發布時間:2022-04-08 09:12:09
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇公路工程地質論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
[摘要]在進行山區高速公路工程地質勘察過程中,常常存在一些誤區,這些誤區對工程建設有明顯影響。作者在這里簡要提出來,與同行共同切磋。
[關鍵詞]山區高速公路 工程地質勘察 誤區
在近年來的公路建設中,尤其是山區高速公路正在占有著越來越大的比例。同平原公路相比,山區公路路線所經過的區域地質環境更加脆弱,地質條件更為復雜,因此,對山區公路工程的勘察難度要遠大于平原公路工程。
對公路工程開展地質勘察,其目的是了解公路沿線的水文地質以及工程地質條件,以便為規劃、設計公路工程及其施工提供必要的依據與參數。但在目前高速公路勘察現狀是工期緊、任務重、外圍多,工程地質勘察人員不足,設計與勘察粉粒、技術與勞務分離,往往容易在某個環節出現紕漏或存在誤區,使得勘察成果的質量不高。筆者就這幾年從事山區高速公路勘察中所經歷的一些誤區和問題提出來,與同行切磋,歡迎大家批評指正。
1常見誤區
1.1忽略工程地質調繪的作用
通過工程地質調繪,可以觀察和描述出公路所在山區場地的地形地貌以及地質構造,其它如山區場地的地質界線、不良地質作用以及水文地質等相關地質現象也在觀察范圍之內。經過對路線區工程地質條件進行初步查明,以便可以對山區場地的穩定性和適宜性做出評價。上述觀察和描述可以為布置和設計公路后期勘探工作量及其掌握工程地質條件起到針對性的指導作用。
因為忽略工程地質調繪的作用,加之地質選線的原則未能在工可階段得到有效的貫徹,公路工程建設所在的走廊帶中便出現了比較多的地質病害。更為令人著急的是,這些地質病害的處理難度很大。這種情況的存在也給公路工程的后期工作造成了極大難度。
另外,在公路勘查的初步設計階段,由于勘查不夠嚴密,導致路線方案常常需要較大的調整。加上工期緊張,就造成很多勘察工作量因此作廢。這樣的后果也造成路線地質的精度不夠,部分工點甚至缺少地質資料,無形中也給設計工作帶來了隱患。上述情況的存在使得施工圖設計階段路線方案有時需要進行較大調整。有時,由于對路線地質調查的深度不夠,導致遺漏了一些地質敏感點,而這些敏感點正是出現在施工中的地質病害的源頭。有的根本沒有進行地質調查或深度不到,沒有按比例尺定地質調繪路線及地質點。
1.2勘察手段單一,忽略綜合勘察技術手段的應用
在山區公路建設中,滑坡等地質災害是最應該首先考慮到的。如果在勘察時將這些地質病害或不良地質同一般勘察混同,勘察時只采用單一的鉆探方法,就查不清一些重要的地質現象,在對地質病害進行分析、判斷時自然會造成誤導,甚至作出錯誤的結論。
因此,在對山區公路工程進行地質勘察時需要用到綜合物探。綜合物探可以與其他勘察方法相互驗證,實現更有針對性地指導勘察工作的目的。在應用綜合物探方法進行常規地質鉆探時,可以以點帶(線)面,避免帶有按正常地質變化規律推斷地質成果的傾向,即便地質條件發生突變,也可以據其揭露出的地質情況對其做出合理的推斷,這時就需要物探法來輔助探明。采用適當的物探方法,能及時發現不良地質隱患,避免工程項目直到實施階段才暴露地質隱患。
1.3不重視特殊巖土的分布及特性
在山區公路工程勘察中,要多考慮山區場地的特殊性巖土。因為山區場地中,這些巖土較為常見。這些巖土會影響到構造物的穩定性,也會影響其正常使用。為了盡量減少這些影響,在進行勘察時應著重查明這些巖土的分布特征及巖土特征,查明其巖土工程特性,查明其對構造物的影響,做出正確的評價,以保證構造物的安全穩定和正常使用。因此,在進行勘察時應考慮山區場地的特殊性,對于特殊巖土的分布范圍及特征一定要查明,以便為公路工程建設提供切實可行的整治方案。但在實際操作過程中,往往忽略了特殊性巖土特別是斜坡軟土的勘察及分析。
