展做出应有的贡献。
摘要:进行公路工程建设的过程中,对地质问题要进行首先考虑。地质灾害会对公路工程的建设造成很大的影响,在延长工程时间的同时,增加了工程费用,给人们的生产生活造成损失的同时,也造成了工程巨大的经济损失,有的甚至出现人员伤亡。因此进行公路的建设要对其地质情况进行分析,本文就公路工程地质问题进行分析,提出了具体的地质问题的解决措施,这对促进公路工程准时、顺利的完成有很大的积极作用。
关键词:公路工程;工程地质;地质问题
一、地下水对工程建设造成的危害分析
1.地下水动力作用对工程建设造成的危害
地下水在天然状态下的动水压力作用相对较小,通常不会对工程建设造成危害,但是由于工程活动打破了地下水的平衡状态,在移动的动水压力作用下,通常会产生坑基突涌、管涌、流砂等现象,会对工程建设造成严重的危害,给工程建设的安全埋下隐患。
2.地下水位下降对工程建设造成的危害
地下水位下降通常是人为引起的,例如修建水库截夺下游地下水、大量抽取地下水等,地下水下降程度过大对工程建设造成危害主要表现在以下几个方面:通常会诱发地面塌陷、地表塌陷以及地裂等地质灾害,对工程建设以及工程的稳定性造成严重的危害;地下水水质恶化、水源枯竭,对人们自身的居住环境和用水都会产生不利的影响;工程建设的过程中产生的动水压力,将土颗粒冲刷走,破坏土的机构。以西安市为例,地下水水位下降,加剧了西安地裂缝的活动性。西安市1970年以前,承压水位基本稳定,1976~1985年,承压水下降漏斗中心水位以每年3~6m的速度下降。区域降落漏斗在平行于洼地的伸展方向上面积不断扩大,漏斗中心不断加深,这是产生西安地面沉降的主要原因,也是西安地裂缝在地表活动加快的主要诱因。
3.地下水位上升对工程建设造成的危害
地下水位上升可能是自然因素也可能是人为因素,地下水位上升对工程建设造成的危害主要表现在以下几个方面:导致出现管涌、流砂等现象;一些特殊性质的土体结构被软化,强度降低;会导致出现崩塌等地质灾害;会导致土壤盐渍化、沼泽化,地下水对工程建筑的腐蚀性增强。
二、常见公路工程地质问题
1.滑坡产生的原因及防治措施
建筑场地开挖、山体开裂、采矿、降雨、地震、人工切坡等都会引起滑坡现象的出现,斜坡体有足够的滑动空间,斜坡两侧有切割面,都会导致滑坡的出现,在我国西南的丘陵地区,山势陡峭,山体众多,河流沟壑遍布,滑坡的条件基本满足,因此在此地区滑坡现象经常发生。滑坡具有“小雨小滑、大雨大滑、不雨不滑”的特点,因此降雨最容易引起滑坡现象的出现,雨水在土层大量的渗透,降雨很容易导致滑坡,一般的特点,雨水的大量渗透,斜坡下部的隔水层上形成积水,斜坡上部的土石层饱和,滑体的重量就会增加,土石层的抗剪强度就会降低,滑坡现象就会出现。为了对此类现象进行有效的避免,要采取合适的手段进行预防,卸荷减载工程、坡面防护工程、排截水工程、支挡工程等都是可以运用的手段。
2.崩塌产生的原因及防治措施
崩塌的特点是动量大,面积广,瞬间性破坏极强,这主要同人类不合理的工程开挖活动有关,对路堑开挖过深就会出现边坡过陡的现象,对路基进行开挖时,路基的软弱构造面就会暴露出来,被切割的岩体没有支撑就容易崩塌;不合理的爆破工程等都是造成崩塌的原因。因此进行公路工程施工的过程中,对不合理的高、陡边坡要尽量避免使用,对大切大挖要尽量避免,爆破施工不适合用于构造破碎地段、地质疏松地段,对山体的平衡要进行维持。目前在我国,护坡、护墙、拦截、遮挡、排水等措施被用在预防崩塌中。
3.泥石流产生的原因及防治措施
在沟谷深壑,山区等地形险峻的地区,因自然灾害、暴雨暴雪等引起携带有大量石块以及泥沙的山体滑坡,形成特殊洪流的就是泥石流。泥石流具有流量大、流速快、破坏力强、瞬间性等特点。要形成泥石流,上游堆积有丰富的松散固体物质,容易积水、陡峭的地形要存在,再加上很短的时间内大量的流水,形成泥石流的条件就会具备。在山区道路中,泥石流是其中主要的地质灾害,一般在植被破坏严重、水土流失、地震强度大、频率高、岩体风化破碎的山区容易出现。在高山冰川融化、暴雨季节等最容易发生。封山育林、改良植被,修建遮挡物或者排洪道,调节地表径流,避免积水等是预防泥石流的主要措施。
三、公路工程地质勘查具体方法
1.重视岩土水理性质的测试研究
岩土水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理力学性质都是岩土的重要性质。岩土内部的水理性质会对其整体的强度与形状造成一定的影响,有部分性质甚至会对工程的稳定性能造成直接性的影响,其中包含了软化性、胀缩性以及崩解性等。岩土崩解性的相关因素是其土质颗粒的构成成分、矿物质的成分等。过去在对岩土的勘察过程中,往往会将着重点放置在其物理的力学相关方面,其水理性受到了忽视,因此,在对岩土方面的地质评价过程中,其全面性有待加强。岩土内部的水理性主要是由其岩土与地下水之间发生相互的作用产生,地下水在岩土中的存在方式各有不同,其对岩土水理性质的总体影响也存在着不同,其影响度又与岩土自身的类型有所关联。
2.制定完善的岩土工程勘察报告
工程地质勘察所得出的最终成果为岩土工程勘察报告,它能够为建筑工程地基基础设计起到重要的参考作用。岩土工程勘察报告中包含很多方面的内容,如地下水类型、含水层分布状况、地表体与含水层间的水利联系、水文地质参数、地下水补给、径流及排泄、地下水位季节变化趋势等。因此在工程地质勘察工作中必须要确保岩土工程勘察报告的科学性、准确性与全面性。
3.查明情况、结合实际
工程地质勘察中主要包含水文地质、地形地貌及岩土物理性质等工程地质条件,在具体的工作中查明工程地质条件之后必须要充分结合项目的实际情况并对工程地质所带来的影响给出客观评价,从而为工程项目设置良好的安全防护措施提供重要参考依据。
4.提高对工程地质研究力度
工程地质研究是保证工程质量的核心内容,所以必须加强对工程地质的研究力度,举例而言,增加地质勘探报告的数据分析内容,从而增大报告自身的使用价值,使其成为日后勘探作业的宝贵财富。与此同时还要提升综合分析的能力,不仅要对地质地貌进行研究,还要对水资源等自然资源进行深入剖析。
5.规范勘探技术的应用
随着经济的高速发展,传统的技术管理理念已经无法在二十一世纪得到普遍的应用,在此基础上所使用的技术也要得到统一的规范,建立一支专业技术团队,加强技术的指导是志在必行的措施。这一内容目前得到众多企业的认可,并已经采取实际行为,规范勘探技术,从根本杜绝问题的产生,为工程地质勘探提供最佳的“工具”。
6.运用高科技手段进行勘查
对水文与环境地球物理勘探进行调查,如地质、水文地质情况以及地下水分布状态。需要注意的是,重点应该放在地面调查较为困难或是难以解决问题的地段进行物探工作,条件允许的情况下还可以将高密度电法勘探和激发极化法电法勘探加以结合,从而保证工作能够达到深度、分辨率要求。不仅如此,在工程地质勘探和水文地质勘探中还可应用瞬变电磁法和高密度电发勘探结合使用进行深部精细地质结构的勘察工作。
综上所述,针对公路工程建设中可能出现的地质问题,我们对其水文地理等要进行分析、勘察,对影响工程建设的因素要进行分析,得出保证工程质量的具体办法,只有这样才能保证公路工程的建设,保证工程建设的质量,保证公路使用功能的发挥,使用寿命的延长,促进我国公路事业不断的发展。
摘要:公路是陆地交通运输的干线之一,作为既是线性建筑物,又是表层建筑物的公路和桥梁,往往要穿越许多地质条件复杂的地区和不同的地貌单元。所以,为了确保公路工程的安全性,就必须对公路工程沿线的地质进行详细的勘察。本文对公路工程地质勘察的主要方法和步骤进行了详细的论述,以供广大同仁交流探讨。
关键词:公路工程地质勘察;方法;步骤
引 言:公路工程的地质勘察,就是运用工程地质的理论和各种技术手段,实行调查、研究公路要穿越地带的工程地质条件、为公路选线、设计、施工和使用提供经济合理而又正确完整的工程地质资料。同时公路工程地质勘测直接关系到路基、桥隧的安全,应引起高度重视。
1 公路工程地质勘察的主要方法
1.1 工程地质测绘
一般采用沿程测绘的方法,其测绘宽度一般包括中线两侧各200 m、300m。对于专门目的或地质条件的重点工程地段,应进行大面积工程地质测绘,这时的测绘线布置常采用路线穿越法和顺层追索法。而观测点的布置必须选在具有代表性的地质现象的天然露头、人工露头处。目前在公路桥梁测绘中应用最多的测绘技术是应用航片和卫片测绘。航片的应用主要是运用室内光学仪器编制地形图,或者通过地质专业判译编绘工程地质图。而测绘技术中效果比较好应是卫片测绘技术,其优点主要是卫片拍摄地面范围大;反映宏观形态特征较清楚、解释效果比较好;卫片中包含的信息量大,可根据色调和形态特征,能够解决工程地质测绘中的很多问题。
目前公路勘察中可利用卫星遥感影像信息资料对项目区的地形地貌、地层岩性、地质构造、不良地质与特殊性岩土等进行圈定、判释,为路方案选择、线位展布提供宏观资料。在此基础上利用1:5 万和1:1 万线位地形图为底图,进行实地工程地质调绘、验证,对路线通过地带及重点构造物场地进行全面的工程地质分析研究,编绘 1:5 万和 1:1 万综合工程地质图。
1.2工程地质勘探
勘探是工程地质勘察的重要方法,是获取深部地质资料必不可少的手段。能提供设计所需的技术参数,在桥隧、涵洞、不良地质处理中应用广泛。在进行地质勘探时,应充分利用地面调查测绘资料,合理布置勘探点,认真分析勘探成果,避免不必要的工作;公路工程地质勘探方法主要有挖探、钻探、地球物理勘探(简称物探)几种。
(1)挖探
挖探是工程地质勘探中最常用的一种方法,可分为坑探和槽探。它就是用人工或机械方式进行挖掘坑、槽,以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层之间接触关系等地质结构,并能取出接近实际的原状结构土样,该方法的特点是地质人员可以直接观察地质结构细节,准确可靠,且可不受限制地取得原状结构试样,因此对研究风化带、软弱夹层、断层破碎带有重要的作用,常用于了解覆盖层的厚度和特征。
(2)简易钻探
简易钻探是公路工程地质勘探中经常采用的方法。具有工具轻,体积小,操作方便,进尺较快,劳动强度小等优点。但缺点是:不能采取原状土样或不能取样,在密实或坚硬的地层内不易钻进或不能使用。“麻花钻”是在公路工程中常见的简易钻探方法。
(3)钻探
在工程地质勘测工作中,钻探是广泛采用的一种最重要的勘探手段,它可获得深部地层的可靠地质资料。钻探按钻进方法分有回转、冲击、振动和冲洗四种。在公路工程地质勘测中,钻探主要用于桥梁、隧道及大型滑坡等不良地质现象的勘探,一般是在挖探、简易钻探不能达到目的时采用。钻探作为最重要的勘探手段其提供的成果亦是相当详尽的。
(4)物理勘探