1.4對路基工程勘察的不夠重視
在公路工程地質條件的勘察中,對于橋位和隧道等構造物工點常常較為重視。但是深路塹和陡路堤、斜坡路堤以及支擋構造物等路基方面的工點特別是高邊坡和不良地質體就不然了,常常被嚴重忽視。其實,對于它們同樣應該引起重視,包括筑路材料料場以及棄土場,也要重視對其的勘察。例如在路基工程勘察中,如果不能充分考慮到橫斷面的地質條件變化,會導致路基工程在施工中的設計會需要過多變更。
1.5對相關地質現象未進行有效分析
對于山區高速公路的地質勘察完成后,需要整理出勘察報告。可是在以往的報告中,常常出現比較籠統的描述。此外,比較多的一些定性的描述,使得設計與施工人員采納困難,甚至無法利用。如在外業工作中,發現鉆孔巖芯極其破碎,與周圍鉆孔巖芯變化大,未能進行及時處理分析,在后期施工過程中發現地質問題,需要補鉆或修改設計、甚至重新施工等,嚴重影響施工進度及勘察設計質量。
1.6不夠重視資料的綜合分析
山區高速公路工程地質條件具有復雜性,工程勘察時需要采取收集大量資料,多種方法如原位測試、綜合物探、地質調繪、鉆探以及室內試驗等的應用,會得出很多的資料和信息。各方面資料和成果都需要進行綜合整理和分析研究,以便準確評價線路的工程地質條件、場地以及構造物的穩定性、適宜性。但實際情況是在勘察過程中往往缺乏對整個場地的穩定性、適宜性以及巖土的均勻性的全面認識。除此之外,也缺乏對原始資料以及收集的第一手資料的全面分析,巖土物理力學參數就不能恰當得出,自然也會影響設計,甚至出現質量隱患,發生的工程事故和工程損失比較大。
2結束語
(1)山區公路工程地形地貌、地質構造、地質條件復雜,工作量大,內容繁多,在勘察初期應進行資料收集、匯總分析,加強地質調繪工作。
(2)公路工程地質勘察技術上不僅要解決地基的問題,更主要的是環境地質方面的問題;在進行地質勘察時,不能僅僅使用常規鉆探,還需要結合物探、地質調繪等方法對其進行綜合分析評價,為設計施工提供準確合理的數據方案。
(3)加強對工程地質勘察人員的培訓,提高其專業素質,使公路工程地質勘察隊伍更專業。
【摘要】公路工程地質勘察報告是公路工程地質勘察的最終成果,是公路路基及構筑物地基基礎設計和施工的重要依據。報告是否正確反映工程地質條件和巖土工程特點,關系到工程設計和施工能否安全可靠、措施得當、經濟合理。當然,不同的工程項目,不同的勘察階段,報告反映的內容和側重有所不同。本文就有關公路工程地質勘察報告的編寫工作進行了有益探討。
【關鍵詞】公路工程;地質勘察報告;報告編寫
前言
公路工程地質勘察報告是公路路基、構筑物設計和施工的重要依據。報告要充分搜集利用相關的工程地質資料,做到內容齊全,論據充足,重點突出,正確評價公路構筑物的場地條件、地基巖土條件和特殊問題,為公路工程設計和施工提供合理適用的建議。
一、公路工程地質勘察內容
1.路線工程地質勘察。主要查明與路線方案及路線布設有關的地質問題。選擇地質條件相對良好的路線方案,在地形、地質條件復雜的地段,重點調查對路線方案與路線布設起控制作用的地質問題,確定路線的合理布設。
2.路基、路面工程地質勘察。在初勘、定測階段,根據選定的路線位置,對中線兩側一定范圍的地帶,進行詳細的工程地質勘察,為路基路面的設計與施工提供工程地質和水文地質資料。
3.橋涵工程地質勘察。按初勘、詳勘階段的不同深度要求,進行相應的工程地質勘察,為橋涵的基礎設計提供地質資料。一是對各比較方案進行調查,配合路線、橋梁專業人員,選擇地質條件比較好的橋位;二是對選定的橋位進行詳細的工程地質勘察,為橋梁及其附屬工程的設計和施工提供所需要的地質資料。