物理勘探简称“物探”。不同成分、不同结构、不同产状的地质体在地下空间呈现不同的物理场分布,物探采用专门的仪器,通过观测这些物理场的变化,来判断地下地质情况。物探的优点是效率高、成本低、仪器和工具比较轻便。但是由于不同土、石可能具有某些相同的物理性质,或同一种土、石可能具有某些不同的物理性质,因此有时较难得出肯定的结论,必须使用钻孔加以校核、验证,所以物探有其一定的适用条件。
1.2 公路工程地质试验及长期观测
(1)为了进一步验证工程地质情况,有时候需要在现场取有代表性的试样,送到试验室进行相关项目的试验。或者直接进行原位测试,就是直接在野外现场进行测试。两种试验方法相比来说,原位测试由于不用花费人力、物力搬迁土样,因此原位测试在工程地质试验中采用最多。目前原位测试中采用最多的有静力载荷试验(CPT)静力触探试验、圆锥动力触探、标准贯入试验、十字板剪切试验、扁铲侧胀试验、旁压试验、波速测试、现场大型直剪试验、块体基础振动试验等。
静力载荷试验指在拟建场地上,在挖至设计的基础置深度的平整坑底放置一定规格的方形或圆形承压板,在其上逐级加荷载,测定相应荷载作用下地基土的稳定沉降量,分析研究地基土的强度与变形特性,求得地基土容许承载力与变形模量等力学数据。静力载何试验分为平板载何试验、螺旋板载荷试验、深层平板载荷试验等。用以确定地基土的临塑荷载、极限荷载,为评定地基土的承载力提供依据;估算地基土的变形模量、不排水抗剪强度和基床反力系数。其试验装置为承压板、加荷与传压装置及沉降观测装置等。根据实测结果绘制沉降与时间(s~t)关系曲线及荷载与沉降(p~s)关系曲线,由此确定地基承载力、地基土的变形模量、估算地基土的不排水抗剪强度、估算地基土基床反力系数。
静力触探试验指通过一定的机械装置,将某种规格的金属肩探头用静力压入土层中,同时用传感器或直接量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力,以此来判断、分析、确定地基土的物理力学性质。静力触探试验适用于粘性土、粉土和砂土,主要用于划分土层、估算地基土的物理力学指标参数、评定地基土的承载力、估算单桩承载力及判定砂土地基的液化等级等。
(2)进行公路地质勘察时应对工程地质进行长期观测,其观测内容主要是观测与工程有关的地下水的动态观测;不良地质现象的观测;建筑物修建与周围环境相互作用的动态观测。
2 公路工程地质勘察规范运用过程和步骤
2.1 钻孔布置
平面布置规范规定,应沿道路中线布置,当道路宽度较大时,宜在道路两侧交错布置占孔。当路基岩土条件复杂时应布置横剖面。我认为在路堑、陡坡路堤(经常是半挖半填路段),须进行支挡工程的地段应布置横剖面,具体布置可参考”边坡工程规范”。
2.2 勘探孔孔距
在一般情况下可按道路性质布孔,布孔时应注意两点,一是每个地貌单元,不同地貌单元的交界处均应布置勘探孔。同时在微地貌和地层变化较大地段予以加密。此处的地貌单元指平原(堆积地貌)岗地(剥蚀堆积地貌),丘陵山区(剥蚀地貌),微地貌指平原中的,河漫滩,低平原,高亢平原等,岗地中的坳沟岗地等。二是规定有机质垃圾,疏松的杂填土,未经沉实的近期回填土及软土分布地段应查明其分布范围,勘探孔距宜控制在20~40m。
2.3 勘探孔孔深
原地面或设计地面标高(挖方地段)以下2~3m,规定为原地面以下5m,或挖方地段为设计路面下4m。规范同时规定当为有机质垃圾、疏松的杂填土,未沉实的近期填土,软土和可液化层时孔深应适当加深或钻穿该土层;当高路堤地段孔深应满足地基承载力、变形计算、稳定性分析评价要求及地基处理要求。路堑,陡坡路堤,支挡工程孔深也应满足上述要求。总的说来道路工程钻孔的特点是:①所有钻孔都必须取样;②市政钻孔应封孔;③多数钻孔应量测水位。
2.4 取样与试验
(1)地基土与路基土
市政规范规定桥涵,室外管道,堤岸工程等划分地基岩土应与现行建筑地基础规范一致,对道路路基土应执行《城市道路设计规范》。地基土的概念大家已很清楚。主要说一下路基土。什么是路基,路基是路面的基础,承受由路面传来的行车荷载,它又分为路床、路堤。路床又分为上部0.3m,称做上路床,0.3~0.8m,称下路床。0.8~1.5m称上路堤,1.5m以下称下路堤,需要指出的是,路堤是填方路基,当为挖方路基,或以后地面为路面标高时就不存在路堤而只有路床存在。对于路基土也就是路床及路堤部分土的定名及试验方法均应遵照现行公路土工试验规程。路堤土来自取土场,如进行取土场勘察时应遵照上述规程办理。路基土下面的土分类规范没有说,我想应该称地基土,按目前习惯似乎可以按《建筑地基规范》的规定来执行。
(2)取样间距与测试
规范规定在原地面或设计地面以下1.5m范围内每间隔0.5m取一个样(公路规范是0.5、1.0、2.0、4.0m取样)。采取的土样应做颗粒分析,天然含水量和液塑限,以便划分路基土类别和土基干湿类型,干湿类型的划分按路床顶面以下0.8,深度内平均液性指数按大于1.00,为过湿,0.75~1.0为潮湿类型,0.5~0.75为中湿类型,小于0.5为干燥类型,需要指出的是公路规范规定应按平均稠度指标来判定,二者有不一致之处。
2.5 工程地质勘察报告
首先是文字部分:(1)勘查工作的任务和概况;(2)是否存在影响建筑物地基不稳情况存在及其影响程度;(3)工程场地的地质土层结构、强度及各土层物理力学性质;(4)低下水位的深度、水质情况、变化情况及对建筑材料的腐蚀程度;(5)在地震设防区划分场地类型和场地类别,并判别饱和沙土及粉土;(6)对建筑地基基础方案进行分析,提出经济可行的设计方案意见,尤其对地基设计和施工中需注意的地方检出建议;(7)当工程需要时,尚应提供:深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的技术参数,论证其对周围已有建筑物和地下设施的影响;基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议;提供用于计算地下水浮力的设计水位。
其次是图表部分:(1)勘探点平面布置图;(2)工程地质剖面图、综合工程地质图或工程地质分区图;(3)土的物理力学性试验总表。重大工程根据需要,绘制综合工程地质图或地质分区图、地质柱状图或综合地质柱状图和有关试验曲线。
3 结束语
总之,公路工程地质勘察工作任务艰巨,必须明确其目的,克服各种因素,正确利用公路工程地质勘测方法对提高设计质量,有效控制工程造价和工期有着无法替代的作用。公路工程地质勘测作为公路建设中的重要手段,应引起我们足够的重视。
摘要:作为道路工程中比较重要的一种――高速公路,也是受到了各方面的重视。在高速公路工程的建设中,边坡的分类关系到了整个高速公路工程的设计,因此,对于边坡的分类应该高度重视。现在的边坡分类,大都是按照其破坏的形式进行简单的分类,对未变形边坡并没有分类。在结合了工程的实践之后,提出了比较适合高速公路工程的边坡地质分类。本文便对这些边坡的分类进行深入浅出的探究和分析。
关键词:基础设施;高速公路;边坡分类;地质
根据工程的实践以及对高速公路边坡勘察结果的分析,对于未变形边坡进行大方向上的分类。一般分为岩质边坡、土质边坡和土石边坡。对于变形边坡就按照其变形的特性进行分类。
一、 边坡分类的现状
目前,国内外对于边坡的研究都比较深入,对边坡的分类也有自己的见解,这就造成了对边坡的分类有很多种方法。其中依据的原则、标准及目的也都不相同。迄今为止也并有一个统一的标准来对边坡进行分类。在实际的勘测中,大都是按照各自确定的分类标准对边坡的破坏形式进行分类。对于未变形的边坡,大都不去研究,对于专门为某项工程目的服务的边坡分类更是匮乏
现在来说,常见的分类所依据的标准是:边坡的形成的原因、边坡的结构、边坡的岩土特性、边坡的变形破坏形式等等。对变形破坏形式的分类尤为复杂,有的根据变形的特征,有的根据变形的时间,有的则是根据变形的发育阶段进行分类。
总而言之,对于边坡的分类,国内外的研究人员提出了许多的方式方法,同样的分类的目的也是不尽相同的。但是在这其中,这些分类的方法都有一个共同的特点,那便是仅仅只是对变形形式的分类。对于边坡并没有进行综合的工程地质分类,这样对于我国的高速公路工程的勘测就带来了不便。本文试着综合工程的实际,提出一种比较适合应用于高速公路工程边坡的地质分类。
二、 分类的目的和原则
(1)分类的目的
高速公路工程边坡的地址分类是在结合了我国高速公路工程的勘测的结果之后,将各种不同地质特性的边坡加以区分和整理,不同的边坡代表不同的工程地质特性。各自之间对于工程的影响也是不尽相同的。因此,对于边坡工程地质分类的主要目的便是:
①结合实地的工程勘测,能够根据分类的特征对边坡属于哪一种类进行快速的辨认,从而能够迅速的掌握其特性和主要应用的工程。
②根据分类,能够迅速的对边坡的各种属性做出判断,比如对其的稳定性进行初步的分析和评价,从而能够判断出对整个工程的影响。
③根据分类,能够结合理论的数据分析等,对在工程实施过程中可能出现的问题进行预测,同时也可以针对性的提出解决方案。
④根据分类,当出现的边坡问题比较复杂时,能够为下一步的勘测工作提供有力的理论依据和工作方向指标
(2)分类的原则
为了能够在实际的工程应用中比较方便,按照以下的原则进行分类:
①分类以实践为基础。
②为了方便在实地的勘测中对边坡进行快速的辨认,并对其特性做出评价,在分类中,需要对边坡的特性以及可能对工程出现的影响加以说明。
③对边坡工程地质的特质进行分析分类时,要说明其对工程的影响。
④分类依据为:结构、岩土性、变形的特征。
三、 高速公路工程边坡的工程地质分类
根据上述的分类原则,结合了实际的高速公路工程中所遇到的边坡,进行了如下的分类。按照边坡和工程之间的将边坡分为了人为边坡和自然边坡两种;按照人工边坡的建筑方式分为填方路堤边坡和挖方路堑边坡两种;按照边坡便性情况的不同分为了变形边坡和未变形边坡两种;按照边坡的岩土性质分为了岩质边坡、土质边坡以及土石边坡三种。根据其结构的不同还可以进行更加细致的分类。按照边坡的高度、坡脚等还做出了一般性质的分类。
(1)岩质边坡的分类。
根据岩质边坡的岩土性质的不同进行以下分类。
①侵入岩边坡。比如说花岗岩等性质的边坡,此类边坡的岩土性质比较单一,强度比较高,呈块状的结构,一般是形成陡坡,并且具有发育成卸荷裂缝的特性。
②喷出岩边坡。比如说玄武岩以及流纹岩等等。这种边坡的强度不同的岩质之间的强度差距比较大,一般的具有层状或者是类似层状的结构,受到其形状的影响,边坡的形态不固定。
③碎屑沉积岩边坡。比如说砂岩、页岩等。强度的差别比较大,形成的边坡呈现层状结构。边坡的形状收到其本身形状的控制,不具备唯一性。
④碳酸岩类的边坡。比如说石灰岩等等。强度比较高,大都呈现层状结构,边坡常常形成悬崖状。
按照边坡的岩体结构来进行分类,可以分为:
①块状结构的岩土质边坡。块状边坡指的是由大块的沉积岩或者是岩浆岩所构成的边皮,这类的边坡没有细致的层状节理分布,并且不具备层状边坡的特性。
②碎裂结构状的岩土质边坡。碎裂状的岩土边坡指的是有强烈发育的不规则的节理的各种岩石边坡。由于边坡上面的节理比较复杂和混乱,所以边坡的状态大都是相互镶嵌式的碎块。
(2)土质边坡分类
①黄土边坡。黄土边坡一般称棕黄色,并且具有多孔性。成分多以颗粒为主,质地比较均匀,干燥的时候较为坚固,但是遇到水容易受到侵蚀而脱落,边坡的形态一般为直立状。
②砂土性边坡。砂土边坡指的是由结构较为疏、粘聚力较为低的砂土构成的,一般透水性比较大,在振动力比较大的时候,容易液化。
(3)土石边坡
由土和质地较为坚硬的岩石所组成的边坡便称之为土石边坡,根据土和岩石在边坡中的种类的不同,可以分为碎石土边坡和岩土混合边坡这两类。
碎石土边坡是指由比较坚硬的碎石块和砂土的碎屑所组成的边坡。而按照其形成的条件又可以分为堆积型和残积型,这两种的区别在于前者是经过了砂土的迁移和搬运形成,而后者并没有经过砂土的迁移和搬运,残积所自然形成的。边坡由岩石和砂土较为杂乱的混合而成,称之为岩土混合边坡。这种边坡呈现叠状结构,一般的上部为岩石,下部为砂土。
(4)按照边坡的高度和边坡的坡脚分类如下表:
(5)变形边坡的分类
①滑动变形边坡。这类的边坡是由岩石的一部分沿着一定的角度和平面,受到某种力的作用下,相对于另一块岩体进行了滑动所产生边坡。滑坡是滑动边坡的常见形式。
②蠕动变形边坡。蠕动变形边坡指的是由于种种原因,岩体发生了长期的缓慢的变形的情况。这种变形可以是长期、连续性的,也可以是间接性的跳跃性的。
③崩塌变形边坡。崩塌变形边坡指的是,一部分岩体在受到某种力的作用下,突然性的从母体的岩体上脱离所形成的的半坡。崩塌边坡一般的呈现堆积状。
结语:
本文结合了高速公路工程勘测的实际,深入的对边坡的分类进行了分析和探究,对于边坡的分类也进行了详细的叙述和分析,更是对高速公路工程边坡的工程地质分类也提出了相应的见解。
摘要:目前,公路地质勘查的方式繁多,且都有着各自的特点和作用,为了实现对不同方法的综合使用,提高公路地质勘查工作的水平。本文结合工程实例,对不同的勘查方法及应用进行了简要的阐述。
关键词:公路;地质勘查;方法;综合运用
1 工程概况
某公路工程全长约140km,是贵州省公路网的重要组成部分,也是所在地区前往其他省份的唯一快速汽车通道。公路穿越的地形包括丘陵区、低山区、山间盆地区等。其中,低山丘陵区在公路全长中所占比例约为85%,高差相对较大,地形坡度在25°~45°之间,尤其是某一路段需要穿过山脉,地形条件极其复杂。由于这段路线地形陡峭,且以隧道和桥梁为主,因此给勘察工作带来了极大的挑战。
2 地质情况
2.1 地质特征
区域内的构造活动较为强烈,岩浆侵入面积较大,次级构造极为发育。同时,线路的中段区域表现为背、向斜相接合部位。区域性构造方向与构造发育形迹基本相同,以北东向为主,北西向网络状构造体系少量存在,岩石破碎、断层发育、风化强烈。路线穿越的地层较多,岩性复杂,依次为寒武系、志留系、中上泥盆统、白垩系与第四系。中段燕山期和花岗岩大面积出露,西段变质岩广泛分布,东段沉积岩广泛分布。岩性包括砂岩、片岩、板岩、泥灰岩、粉砂岩等多种类型。
2.2 水文地质
沿线地下水主要包括基岩风化层孔隙裂隙水、第四系冲洪积砂- 卵砾石层孔隙潜水、灰岩岩溶水、基岩裂隙水等。地层、地形等因素对地下水的排泄条件和补给影响较大,其中,岩溶发育、断层破碎地段是本次勘察工作的重点和难点,也是整个线路中的重点地段。
3 勘查方式
针对线路所在区域地质构造复杂、地形条件交叉、地形单元多、水文地质条件复杂、地层岩性多变、植被发育等特点,除了常规的勘察方式外,工作人员还针对性地选择了勘察方法。
3.1 遥感技术
在线路的对比和选择阶段,对遥感技术(即RS技术)进行综合应用,可以收到非常理想的效果。该技术的图像具有全面性、真实性、宏观性等特点,能够为不良地质、地质构造、地形的有效识别提供依据,且能够消除覆盖层、植被、地形等带来的不利影响,通过对图片的分析即可获得区域内的工程地质、水文地质、环境地质、地层、地质构造等多方面资料,避免在项目实施过程中遭遇特殊性岩土或不良地质,不仅为安全、优质的施工奠定了坚实的基础,也让工作人员的选线得到了有效的数据支持。
通过对RS图像资料的分析,可以对沿线的不良地质现象、地质构造、地层岩性等位置进行区分,为地质测绘人员提供工作靶区。例如在K65+400~980段,RS图像表现为块状灰色调夹平直灰黑色调,宽度较大,高差较小,因此,将其判定为宽度较大的断层,这一结论在随后的现场操作中得到了证实。在花岗岩分布区,RS图像则表现为大片姜状图形,色调为浅灰~灰白,高差较小,地形较缓;在变质岩区,图像表现为大片块状的灰黑和灰色,高差较大,地形较陡;在花岗岩分布区,滑坡区图像表现为灰白色,局部存在灰黑色调;在变质岩区,滑坡区图像表现为灰色加局部灰白色。
3.2 GSP技术
GSP定位的优势在于全天候、高精度、高效率、操作简单、功能较多,通过GSP进行不良地质点的定位、构造点的追索延伸、地质点测量定位等具有较高的应用价值,能够使定位精度得到进一步的提升。
在实际工作中,K65+400~980段为断层分布,后期岩浆侵入,岩性多变。断裂破碎带的宽度约为200m,原岩为砂岩和砂砾岩,裂隙发育,白色石英脉大量,构造岩破损,裂隙中常见填充的石英,整体性较差。通过GSP定位,将野外的实际情况直接反映在平面图当中,不仅速度快,而且精确度高,对于勘查工作的指导具有重要意义。
4 物探测试的相互补充
4.1 GPR的应用
GPR也就是我们常说的探底雷达,主要用于地下介质分布的确定。该技术主要采用雷达天线将无载波电磁脉冲发往地下,并接收由不同介质界面反射的回拨。由于电磁波在介质传播的过程中,电磁场强度、波形和路径会因为介质的几何形态与电性质的差异而发生变化,因此,通过回波旅行时间、波形和幅度即可探知地下介质的埋藏目的体和地层结构。不同介质内部的电磁波传播特点会使其发生折射、透射、反射等现象,GPR的工作原理也在于此。电磁波被反射后,会被接收天线接收,并由主机对电磁波的运动特征进行记录,处理后形成断面的扫描图。工作人员通过对图像的读取即可了解地下目标物结构的实际情况。线路处于山区,林密山高,勘察工作较难开展,而GPR技术的应用则有效解决了这一难题。在K65+400~980断层分布地
段,断层部位的纵波速度为513~822 m/s,较正常的1 210~3 930 m/s出现了大幅度的下降。物探曲线的分析结果为土层较厚,实际为断层具有向下延伸的趋势,不过界限并不明显。在岩土层正常分布的地段,GPR结合钻孔资料能够对岩土分层情况
进行全面反映,有利于地层分层评价的顺利进行,对隧道围岩的分级具有重要的指导意义。
4.2 高密度电阻率法的应用
该方法是常规电法的进一步发展,工作原理与之类似,即借助岩土介质的导电性差异,通过分析和研究构建地下稳定电流场的分布规律,从而解决相应的地质问题。与传统的工作方式相比,高密度电阻率法能够自动进行测量电极的转换,测量次数因此大幅降低,具有高精度、高分辨率、直观等特点。地下介质的电性变化可通过人工建立的稳定电流场的变化进行测定,分析后即可得出地下障碍物的形状、性质、埋深等内容,因此在滑坡体、断层破碎带、岩溶等的探测中得到了非常广泛的应用。在K65+400~980断层的分布地段,受地形高差大、土层较厚、植被发育、难以钻孔等因素的影响,井探、槽探无法达到测量要求,因此换用高密度电阻率法。通过野外地质测绘队大致走向进行判断,并按照垂直走向进行无探险的设置。
4.3 基础地质成果的应用
在公路地质勘查工作中,钻探是了解地面下岩土层的最为基本的方式,而工程地质测绘则是对地面岩土层分布情况进行掌握的最直观方法,如果能够使用物探进行补充,就可以收到更为显著的效果。在采用物探、遥感等勘查方式的同时,工作人员对基础地质十分重视,将物探、钻探、地质工作有机地结合到一起。例如在对K66+500的边坡进行测绘时,设计边坡与石英砂岩同向,列席组合为顺坡向。钻探资料表明,基岩埋藏较浅,且硬度较大,在进行边坡的开采后非常容易导致顺层滑动的问题。因此建议将路线向南移动,或采用锚索、放坡等方式进行加固处理,但是这两种方法不仅造价较高,而且在日后的使用中还会引起一些不必要的麻烦。设计部门对这些结论进行了分析,在充分结合相关地质勘查资料的基础上,对线路进行了相应的调整。
5 结语
1)在进行山区公路勘查时,综合采用钻探、物探、遥感、地质等方法,将会收到更为显著的勘查效果。
2)在山区勘探工作中,RS技术无疑是先行者之一,能够有效地将各类地质内容总结归纳为“靶区”,对于其他地质工作的开展具有重要的指导意义。
3)GPR、高密度电阻率法等物探方式的应用,能够提前预报下伏地层的相关情况,为提升钻探工作的针对性提供依据。
4)基础地质工作的有效开展,能够为山区公路路线的合理选择提供借鉴和指导。
5)山区公路地质勘查工作的有效开展,离不开GSP的路线导向作用和现场定位功能,对其进行合理使用,将会在很大程度上提高工作的精确度和效率。
【摘 要】随着经济的持续发展和公路工程项目建设的持续发展和进步,高速公路工程项目建设也逐渐受到了重视,公路工程项目的建设推动了经济的发展以及国家的进步。而高速公路工程边坡的工程地质的分析和研究的增多,对高速公路的建设有着十分重要的意义,通过对告诉公路边坡工程地质的分析,为高速公路的建设奠定了基础。
【关键词】高速公路;工程边坡;工程地质;分类
江西地貌以山地、丘陵为主,约占全省总面积的78%;地势周高中低,省境边缘群山环绕,中南部丘陵起伏,山体多由变质岩和花岗岩组成。江西省是我国地质灾害比较严重的省份之一,属于地质灾害易发程度较高的地区。省内地质灾害发育,因地质灾害造成的人员伤亡、财产损失情况严重。据不完全统计,全省共有地质灾点25712,规模较大、损失较严重的地质灾害点1209个,共造成869人伤亡,直接经济损失达32669.73万元。特别是近几年来,降雨诱发的地质灾害发生的频率、强度越来越高,造成的损失和危害越来越严重。由此,对于相关地区工程边坡的工程地质的分析有着十分重要的现实作用和意义。
1 按照岩性进行分类
(1)侵入岩边坡。例如花岗岩边坡,岩性相对单一,具有较高的强度并呈块状结构分布,呈陡坡发育卸荷裂隙。
(2)碎屑沉积岩边坡,例如砂岩、页岩、砾岩边坡,不同类型的沉积岩的强度不同,往往呈层状结构进行分布,边坡的形态受到岩层的产出状况的影响,页岩的透水性相对较弱。
(3)喷出岩边坡,例如玄武岩凝灰岩、凝灰角砾岩、流纹岩边坡等等。不同类型的喷出岩边坡的强度差异也较大,并且呈裂隙发育,有时具有层状或者类似层状的结构,孔隙性较大,边坡的形态收到其结构形态的控制。