4.隧道工程地質勘察。隧道多是路線布設的控制點且影響路線方案的選擇。通常包括兩項內容:一是隧道方案與位置的選擇,包括隧道與展線或明挖的比較;二是隧道洞口與洞身的勘察。
二、報告的編制程序
1.外業實物工作量的匯集、檢查和統計。此項工作應于外業結束后即進行。首先應檢查各項資料是否齊全,特別是試驗資料是否出全,同時可編制測量成果表、勘察工作量統計表和勘探點(鉆孔)工程地質平面圖。
2.對照原位測試和土工試驗資料,校正現場地質編錄。這是一項很重要的工作,但往往被忽視,從而出現野外定名與試驗資料相矛盾,鑒定砂土的狀態與原位測試和試驗資料相矛盾。
3.對整個報告進行框架結構規劃。由于公路工程地質有其特殊性,屬于多專業合作工程。因此,對整個報告提前進行整體框架結構規劃是十分必要的。
4.編繪鉆孔工程地質綜合柱狀圖。柱狀圖中標明各層的地質年代、成因類型、承載力基本容許值、摩阻力標準值和地下水位及地質描述。
5.劃分巖土工程地質層,編制分層統計表,進行數理統計。地基巖土的分層恰當與否,直接關系到評價的正確性和準確性。因此,此項工作必須按地質年代、成因類型、巖性、狀態、風化程度、物理力學特征來綜合考慮,正確地劃分每一個單元的巖土層。另外應注意,工程地質層的劃分,不是越細越好,當然也不是越粗越好,除了遵循一般的劃分原則之外,還應結合工程對象進行劃分。在正確劃分出工程地質層后,編制分層統計表。最后,進行分層試驗資料的數理統計,查算分層承載力。
6.編繪工程地質縱斷面圖和其他專門圖件。公路工程地質縱斷面圖是公路工程地質勘察報告的重要組成部分,對公路工程的設計和施工有著重要意義。
7.編寫工點工程地質勘察報告。按以上順序進行工作可減少重復,提高效率;避免差錯,保證質量。
8.編寫全線工程地質總說明書。總說明書是報告的優秀框架,它全面地分析了整條路線的工程特征,是設計人員掌握全線地質情況的指南。
三、全線工程地質總說明書論述的主要內容
一個完整的全線工程地質總說明書應由下面幾部分組成:
1.前言:要敘述工程概況、勘察的目的和任務,勘察依據、勘察的方法和完成的工作量。本部分重點要注意的是:公路的等級,勘察所屬階段,編制報告所使用的規范、規程一定要保證是現行版本,已經廢棄的規范不能作為勘察依據。
2.工程地質條件:自然地理、氣象和水文條件、地形地貌、區域地質構造、區域地層巖性、工程地質分區。地震活動性和抗震設計主要參數、沿線不良地質和特殊性巖土問題、水文地質特征。
3.巖土的主要物理力學指標:本部分主要是把整條路線的巖土參數,按照巖土形成時間、成因及性質進行數據分類統計分析,然后依據分析結果對各類巖土進行概括性評價。
4.工程地質評價:包括勘區穩定性和適宜性的評價、重點工點工程地質評價和路線方案評價。對于路線方案的比較,主要根據各路線方案所經地區的地質情況的差異進行比較分析,最終推薦出地質情況相對較好的路線方案。
5.沿線天然筑路材料:取土場要依據有關規范的要求,根據土料強度CBR、含水率W、液限WP、塑性指數Ip等參數對料場質量進行評述。
6.結論及建議:結論是勘察報告的精華,一般包括以下幾點:(1)區域地質構造單元、地震參數和建筑適宜性的評價;(2)勘區不良地質、特殊性巖土的分布及地質災害對工程影響的大小;(3)重要構筑物的地基情況、基礎形式及其他處理措施;(4)勘區內的地下水及地表水的腐蝕性評價;(5)路線方案的評選;(6)其他需要專門說明的問題。
7.附表及附圖:全線工程地質總說明書的附表和附圖主要包括:完成工程量一覽表、地震液化判別計算表、水質評價表、水質分析報告、路基分段說明表、不良地質地段表、區域地質構造圖、路線工程地質平面圖、路線工程地質縱斷面圖、取土場工程地質柱狀圖、路基工程地質柱狀圖等。
四、工程地質圖表編制要點
1.綜合工程地質平面圖,在總說明中的附圖,要求提綱契領,應綱要性標出各種工程地質現象,或可作專門圖件,不能圖省事以“路線工程地質平面圖”來替代“綜合工程地質平面圖”。