(4)碳酸岩类边坡,例如石灰岩、白云岩边坡等等,边坡的形态受到岩层产出状况的影响,往往形成悬崖,部分岩溶发育。
(5)软弱岩层边坡,例如泥岩、页岩、泥灰岩、河湖相砂页岩、半成岩等,强度较低,容易分化。
(6)夹有软弱夹层的沉积岩边坡,例如带有泥化夹层或者坡碎夹泥层的砂岩、石灰岩、页岩等等,具有层状结构。
(7)变质岩类边坡,例如片岩、片麻岩、千枚岩、石英岩边坡。大多呈现片状或者层状结构分布,岩体不够完整。
(8)特殊岩类边坡,例如带有石膏、盐等易溶岩层,强度较低。
2 按照岩体结构进行分类
2.1 碎裂结构岩石边坡
是指带有强烈发育的不规则节理裂隙的岩石边坡,在沉积岩、岩浆岩或者变质岩等地区都可能出现,尤其是在断层交汇部位以及严重构造挤压部位较为常见,由于边坡上节理裂隙较为密集且方向凌乱,有时难以划分出岩石的层状结构,边坡岩性多为相互镶嵌的碎块结构,然而从宏观上可将该种边坡形式视为散体,边坡的形态与节理裂隙的切割程度以及组合形态密切相关。
2.2 块状结构岩石边坡
一般由块状岩浆岩或者巨厚层沉积岩所构成的边坡,该种边坡就局部地段而言并没有层状节理分布,并不具备各种层状岩石边坡的特性,根据其物质组成分析可将其视为相对均质体。
2.3 层状同向缓倾岩石边坡
大部分是由坚硬层状岩石够构成的边坡,岩层的倾向与边坡倾向保持一致,但其倾角比边坡的坡脚要小,坡面切断了岩层的层面。由于其具有该项特征,由此在坡脚以上的岩层具有路面方向活动的空间,而当层面之间的抗剪强度较低之时,将沿着层面产生滑动。
边坡稳定性主要受到岩层倾角、层面抗剪强度以及边坡岩体的节理裂隙切割状况的影响。层状同向缓倾边坡较为常见,这是由于施工开外对边坡坡脚进行人为改动,从而导致边坡由缓变陡,从而切断了层面,尤其边坡岩层被坡面切断之后,最为常见的是顺层滑动,尤其是沿着软弱夹层进行滑动。若是节理裂隙的切割便于坡体的切割,下伏设有软弱夹层之时,在雨后更容易产生滑动。
2.4 层状反向结构岩石边坡
该种类型的岩石边坡,岩层的走向与边坡的走向基本保持一致,而倾向则与坡面的倾向相反,也可称为逆向边坡,该种边坡由于沿着层面缺少滑动变形的空间,由此无论岩层倾角的大小,一般状态下基本能保持稳定。
2.5 层状斜向结构岩石边坡
是指岩层与坡面走向呈现一定的夹角的层状岩石所构成的边坡,也可称为切向边坡,是高速公路当中较常见的一种边坡的类型。
2.6 层状同向陡倾岩石边坡
是指岩层的走向与边坡的走向基本保持一致,然而岩层倾角比边坡坡脚的岩石边坡要大,同时由于坡面未将岩层的层面切断,由此,并未给岩层层面下滑的空间,一般状况下能保持稳定。
3 按照土质进行分析
3.1 砂性土质边坡
主要由砂或者砂型土所构成的边坡,其结构较为稀疏,年距离较低,一般而言透水性较强,饱和含水的均质砂土边坡,容易在振动力的作用下液化产生液化边坡。
3.2 粘性土质边坡
颗粒细密,而由于不同边坡的生长环境不一致,不同粘土的组织结构、物理力学特征等具有较大的差别,同时对边坡的稳定性影响也不一致,然而一般具有干时坚硬开裂,遇水膨胀分解等软塑性特征。
3.3 黄土质边坡
一般呈淡黄色或者棕黄色,呈现多孔性特征孔隙比例一般为40~50%,以粉粒为主,质地均一,无层理发育,无柱状节理以及垂直节理发育,天然状况下含水量较少,干燥时较为坚固,呈现竖直状,然而遇水容易剥落或者受到侵蚀。
3.4 胀缩土质边坡
呈现特殊的物理力学特征,这是由于土质当中包含蒙脱石等容易膨胀的矿物,具有明显的干湿效应。
3.5 软土质边坡
是由泥变、淤化、淤泥实土以及其他类型的抗剪强度较低的土质所构成的边坡类型。粘土由于其抗剪强度极低,其流变性特征十分显著,由此并不利于边坡的稳定性。
4 土石混合边坡
该种边坡形式是由土以及坚硬岩石混合而成,可分为碎石土边坡以及岩土混合边坡两种类型。
碎石土边坡是由坚硬的岩石碎块以及砂土碎屑细颗粒物质所混合构成的土石边坡形式,具体还可细分为碎石土边坡以及岩土混合边坡两种类型。
碎石土边坡是指由坚硬的岩石碎块以及砂土所混合构成的边坡,按照相应的形成条件,可分为堆积型以及残积型碎石土边坡。堆积型碎石土边坡是由于土石碎屑经过搬运位移或者土石混杂,例如坡积体以及变形边坡的残留体等等;而残积型的土石边坡则是由于挤眼原位风化而成,岩土并未经过搬运和位移。按照其结构形态又可分为土石混合机构以及土石叠置结构。
【摘 要】近年来,山区高等级公路建设发展迅速,如何降低公路工程造价,已引起公路建设在决策、设计、施工、管理等各环节的高度重视。
【关键词】高等级公路;工程地质选线;工程造价
0 概述
随着公路建设的高速发展,对交通的要求开始向“快速、方便、舒适、安全”方面转变。高等级公路逐步向山区延伸,对于山区高等级公路的勘察设计、施工运营等方面的环保要求也越来越高。山区公路环境主要是自然环境,也是地质环境。我市嵩县、栾川地处山区,地形地貌复杂,地势崎岖坎坷,工程地质条件差异较大,岩土种类繁多,公路穿行于山岭之间,建设难度高,土石方工程量大,投资多,成本高,而这些县经济条件却相对较差,资金能力有限,就如何降低公路工程造价,已引起公路部门的重视。因此,工程地质条件对评价路线设计方案的优劣和决定造价的高低起着至关重要的作用。处理不好还会诱发和加剧各种地质灾害,增加公路建设投资,影响工期,甚至给运营阶段带来严重的安全隐患。因此山区高等级公路的环保主要是地质环境的保护和地质灾害的防治。
1 重视山区公路工程地质选线
影响公路工程造价的因素很多,主要有设计、施工、管理和建设环境影响等方面,但是,从控制整个工程造价上来说,起决定作用的还是设计因素,如果没有好的设计,就不可能有优良的工程产生,没有经济合理的设计方案,就不可能使整个工程的造价降下来,而工程地质选线工作的重视程序、专业技术人员水平的高低和工作程度的深浅恰恰是决定设计质量优劣的关键,又是合理降低工程造价最有效的途径。所以除了详细的地质勘察工作之外,还要贯彻综合设计原则,在路线设计的各个阶段,对工程地质条件要有充分的了解,保证路线方案的科学性。
对于平原区的公路工程而言,工程地质条件和地形地貌都比较简单,大部分以填方路基为主,不良地质只有一些软土地基,地质病害比较简单。而对山区来说,工程地质条件比较恶劣,高等级公路与一般低等级公路相比,由于其指标高、路基宽,不可能随地形地势布设线形,为满足高等级公路的技术要求,高填深挖在所难免,必然导致原有自然地貌状态的破坏,对于存在不良地质的地段,极易诱发滑坡等地质病害,而且产生了大量的人工边坡,增大了环境保护、边坡防护工程量,毫无疑问,将进一步导致工程造价的上升。同时,还给施工和养护带来很多麻烦,使后期养护管理费用加大,即便如此,有些病害还得不到彻底根治。因此,山区高等级公路选线,工程地质条件是首要的制约因素。
2 工程地质选线对山区公路工程造价的影响
就拿洛栾快速通道来说吧!嵩县至栾川段,相对高差较大,地质条件比较复杂,地质病害较多,有滑坡、崩塌、软土、断层等。从初步设计阶段起就十分重视工程地质选线工作,外业历经1个多月,得到比较方案3个,最后确定的方案造价最低,在施工图设计阶段也认为是最优方案而被采用。但在进入施工阶段后仍在进行变动,其根本原因仍然是由地质问题引起的,由于治理边坡,从而导致了工程投资的追加。
实践证明,山区公路工程建设设计变更的绝大多数都是由地质原因引起的,而且无一例外地都要追加工程投资!如果项目开工前期能重视、加强地质选线工作,加大工程地质工作力度和深度,有效地避开或者预见这些病害地段,都比方案确定、工程开工、甚至施工完成后再采取处治措施要好得多。因为,只要工程到了要另外采取处治措施这一步,与早期发现采用避让或尽可能少挖等方案相比,任何再优秀、经济的处理方案这时都是很不优秀、经济的,由于治理的不彻底性,工程隐患和风险始终难以消除。作为公路工程勘察设计人员,我们应该总结经验教训。
3 把握公路工程地质选线要点
公路工程的线型主要受地形、地物和工程地质条件控制,地形和地物比较直接客观,易被选择和利用,而工程地质条件则具有很强的隐蔽性,不易被直接把握和认识,因此,工程地质因素就成了路线方案比选的难点和主要控制因素。对地质较为复杂地段还应注意在确定路线线型后诱发并加剧地质病害的可能性,谨慎的确定路线的线位和采取的工程措施。公路工程地质选线是一个循序渐进、由浅入深、由表及里的过程,需要丰富的经验和较长的时间,所以,要在正常的测量工作之前进行大量细致而繁琐的工作。除了收集研究已有的区域地质资料、还要在1:10000地形图上确定初步方案进行实地调查,发现重大不良地质地段或预测以后会出现难以治理的地质病害的路段要及时反馈信息,以便尽快调整路线线位。对明显的不良地质进行筛选,对那些病害规模大、治理困难且费用高的病害地段应加以避让,剔除明显无可比的方案,再进行现场踏勘,继续选择可比方案。通过钻探等各种勘察手段获得的资料做进一步优化,最终选出既经济又合理的理想方案。因此,搞好公路工程地质选线,一是需要足够的重视,二是需要较长的周期,三是需要一定人力物力的投入。
4 各种方案的综合考虑
工程地质条件对高等级公路工程造价的影响很大,除重大工程地质选线以确定大的路线走向外,对于局部高填方与桥梁跨径、深路堑与隧道穿越、拆迁与避让等小方案也应进行比较,综合考虑。只有这样,才有充分保证工程质量,降低工程造价。对于是采用填筑路堤还是架桥跨越,要根据填方高度、土基地质条件、沟底纵坡、筑路材料料场和弃方利用的经济合理性等因素进行综合考虑。通常情况下,如果自然地面工程地质条件好、沟内不需设置其它通道、沟底自然纵坡对设涵排水有利、有足够的弃方可利用的条件下,填方高度在20米以内,采用路堤是较为经济的方案,否则就使用桥梁,至于采用何种桥型,除从经济的角度考虑外,还要结合地质、环境景观等条件而定。对于那些大挖方地段究竟是采用深路堑还是隧道穿越,要结合工程地质条件、弃方运距、边坡防护工程量及防护型式、环境保护等因素进行综合考虑,它既是降低公路工程造价的有效途径,又是环境保护所必须考虑的因素。通过多年来山区公路建设的实践证明,如果最大挖深在30米以内,在工程地质条件好的情况下,以深路堑通过较为经济,其最大问题是对生态环境的破坏和诱发滑坡病害,后期隐患较多,增大滑坡治理和养护管理费用。因此,如果挖深在30米以上、长度在200米以内,则用隧道进行详细比较,一般来说使用隧道较为有利。关于建筑物,至于是拆迁还是避让,则要看实际情况,具体问题具体分析,要结合可持续发展降低工程造价等进行综合考虑。
5 结束语
公路工程选线对地质现象和规律的认识是由面到线、由线到点、由表及里、由粗到细、由宏观到微观,逐步深入的,根据不同阶段应采取不同的方法和手段。
公路工程选线工程地质资料不仅是公路工程设计、建设、养护的依据,而且是方案决策的基础,在高等级公路选线过程中,只有重视并加强地质选线工作,充分发挥可持续性发展的思路,才能达到公路工程建设风险小,可预见性强,潜在问题少的目的,公路工程才能控制潜在的投资和风险,从而获得潜在风险和投资最小的最优方案,从根本上降低工程造价,以保证设计质量和工程质量达到预期目标。
[摘要]近年来,国家不断加大交通基础设施建设力度,公路交通条件日益改善,伴随而来的地质灾害问题也显著增加。公路的修建常常需要跨越不同的地貌单元、地层岩性,会遇到多种地质环境问题,地质灾害类型较多,常见的地质灾害主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、冻土冻融。本文对公路工程施工中常见地质灾害进行了分析,详细阐述了相应的防护措施,并对地质灾害的防治工作提出了一些策略。
[关键词]公路工程 地质灾害类型 防治策略
1公路工程建设项目常见的地质灾害类型
1.1崩塌、滑坡
崩塌是指陡峻斜坡上的块状岩土体高速倾倒、翻滚、坠落于坡脚现象,崩塌的特点是垂直位移分量大于水平位移分量。滑坡是指斜坡上的岩土体主要在重力和地下水作用下,沿着一定软弱面或软弱带以水平位移为主的整体向下滑动的作用和现象。崩塌、滑坡地质灾害是山区公路工程常见的地质灾害之一,主要是由地质原因或人为开挖坡脚造成的。由于山坡或路基边坡发生崩塌、滑坡,常使交通中断,影响公路的正常运输。大规模的滑坡可以堵塞河道,摧毁公路,砸坏路基及公路桥,中断交通,破坏厂矿,淹没村庄,造成行车事故,甚至引起人身伤亡。
1.2泥石流
泥石流是指发生在山区的一种含有大量泥砂、石块的暂时性急水流。泥石流具有强大的破坏力,它往往在很短时间内摧毁一切工程设施和夺取千百人、甚至上万人的生命财产,是严重威胁山区人民和工程建设的地质灾害。泥石流是公路,尤其是山区公路建设过程中普遍存在且破坏作用及其强烈的公路水毁类型,是毁坏穿越泥石流沟的公路路基、路面及相应防治结构物的重要外在机制,危害方式只要是淤积、掩埋、堵塞、冲击及冲刷公路,我国公路每年因泥石流造成的经济损失数亿至数十亿。
1.3地面塌陷
地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下,向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种地质现象。有岩溶塌陷、矿山采空塌陷、黄土湿陷等类型,公路工程若在上述塌陷地区通过,经常会造成路面开裂、路基及路面变形、沉降甚至塌陷,影响公路正常通行,甚至威胁人身生命、财产安全。
1.4冻土冻融
冻土冻融是指在季节性冻土区,地基土冬季冻胀,夏季融化沉陷的一种现象。此种灾害是东北地区等高纬度或高海拔地区特有的地质灾害,常会造成道路翻浆、冻胀、融陷及路面冻裂,影响道路正常通行。
2地质灾害的防治措施
(1)崩塌、滑坡具体措施主要包括①掌握崩塌活动分布规律,公路要尽可能避开崩塌、滑坡危险区及可能的危害区;②加强对危岩体监测、预测、预报工作,临崩、滑前及时疏散人员和重要财产;③实施必要的工程措施,加固斜坡或防护受威胁的工程设施。主要工程措施有:护墙或护坡,防止斜坡岩土剥落;镶补、填堵坡体岩石缝洞;削坡,人工消除小型危岩体或减缓陡峭高坡;锚固,加固危岩体,提高其稳定程度,防止崩落、滑坡;排水、疏通地表水和地下水,减缓对危岩陡坡的冲刷和潜蚀;拦截、修筑挡石墙、落石平台、拦石栅栏等,阻止崩滑物对公路设施的破坏。
(2)泥石流。泥石流防治是一项由多种措施组成的系统工程。它主要由四方面措施组成:①防止和削弱泥石流活动的防治体系--通过生物措施和工程措施,保护和治理流域环境,消除或削弱泥石流发生条件;②控制泥石流运动的防治体系-采用拦挡坝、谷坊、排导沟、停淤场等工程措施,调整和疏导泥石流流通途径和淤积场地,减少灾害破坏损失;③预防泥石流危害的防护工程体系~一修建渡槽、涵洞、隧道、明硐、护坡、挡墙、顺坝、丁坝等工程,对重要危害对象进行保护;④预测、预报及救灾体系一一对于遭受泥石流严重威胁的居民、企业和重要工程设施,及时搬迁、疏散,受灾时有效地抢险救灾,减少灾害破坏损失。
(3)地面塌陷。预防和治理地面塌陷的工作有多方面内容,首先,为避免或减少地面塌陷灾害,必须十分重视公路场地的地质环境,查明建设区地面塌陷的危险程度和形成条件,对地面塌陷进行预测,尽可能布设在塌陷危险性小的安全地带;对于无法避让路段,则应根据具体情况,在设计和施工中采取钻孔灌浆、旋喷加固等必要的防塌措施。除上述预防途径外,在地面塌陷危险区进行抽水、排水、蓄水、爆破等活动时,要采用适当方法,防止诱发地面塌陷活动。为了减轻矿区采空塌陷灾害,限制采空区范围,或者增多、加大保安柱,减小塌陷规模。对于已经发生的塌陷灾害,要在查明地面塌陷发育状况和形成原因的基础上,因地制宜地采取针对性措施加以治理。其方法除了消除促使地面塌陷发展的各种动力活动外,还可采用填堵法、跨越法、强夯法、灌注法、深基础加固法、控制抽水(或排水)强度法、疏导水流法、地下水气调压法等充填加固地面塌陷坑和地下孔洞,堵截水流,强化土层及洞穴沉积物强度,削弱地面塌陷活动能力,保证工程设施安全。
(4)冻土冻融。①工程应根据岩土工程勘察报告所确定的地基土冻胀级别,采取相应的防冻胀融沉措施。②在拟建工程施工时,一是回填粗颗粒抗冻材料,并在地面做好防水工作,防治冻胀产生的冻切力破坏基础;二是采取清基换填砂砾或粗砂等透水性好的填筑材料等措施处理基础。
3防治地质灾害的策略
地质灾害不仅对公路工程施工造成了极大的影响,而且由于其成灾的缓变性还将对公路造成持续的影响,需要公路工程施工中防治相结合,进行规划治理。对防治地质灾害的主要建议如下:(1)注重地质勘察,做好工程规划。公路工程施工前要进行细致、全面的地质勘察工作,根据施工区域的具体地质情况敲定工程规划,兼顾工程的经济效益和环境效益。(2)环保工作与工程施工同时进行。公路环保工作包括设立各种防护林带等针对地质灾害易发区域的绿化防护工程,确保在公路工程施工的过程中同时完成相关的环境保护工作,从根本上防治地质灾害。(3)建立公路地质灾害的预测和保障体系。通过高科技技术手段健立健全防治公路地质灾害的相关体系,提高公路系统预测、防护和控制地质灾害的能力。(4)提高公路工程施工人员对地质灾害防治工作的重视和工作能力。通过地质灾害相关知识的培训教育来提高相关人员对地质灾害的重视,提高其防范地质灾害工作的能力。建立责任制度并完善奖惩制度来保障公路工程施工中地质灾害防治工作的执行力度。
4结束语
综上所述,公路工程施工对地质灾害的具体防治工作中深入研究灾害产生的机理和有效防治措施,尽量减少公路工程施工期间造成的灾害隐患,对突发灾害情况先做好应急措施,并随后做好防治灾害的长久性工作。
[摘要]鉴于不同的边坡对高速公路工程的施工会有着不同的影响,需要对高速公路边坡的工程地质情况进行分析和研究,进而为高速公路的合理施工提供参考和依据。本文笔者从对边坡分类的概述着手,分析了影响边坡分类的因素,重点探讨了高速公路工程边坡的地质分类和特征,目的是为高速公路工程边坡的工程地质分类分析提供借鉴。
[关键词]高速公路 边坡 地质分类 影响因素 变形
一般而言,高速公路的工期要求紧张,需要能够快速准确的对边坡的稳定性作出评价,进而为公路建设创造良好的条件,这就需要对高速公路的边坡工程地质分类进行研究。
1边坡分类的概述
越来越多的学者开展关注边坡的分类问题,涌现出较多的边坡分类方法,对进行工程的施工起到了一定的促进作用。
1.1边坡分类的目的
边坡的特征不同,其稳定性就存在着较大的差异,进而对工程的施工产生了不同程度的影响,因此对边坡分类的研究是为了通过野外的调查,较快的对边坡进行辨认,进而明确工程的地质特征。其次,通过对边坡分类进行分析,可以对其稳定性形成初步的评价,并总结出边坡对工程施工的影响,进而对工程施工的地质问题的处理提出合理化的建议。此外,对边坡进行分类还可以为了勘察试验工作提供参考和依据。
1.2边坡分类的原则
为了更好是为工程施工创造有利的条件,在对边坡进行分类时需要坚持一定的原则。首先,边坡分类必须是建立在实践的基础上,并以岩性、结构和变形特征为主要的分类依据;其次,在进行边坡分类的过程中,要分析边坡的特征以及主要的形式和可能出现的问题;再次,在对边坡进行分类描述时,要阐述边坡与工程的关系;同时,在分类时,需要对其稳定性进行分析和评价,目的是为了对工程施工起到指导作用。就高速公路工程边坡的地质分类而言,为了提高论述的规范化和使用方便,需要根据边坡的高度、坡度以及人工改造情况进行一般性的分类。
1.3影响边坡稳定性的因素
边坡的稳定性对高速公路的工程施工起着至关重要的影响,而影响边坡稳定性的因素也是多种多样的,主要包括岩石风化、结构面以及地表水和地下水等诸多因素。因此在对边坡的稳定性分析时,需要综合考虑上述多种因素的综合作用,力求收集到精准的数据,为工程的施工提供参考和依据。
2高速公路工程边坡的工程地质分类
在对高速公路工程边坡的工程地质分类中,依据不同的分类依据,会有不同的地质分类。按边坡与工程的关系可以将边坡分为人工边坡和自然边坡,前者按照形成方式可以分为填方路堤边坡和挖方路堑边坡;根据岩性不同,可以将边坡分为岩质边坡和土质边坡。
2.1岩质边坡分类
首先,按照岩质边坡的岩性分类,主要分为侵入岩边坡、喷出岩边坡、碎屑沉积岩边坡、碳酸岩类边坡、夹杂软弱夹层的沉积岩边坡、软弱岩层边坡以及特殊岩类边坡以及变质岩类边坡等,并且每种岩质边坡都举具备自身的特性。其中侵入岩边坡的岩性单一且强度较高,其结构呈块状;喷出岩边坡属于裂隙发育,强度差异大,且形状会严重影响着边坡的形态;碎屑沉积岩边坡多是层状结构,且不同岩石在强度方面存在着较大的差异,其中页岩具有较强的透水性;碳酸岩类边坡具有较高的强度,多形成悬崖或者是岩溶;夹杂软弱夹层的沉积岩边坡呈层状结构,如砂岩、页岩等;软弱岩层边坡的强度很低,容易被风化或者是崩解;特殊岩类边坡多易溶于水;变质岩类边坡多呈片状或者是层状结构,其岩体的完整性和强度较差。其次,按照岩质边坡的岩体结构分类,主要分为块状结构的岩石边坡、碎裂结构岩石边坡、层状同向缓倾岩石边坡、层状反向结构岩石边坡、层状斜向结构岩石边坡等多种。
2.2土质边坡分类
在土质边坡分类中也包含着多种岩石边坡,且结构各不相同。其中黄土边坡具有多孔性,且含水量较少,相对来说比较坚固。但是黄土边坡多是直立边坡,这样就容易出现脱落或者是受到侵蚀;砂性土边坡的结构较为松散且粘聚力较低,具有较好的透水性,但是在振动力的作用下,容易产生液化边坡;粘性土边坡的颗粒细密,但是容易出现坚硬开裂以及遇水分解的现象,呈现出软塑性状的特点;软土边坡主要特征为抗剪强度较低,特别是其流变性明显,严重的影响了边坡的稳定性;胀缩土边坡的主要特征为富含膨胀矿物,因此干湿效应显著。
2.3土石边坡
土石边坡主要是由土和坚硬的岩石混合而成的,主要包括碎石土边坡和岩土混合边坡两种。碎石土边坡主要是有坚硬的岩石和砂土构成,按照形成条件分为堆积型和残积型,按照结构形态可以分为土石混合结构和土石叠置结构。
2.4高度和坡度不同的边坡
根据高度的不同可以将边坡分为超高边坡、高边坡、中边坡和低边坡,同时根据坡度的不同可以将边坡分为平缓边坡、陡坡边坡、急坡边坡以及悬坡。
2.5变形边坡分类
变形边坡中的滑动变形边坡主要是岩土体在大量的岩土体的重力作用下,容易出现滑坡现象;蠕动变形边坡是在岩体的长期缓慢变形中出现的,并且蠕动变形是多样性的,既可以是连续的、也可以是间歇性的和跳跃式的;张裂变形边坡主要是由于岩体在多种原因下产生的微量变位,并且经常发生在坡度较为陡峭的块状结构岩石;崩塌变形边坡,主要是岩土突然脱离母体产生的急剧变形,进而堆积成为岩土堆积体;塌滑变形边坡是一种复合型的变形,会出现着整体或者是局部的滑动,并产生一些综合性的变形;剥落变形边坡主要是受到外界因素的影响出现的岩层碎裂解体的现象,并且多发生在高寒地区。
3结束语
对于边坡分类,大多是按分类原则就边坡的破坏形式进行分类,对于未变形边坡则很少进行分类,为高速公路工程服务的边坡分类还没有。在总结高速公路工程边坡勘察成果的基础上,结合工程实践,提出了适合高速公路工程的边坡工程地质分类,并将未变形边坡统分为岩质边坡、土质边坡和土石边坡,对岩质边坡按边坡体岩性和结构进行了细致分类,而对变形边坡则按其变形特征进行简要分类。
【摘 要】本文着重介绍了铁岭至本溪高速公路在可研阶段的工程地质分区情况及区段内的主要工程地质问题,为线路的比选及初步设计提供了可靠的地质资料。
【关键词】可研;工程地质分区;地质问题
1 工程概况及自然地理情况
辽宁中部环线高速公路铁岭至本溪段,位于辽宁中部地区,行政区划隶属于沈阳市与本溪市。起点与新民至铁岭段对接,经抚顺市区,终点在本溪高台子与丹东至阜新高速公路连接,采用设计速度80km/h的四车道标准。
设计线位北部铁岭地区属中温带亚湿润区季风型大陆性气候,热量充足,四季分明,气候温和。南部本溪地区属中温带湿润气候区,春天风和日丽,夏季稍热多雨,秋季天高气爽。设计线路流经的河流主要有:浑河、东洲河、古城河、太子河。
设计路线区内地貌成因、形态受地质构造、岩性及内外营力的控制。地貌类型以构造剥蚀低山、丘陵为主,其次是剥蚀堆积地形,包括山前倾斜平原及坡洪积扇、山间谷地、河谷平原等。
2 工程地质分区
设计带地貌以低山、丘陵为主,根据设计带地形、地貌、岩土体类型及工程地质特征、水文地质条件、筑路材料等诸多因素影响,将设计带划分为两大工程地质区,即第四系松散土体工程地质区和低山丘陵岩体工程地质区。各工程地质区又可细分为次级区。现据各区工程地质性质的差异及对高等级公路工程建设的影响,将其特征分述如下:
2.1 第四系松散土体工程地质区(I)
位于线路设计带的浑河、太子河及其支流平缓阶地、漫滩,山间沟谷、山前地段。属河流冲积、冲洪积阶地和山间河谷平原地貌。可进一步划分为阶地、河床、漫滩松散碎屑岩类工程地质亚区(I1)、坡洪积松散碎屑岩类工程地质亚区(I2)。
2.1.1 阶地、河床、漫滩松散碎屑岩类工程地质亚区(I1)
该亚区以条带状分布于浑河、太子河两岸,主要由第四系冲积-冲洪积砂、砾、卵石、粉土、粉质粘土组成,区内地下水较为丰富,水位埋深一般1~3m,属松散岩类一般天然地基,该亚区未发现不良地质现象,总体适宜高速公路建设。但局部低洼地段,见有小面积的湖沼堆积的黑色草炭夹微薄层粉质粘土,该类土体长期处于饱水状态,具高压缩性、流动性较大等特征,对工程建设不利。
2.1.2 坡洪积松散碎屑岩类工程地质亚区(I2)
带状分布于山间沟谷地带,属河流冲积、冲洪积及坡洪积山间谷地地貌。岩性主要为冲洪积、坡洪积粉质粘土、粉土,砂砾石、砾卵石、粉土含砾(碎)石或粉质粘土含砾(碎)石等,该类土体由上至下,固结度逐渐增强,属较稳定土类。区内地下水水量中等,属第四系孔隙潜水,地下水埋藏深度1~2m,水质较好。属松散岩类一般~较好天然地基,总体适宜高速公路建设。
主要工程地质问题有:
1)黄土状粉土具轻微湿陷性,路基稍作处理可保安全;
2)季节性河流,在洪水季节,水深流急,对路基具冲刷作用;
3)土质边坡在雨季有坍塌现象,山前地段土体饱水后可能产生滑坡。以上问题对公路路基及桥基稳定性可造成一定的影响,下一步公路勘察中应作为重点查清对象。
2.2 低山、丘陵岩体工程地质区(Ⅱ)
位于线路区两侧,工程地质条件属基本稳定地区,工程地质特征如下:
1)山体多为圆顶、尖顶状,坡角一般20―50°,局部地段大于50°,岩层倾角一般大于30°,存在滑坡、崩塌等地质灾害发生、发展的条件。
2)区内大部分为坚硬、较坚硬岩石,一般可满足公路建设对工程地质条件的要求;
3)区内断层发育,是构成本区不稳定的主要因素,在断裂带附近,路基应采取相应的抗震措施;
4)区内碎屑岩、火山碎屑岩夹有凝灰岩、页岩等软弱地层,浸水后强度降低,容易产生顺层滑坡、崩塌等不良工程地质问题。
进一步划分为坚硬块状火成岩工程地质亚区(Ⅱ1)、坚硬块状变质岩工程地质亚区(Ⅱ2)、坚硬层状碳酸盐岩工程地质亚区(Ⅱ3)、较坚硬层状碎屑岩工程地质亚区(Ⅱ4)。
3 结论建议
通过对铁岭至本溪高速公路可研阶段工程地质分区的论述,我们得到了以下结论:
1)设计线路带可划分为两大工程地质区,即第四系松散土体工程地质区和低山丘陵岩体工程地质区。
2)第四系松散土体工程地质区存在的主要问题为:黄土状粉土具轻微湿陷性,路基稍作处理可保安全;季节性河流,在洪水季节,水深流急,对路基具冲刷作用;土质边坡在雨季有坍塌现象,山前地段土体饱水后可能产生滑坡。
3)低山丘陵岩体工程地质区存在的主要问题为存在滑坡、崩塌等地质灾害发生、发展的条件。
摘 要:结合多年参加的地勘监理项目的经验,提出了工程地质勘察监理的方法和内容以及推行地勘及地勘监理标准化工作的建议。
关键词:公路工程 地质勘察 监理 标准化
近年来,由于勘察设计原因造成的工程变更及工程事故频频发生,造成了一定的经济损失。为了保证设计参数的准确、可靠、真实,那就首先要保证工程地质勘察质量,所以在公路工程地质勘察项目中引入地勘监理十分重要。目前,我国公路工程地勘监理正处于初期阶段,相对国外较晚,且往往是业主自己监理或直接委托其他单位监理。这种模式流于形式现象比较普遍,以至于原始资料失真、工程质量差、地质成果可信度不高。而通过专项项目监理,则能严把质量关,对不符合设计、规范要求的工作提出整改意见,并可以下令停工整顿。这在以往是做不到的。
1 监理依据和程序
1.1 监理依据
国家、行业等相关部门法律法规,工程地质勘察规程、规范,及相关岩土工程勘察工具书,建设单位的暂行规定及监理与业主签订的合同书。
1.2 监理程序
2 监理方法和内容
2.1 监理方法
(1)现场检查、旁站、巡视相结合,以现场检查为主;重大工程的关键部位和重要环节进行必要的旁站监控。
(2)对试验室进行检查,对试验过程进行旁站,对试验资料进行抽查。
(3)定期召开监理工地例会。
(4)出现一般质量问题或隐患时,监理单位项目经理及时填写《工程勘测勘察质量问题通知单》,以书面形式通知勘察设计人改正,并要求设计人将整改情况以《工程勘测勘察监理工程师通知回复单》书面回复。
(5)出现重大质量问题或隐患时,监理单位项目经理及时填写《工程勘测勘察质量问题通知单》或《工程勘测勘察暂停通知单》,以书面形式分别通知设计人,并报建设单位。重大质量问题处理完毕,监理单位向业主书面报告处理经过及结果。
2.2 监理内容
负责本项目设计合同段范围内初步设计阶段初勘和施工图设计阶段详勘的监理工作,对勘察单位的勘察质量、进度、中间性资料检查和初勘、详勘外业工作验收,提出审查意见并编写监理报告。根据合同主要完成以下检查和审查。
(1)勘察大纲;
(2)勘察设备、人员的配备;
(3)勘察手段、方法和程序;
(4)调查测绘范围、内容和精度;
(5)勘探点数量、深度及勘探工艺;
(6)水、土、石试样的数量,取样、运输和保管方法,试验内容和方法;
(7)原位测试和水文地质试验的内容、数量和方法;
(8)原始资料(包括地质调绘观测点卡片、钻探日志、物探记录、原位测试记录、水文地质实验记录、水土石试验报告等)、勘探报告及图件。
3 地质勘察及地勘监理存在的问题
3.1 勘察项目比较
通过自己参加的几条高速公路的地勘监理工作将部分勘察项目进行对照如下表1。
3.2 存在问题
由于公路工程地质勘察监理开展较晚,尚处于初步发展时期,必然存在一些问题。通过对自己参加的几条高速公路地质勘察勘测项目的对照,自认为存在以下几点问题。
(1)人们对公路工程地质勘察监理还存在认识上的不足和轻视,认为公路工程地质勘察监理主要是地质钻探的监理,往往忽略或轻视地质调查、调绘、勘探方法、勘探工作量布置、勘测方法的监理。
(2)勘察单位对勘察监理的引入尚处于适应阶段。
(3)勘察单位的成果大多是自查自审体系,监理对其成果资料无须签字,只是提出意见和建议,没有实际约束力。
(4)勘察单位的组织结构和职责、外包管理、质量控制和验收等等,形式各异,各不相同。
(5)勘察单位的勘察方法、勘测方法、试验能力都存在一定的差异。
(6)勘察单位的报告格式各异,部分参数和术语引用不统一。
(7)地勘监理尚未形成一套完整的体系,缺少相关的规范、规程,勘察监理人员的专业素质相对不高。
(8)勘察监理的监理费用偏低,没有统一的地质勘察监理收费标准,不利于地勘监理市场的可持续发展。
鉴于以上问题,应制订地勘管理标准化规定并推行。
4 推行地勘管理标准化的建议
4.1 地勘工作组织机构及其管控体系的标准化
(1)各标段建立起健全、有效的地勘质量管理组织机构、编制统一的《标段岩土分层表》、沿线地层分布说明、安全作业指导书、现场地质技术人员及编录员岗位培训资料汇编。
(2)公路工程岩土分类标准
标准贯入试验、动力触探、主要岩土承载力基本容许值、摩阻力标准值参考表的标准化。
(3)各类工点勘察方法和技术要求的标准化
(4)土工试验要求标准化
4.2 野外地勘(钻探)作业的标准化
(1)钻探质量关键工序流程图的标准化
(2)钻探工作中的人员及对应岗位职责
(3)下达钻探任务单和技术交底标准作业表
(4)地质技术人员对编录员及现场机组的质量管理和指导
(5)机组准备工作标准作业
人员配置及文件资料的准备、钻探设备的标准化。
4.3 钻探工艺选择的标准作业
硬质合金钻进、钢粒钻进、金刚石钻进、干钻及无泵反循环钻进、活套闭水接头单管钻进、不同地层与特殊场地钻探、冲洗液和护壁堵漏。
4.4 取芯钻进及孔内测试的标准作业
岩芯采取、岩土样的采取、原位测试。
4.5 样品采取、保管、运输的标准作业
基本要求、取样质量要求、土样封装、土样的运输、岩样采取和储存、钻探记录的标准作业、检查与验收标准。
4.6 室内工作(内业)的标准化
(1)一般性的技术报告和图件的标准化要求
(2)工程地质勘察报告编制要求.
总体要求、报告格式统一、各类报告格式。
4.7 工地实验室标准化
(1)工地试验室的设立、建设(基地建设、仪器设备、试验人员)以及工地试验室的管理。
(2)试验室能力认定
认定流程、认定资料、委托试验室认定。
(3)试验项目
原位测试、室内试验、土工试验、岩石试验、水质分析、集料试验、试验项目说明。
(4)试验方案
工地试验、母体试验、委托试验。
[摘要]雅安至康定高速公路(以下简称雅康路)位于四川盆地西部,成都西南部,走廊带地理坐标:东经103°00′48″~102°14′05″,北纬29°58′50″~29°54′51″,呈近东西向条带状展布。通过路线工程地质调绘及必要的实验与观测,查明此路段走廊范围内的地形地貌、地质条件,并结合区域地质资料,对路基、桥梁、隧道及其它结构物的稳定性、适宜性作出评价,并为其勘察设计提供地质依据。
[关键字]雅康路 地质地貌 地层岩性 不良地质地貌
雅康路段位于泸定县境内,沿线经过咱里,沙湾,烹坝,岚安乡,冷竹关进入康定境内。沿线主要道路为国道318线,其余为乡村道路。
1雅康路地形地貌
雅康路项目区属四川盆地西缘山地,为盆地到青藏高原的过渡地带。由海拔平均4000多米的世界屋脊向东倾斜,降至海拔500多米的四川盆地西角。西部抬升幅度大,东部小,形成由西向东倾斜地势。工作区山脉绝大多数为背斜山,与地质构造带走向一致。沿线山脉纵横,地表崎岖,地貌类型复杂多样。雅康路段地貌类型按成因主要有以下2种类型:(1)侵蚀堆积类型(2)构造、侵蚀类型。
2雅康路地层岩性
雅康路段内分布岩层主要为元古界岩浆岩,属于花岗岩、闪长岩类坚硬岩工程地质岩组。元古界早期岩浆岩以火山岩为主,在元古界咱里期主要有海相喷发的基性火山岩,可以见到变余杏仁状玄武岩,变余枕状体,在冷竹关期为酸性火山熔岩等,这些岩石已混合岩化。元古界晚期岩浆岩,包括超基性-酸性侵入岩和火山岩。其中:基性—超基性岩:包括超基性岩和基性岩,二者相伴产出,其时代为早震旦世,流纹岩石多分布于东部边缘及南部得妥境内。酸性侵入岩:元古界酸性侵入岩分布广泛,其岩石可分为:钾长花岗岩,见于杵坭、得妥、德威等地,单个岩体面积从不足1平方公里到5平方公里,岩石为肉红色,以中粒(2-5毫米)结构为主;碱质钾长花岗岩分布于五里沟、盘顶上——二郎山火夹沟垭口——冷碛这一范围内;普通花岗岩,零散分布于加郡、化林坪、得妥等地;普通花岗岩——花岗闪长岩类岩石其中普通花岗岩见于大坝、杵坭等地,为灰白色、浅红色、肉红色,花岗闪长岩见于小板厂等地;雅康路段内第四纪地层主要有以砂砾、卵石、碎石为主的松散岩组和以碎石、砂土为主的松散-半胶结岩组。
3雅康路断裂构造
雅康路段的断裂构造主要为泸定断裂(带)。泸定断裂(带)是发育于康滇南北构造带北部元古代康定群变质火山岩和澄江期岩浆岩体之中的一条断裂,因该断裂在泸定县一带沿大渡河流域呈南北向分布而将其称为大渡河断裂带。该断裂在泸定县一带宽约500~1000m,其西界称西支断层,东界称东支断层,泸定断裂东、西支断层之间所夹持的是一套强烈韧性变形而形成的碎裂岩、糜棱岩,它们三者共同构成泸定断裂带或韧性剪切带。
泸定断裂(带)总体上呈南北走向沿大渡河流域延伸,在走向上呈波状弯曲变化,其北段康定县岚安乡-泸定县五里沟基本上呈南北走向;中段泸定县城北四湾向南至泸定县湾东走向呈北北东向;其南段从泸定县湾东-石棉县田湾走向又转为近南北向延伸;从田湾以南至断裂带的终点大石包,走向又呈北北西向。
泸定断裂(带)向西倾斜,倾向变化范围在255°~320°之间;断裂带倾角普遍较陡,变化范围在50°~85°之间。
据2001年版1/400万GB18306-2001《中国地震动参数区划图》及GB18306-2001《中国地震动参数区划图》国家标准第1号修改单,泸定县一带地震动峰值加速度为0.20g,对应地震基本烈度为Ⅷ度。
4对路线影响较大的工程地质问题
雅康路段区内由于新构造运动强烈,降水较为充沛,内外地质作用强烈,地质灾害频发。主要有泥石流、危岩崩塌、滑坡和不稳定斜坡四种。
4.1泥石流
由于线路所处段断裂发育,地质历史构造强烈切割岩体,导致区内的岩体的完整性、坚固性和稳定性遭到严重破坏,易于风化破碎呈为泥石流的物源;再者频繁而强烈的地震活动使已有松散堆积物的结构遭受破坏,使岩土体的物理力学强度降低,从而产生大量的松散物,为泥石流发生提供了丰富的物质来源。区内线路所经区域山高沟深,地形起伏极大,陡峻的地形为泥石流发生提供了良好的势能和动能条件,主要表现在沟谷流域高差一般较大,从数百米到数千米不等,沟谷形态以V型谷为主,这都使得沟道内或两岸松散堆积物具有较大势能,有利于向动能转化并进而引发泥石流。段内有泥石流沟四条,规模小,主要分布在五里沟二郎山隧道出口处、沙湾南北两侧冲沟和蚂蜂沟,对线路影响不大。
4.2危岩(崩塌)
雅康路段大部分属强烈切割中高山地形,层峦叠峰,巍峨险峻,坡陡谷深; 构造强烈,断裂发育,岩石节理、裂隙发育,岩石多呈碎裂、碎裂镶嵌结构,岩体稳定性差。在地震、降雨、人工开挖影响下极易产生(危岩)崩塌。另外山体坡面覆盖的第四系松散-半胶结松散层在同样外在触发因素作用下,也易发生崩塌。本段落内(危岩)崩塌较多,主要发育在隧道出入口,路基挖方段、桥梁墩台架设处。
4.3滑坡和不稳定斜坡
雅康路段大部分属割中高山地形,在缓坡地带往往分布较厚的第四系砂砾、卵石、碎石为主的松散层,该层结构松散,透水性好,稳定性差。在地震、降雨影响下易沿内部软弱夹层或基岩面产生滑坡。段内不稳定斜坡有2处。
通过本次对拟建线路的工程地质调绘,初步了解了沿线工程地质条件。在“5.12”汶川8.0级强烈地震中和“4.20”雅安芦山7.0级强烈地震,场区受到强烈的波及和影响,局部房屋墙体开裂、倒塌,山体崩塌。建议加强对沿线危及线路的不良地质体的勘察。
摘 要:一条公路的修建常常需要跨越不同的地貌单元,会遇到各种各样复杂的地质问题,如崩塌、滑坡、泥石流、岩溶等特殊的地质灾害。随着我国经济快速发展,为满足经济建设的要求,就要及时预防。
关键词:公路地质灾害评价、环境地质、岩土工程
今年来中央为进一步扩大内需、促进经济增长的投资中,加快铁路、公路和机场等重大基础设施建设的投资约占整体投资的45%,随着国家对基础建设投入的不断加大,我国铁路和高速公路建设必将迎来一个新的黄金期。这些交通基础设施的建设,为地域经济社会发展起到了积极推动作用,然而由于这些工程具有“一重二大一多”的特点,如不加强对日常施工过程中的地质环境监管,有可能会引发一些新的地质灾害隐患,如果把地质问题处理的妥当,不仅可以提高公路测设质量、减少道路病害,而且可以有效的避免事故的发生。相反,如果地质问题处理得不好,不仅会增加工程费用、延长工期,而且会增加公路病害,甚至会造成不必要的人员伤亡。因此,我们应该以严谨的态度对待工程地质学这门学科,掌握常见的地质问题和处理方法。
1 公路工程中常见地质灾害概述
无论是公路工程、桥梁工程、铁路工程还是地下工程、隧道工程、水利工程,在建设初期都要重点考虑地质问题,比如常见的崩塌、滑坡、泥石流、地基塌陷等。
1.1滑坡。斜坡上的岩体由于某种原因在重力的作用下沿着一定的软弱面或软弱带整体向下滑动的现象。
1.2崩塌。发生在较陡的斜坡上的岩土体在重力的作用下突然脱离母体崩落、滚动堆积在坡脚的地质现象。
1.3地面塌陷。地表岩、土体在自然或人为因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑的自然现象。
1.4泥石流。在山区由于降水而形成的一种带大量泥沙、石块等固体物质条件的特殊洪流。主要在中游沟身长不对称,参差不齐;沟槽中构成跌水;形成多级阶地等。
2地质灾害现状评估
诱发地质灾害的因素主要是由于采掘矿产资源不规范,预留矿柱少,造成采空坍塌,山体开裂,继而发生滑坡。现状地质灾害点主要通过在国土、勘察设计、水利水电、气象等相关部门资料的收集,初步了解当地的地质环境条件,掌握评估区范围内地质灾害类型特征,然后逐一调查,分析其形成机理及危害程度。
1.1主要从地质环境条件进行分析。地形地貌先划分区域地貌类型,然后确定微地貌形态,通过访问原地貌形态,查明不同地质灾害类型与地形坡度、沟谷形态、坡降及植被发育程度之间关系。地层岩性重点应调查第四系松散层成因类型,土质滑坡、厚度等,基岩岩性、产状、结构面特征,特别是软弱夹层、软弱面和顺坡向结构面的分布特征,地层岩性是引发地质灾害内在因素。基岩裂隙水出露部位往往是断裂构造带或是裂隙密集带,地下水的流动降低了岩土体的粘聚力,形成薄弱面或软弱带。平原区或软土地区地面沉降与地下水集中开采密切相关,既要了解区域地面沉降量,又要调查沉降速率与地下水开采量之关系。
1.2现状地质灾害危险性评估是根据地质灾害点的规模和对公路工程可能遭受危害程度的评价。人类工程活动是引发地质灾害最主要原因,随着人类工程活动日益加剧,破坏了边坡体的自然平衡,特别是在坡脚形成许多陡立边坡,呈临空状,从而引发崩塌、滑坡等地质灾害。据现场分析,由构造带和基岩风化引发的崩塌时间久远,稳定性较好,公路边坡或平基建房等人类工程活动引发的崩塌,稳定性差,但规模小,地质灾害危害性小。废土、弃渣无序堆放,成为引发泥石流的物质来源,滑坡主要从滑坡体规模大小、稳定性及滑坡前缘与拟建公路之间的距离确定遭受地质灾害危险性大小。
3地质灾害的预测勘查
3.1 工程建设可能诱发的地质灾害危险性评估根据建设项目的特点、不同地貌部位、不同路基形式及构筑物,确定地质灾害危险性预测评估体系和方法,公路工程常用的评估方法有:地质条件分析法、工程地质类比法和半定量估算法。
3.2 工程建设可能遭受地质灾害危险性评估。根据已发生的地质灾害现状和工程建设可能引发地质灾害的危险隐患进行预测,概述地质灾害危险性中等(大)区段的地质环境条件,根据不同地质灾害的类型、特征、规模,对工程建设可能遭受的危害程度作出综合评估。
3.3公路的地质灾害有很多,影响也较大,在公路工程中长借助简单的测量工具、仪器装置和量测方法,监测灾害体、房屋或构筑物裂缝位移变化的监测方法。一般常用监测方法主要有埋桩法、埋钉法、贴片法。
3.4充分认识灾害体的地质结构,从其结构出发研究其稳定性,重视变形原因的分析,并把它与外界诱发因素相联系,研究主要诱发因素的作用特点与强度(灵敏度)。
3.5勘查阶段结束不等于勘查工作结束,后续的工作如监测或施工开挖常常能补充、修改勘查阶段的认识,甚至完全改变以前的结论。
3.6地质灾害勘查方法选择是强谰应用经验与技巧,寻求以最少的工作量和最低的投资,获得最佳的勘查效果,勘查工作量确定的最基本原则是能够查明地质体的形态结构特征和变形破坏的作用,满足稳定性评价对有关参数的需求。
4 公路地质灾害防治方法及特点
4.1崩塌灾害防治的措施主要有削坡、清除危石、排水、控制爆破、挡土墙支挡、支顶、嵌补等。
4.1.1削坡。在较稳定的岩体斜坡上,将危险斜坡岩体按照一定的设计坡度进行爆破开挖,目的是为了减小斜坡体的重量,同时也是为了清除表面较松散的岩体,使斜坡坡度达到理想的稳定坡度。但削坡不宜在岩体破碎强烈,开挖影响较大的岩体上进行,开挖工程量也较大。
4.1.2清除危石。与爆破方法结合,采用人工或机械清除。该方法主要适合于近于完全脱离基岩的危石和孤石、浮石。在一定条件下,危石清除方法是最为经济的措施,但是它通常是难以实现彻底清除的,且随着风化或侵蚀过程的继续,必将产生新的危石,必须根据情况进行周期性清除。
4.1.3排水。排水的主要目的在于提高边坡的稳定性,特别是对侵蚀作用比较敏感的边坡,其效果尤为明显。因此,通常作为一种辅助措施予以考虑。
4.1.4控制爆破。通过控制来最大限度地实现岩体原有平衡结构及其整体强度的保护或最低程度的破坏,一般在较陡的边坡采用,减少了开挖量,弱化了对边坡防护的要求,减少了长期维护工作量。但对爆破的质量要求较高。
5.1.5挡土墙支挡。挡土墙是治理坡脚应力集中、低矮边坡或较高边坡坡脚溜坍、塌落甚至小规模滑坡等极为有效的常见措施,包括混凝土、加筋土、浆砌石、石笼等挡土墙形式,其主要目的是提高抵抗边坡运动的阻力。但是,挡土墙的修建需要具备良好的承力基础,较大的横向空间需要也将增大开挖量,在边坡较高时,对上部坡面上可能发生的变形破坏不起作用。
4.1.6支顶。该方法技术简单适用,其主要作用在于利用支顶结构的支撑作用来平衡危岩的坠落、错落或倾倒趋势,提高危岩的稳定性。支顶结构自身体积和重量一般较大,需要有很好的基础,否则其自身稳定性将存在问题,施工难度和风险等较大。
4.1.7嵌补。对外悬或坡面凹腔形成的危石采用浆砌片石、混凝土或水泥砂浆填筑,以提高危石稳定性的一种方法。嵌补结构也必须要有稳定的基础,且必须与坡面紧密结合。
4.1.8浆砌片石护面。用以封闭边坡,防止坡面风化剥落和水土流失等各种坡面地质灾害。该方法技术简单,经济实用,较为美观,将继续作为低矮边坡和第一级边坡的一种重要护坡手段。但该方法对坡面条件要求高,因结构抗力低,存在自身稳定性问题。为此要求边坡不能太陡,单级高度不能过高,对高度较大的边坡,需分级开挖后分级砌筑, 开挖量较大。
4.1.9喷射混凝土。该方法技术成熟,机械化程度高,施工速度快,对地形适应能力强,也比较经济。同时该方法本身能通过添加纤维来提高强度和韧性,并常与锚杆、钢筋网或钢丝格栅结合使用,从力学性能上人们通常把它当作钢筋混凝土结构,具有很高的承载能力。此外,喷射混凝土对坡面的封闭作用,非常好地隔绝了地表水下渗,提高了边坡的稳定性。
4.1.10落石槽。公路修建于坡脚附近时,应在坡脚留置或设置具有一定宽度和深度的沟槽来承接落石,落石槽的设置要保证落石不致直接落到需要保护的区域,但是当场地条件受限,需要通过增加开挖来提供满足宽度要求的落石槽区域时,则会增大开挖量,由此带来的投资增加可能超过采用其他工程措施的费用,且会带来较大的环境破坏。
4.2滑坡灾害防治措施。根据公路沿线滑坡地质灾害的类型及特点,防治措施的选用一定要结合滑坡的类型、规模、地形地貌等具体工程条件,有针对性地实施。
4.2.1清除或减少滑坡形成的因素。对小型浅层滑坡可全部或部分挖除;修建导滑工程,改变滑坡滑动方向;修建截水沟、排水沟、疏通自然沟以排出地表水;修建盲沟、盲硐、渗沟、垂直钻孔群、水平钻孔群等以排除地下水;修建防冲挡水墙、砌石护坡、抛石护坡等工程防止水的冲刷;削坡、护坡、整平、修梯级台阶、填实裂缝等进行边坡面的整理。
4.2.2修建排水设施及铺设防渗层。治理初期,地面起伏变化时,可采用造价较低的临时排水设施,并对滑体后缘裂缝进行防渗处理,一般用粘土或水泥浆充填裂隙,并用聚乙烯布覆盖;当修建永久排水设施时,根据滑坡的形状特点,若在滑体上设置纵横交错的排水沟是比较困难的,一般只需布设在滑坡周界外围,防止区域外的地表水流入滑坡区既可,断面尺寸要按最大降雨量设计,沟内结合土质、流速铺设防渗层,同时要整平地表,尽量减少植被坏。
4.2.3拦石墙。一种修建于落石路径上(坡脚或坡面上)的拦挡结构,通常由浆砌片石或浇筑混凝土构成。结构的刚性特征决定了它的抗冲击效果较差,因此,受经济、场地条件和结构自身稳定性等因素限制,其修建尺寸通常是有限的,抗冲击能力也是有限的,故需要有稳定而庞大的基础。
4.2.4避让。对于潜在规模和频率极大,特别是可能伴有其他边坡地质灾害发生的现场,避让可能是一种有效而最为安全可靠的措施,其根本目的是将建筑物修建在潜在灾害所威胁的范围以外,做到一劳永逸,但其缺陷通常也是明显的,首先是必然会需要更大的投资,其次是可能会丧失部分使用功能或提高其功能使用的成本。
4.3修建导流堤和设置截挡建筑物。泥石流是山区的主要地质灾害,泥石流多分布在断裂或褶皱发育、新构造运动强烈,地震频率高、烈度强,岩体风化破碎,植被不良、水土流失严重的山区。在干旱多年的暴雨季节,或高山冰川与积雪强烈消融时期最易发生。现在,泥石流防治主要采取封山育林,以保护汇水区和可能形成泥石流的地带;调节地表径流,沿坡修建导流堤;设置截挡建筑物,如堤、坝等,也可设置排洪道等。
4.4岩溶防治措施。岩溶与工程建设的关系密切,在建设中岩溶造成的库水渗漏是建设中主要的工程地质问题。在岩溶地区修建公路,应该深刻了解岩溶发育的程度和岩溶形态的空间分布规律,以便充分利用某些可以利用的岩溶形态,避免或防治岩溶病害对路线布局和路基稳定造成的不良影响。对基础下有溶沟、溶槽、漏斗等溶洞现象时,首先在建(构)基础施工时,应挖去其中的充填物,回填碎石或毛石混凝土;若出现溶层顶板不稳定时,可炸开顶板,挖除充填物,回填碎石的方法;对基础下的溶洞埋藏较深的情况,可通过钻孔向溶洞内灌注水泥砂浆、混凝土、沥清等填充物,以堵填溶洞。同时并加固坍塌体,防止坍方扩大,然后施做套拱和超前大管棚,保证正洞开挖施工安全;管棚施做完成后挖除坍塌体,进入隧道正常开挖、支护工序,并对隧道基底进行注浆加固处理,增强隧底承载力;溶洞段通过后,进行拱部坍腔回填处理。
5结束语
在公路建设中,应坚持在查明评估区地质环境条件的基础上,通过对已有地质灾害和对工程建设可能遭受或加剧地质灾害危险性评估,划分地质灾害危险性区段,及时提出灾害防治措施,避免地质灾害隐患。