2.勘探點平面布置圖,勘探點平面布置圖是在地形圖上標明工程構筑物、各勘探點、各現場原位測試點以及勘探剖面線的位置,并注明各勘探點、原位測試點的坐標及高程。該圖應在較大比例尺的工程地質圖上進行編制,地形地貌復雜時應專門作測繪工作。
3.鉆孔柱狀圖,反映場地的地層變化情況,在圖上應標明地層代號、巖土分層序號、層底深度、層底標高、層厚、地質柱狀圖、鉆孔結構、巖心采取率、巖土取樣深度和樣號、原位測試深度和相關數據。在柱狀圖的上方,應標明鉆孔編號、里程、坐標、孔口標高、地下水靜止水位埋深、施工日期等。柱狀圖比例尺一般采用整比例,如1∶100或1∶150。
4.工程地質剖面圖,此圖是作為地基基礎設計的主要圖件。其質量好壞的關鍵在于:剖面線的布設是否恰當;地基巖土分層是否正確;分層界線,尤其是透鏡體層、巖性漸變線的勾連是否合理;剖面線縱橫比例尺的選擇是否恰當。
5.土工試驗成果表,主要有抗剪強度曲線、壓縮曲線等,一般由土工試驗室提供。
6.現場原位測試圖件,包括載荷試驗、標準貫入試驗、重型動力觸探試驗、十字板剪切試驗等的成果圖件。
7.樁基力學參數表,如果建議采用樁基礎,應按選用的樁型列出分層樁周摩擦力,并考慮樁的入土深度確定樁端土承載力。除上述附表之外。有的分層復雜時,應編制地基巖土劃分及其埋藏條件表。
結語
本文簡單介紹了公路工程地質勘察報告的編制方法,由于公路工程的勘察階段較多,線路工程所跨越的地質單元繁雜,一般每個工程對報告的編制都會有特殊的要求,因此,本文很難將各種情況一一盡述,更詳盡的內容有待于進一步論述。
摘 要:為了正確處理山區公路工程建筑與自然條件的關系,充分利用有利條件,避免或改造不利條件,需要進行公路工程地質勘察,查明建設地區的工程地質條件。本文針對山區公路工程地質勘察過程中有幾率發生的地質勘察工程問題進行分析,并提出了解決的對策,為類似工程地質條件的公路建設具有一定參考意義。
關鍵詞:山區公路;地質條件;勘察方法
0 引言
隨著我國經濟的飛速增長,山區經濟和資源的開發進程越來越快,由于山區面積占了我國土地面積的大部分,所以各地的條件不盡相同且多樣復雜。如果沒有深入細致的地質勘察工作和完整可靠的施工方案,山區公路工程將會有巨大的問題。因此結合地質勘察原則并使用有效的手段對工程地質進行勘察是重要任務。下面對此進行討論分析。
1 勘察方法的選擇
從山區公路工程地質條件的特點不難看出,要準確查明山區公路沿線的地層巖性、地質構造、水文地質、地質病害的分布、類型、危害等工程地質條件以及確定建(構)造物基礎巖土的物理力學參數,單一運用常規的工程地質勘探方法是十分困難的,如鉆探,雖比較直觀且能提供滿足設計需要的資料,但因受地形、交通、工期和費用等條件限制,工作量很難做夠,勘察深度難予保證。因此在勘探方法的選擇上應充分利用當地的有利條件和工程地質條件特點,從全面查清工程地質條件,有利于施工實施和節約成本費用等方面出發,采用適當的勘探方法。
2 山區公路工程地質勘察中存在的問題
2.1 工程地質勘察方案不合理
在山區公路工程地質勘察中, 大多工程地質勘察項目雖然也制定了勘察大綱, 但多數項目勘察方案簡單、未能針對項目的工程地質條件和工程的特點, 對項目工程地質勘察進行詳細規劃, 所采用的勘察方法, 時有不合理或欠缺的地方。如橋梁鉆孔布置未考慮到山區地質條件的復雜多變, 鉆孔數量偏少、鉆孔位置不合理;高邊坡勘察中對橫斷面的地質條件變化考慮不足, 地質條件未勘察清楚, 導致施工中高邊坡加固設計變更過多;對活動性斷層勘察欠缺;隧道勘察中未進行水文測試等等。
2.2 工程地質勘察工作針對性不強
工程地質勘察目的不明確, 勘察針對性不強是山區公路勘察項目較常見的問題, 部分勘察單位仍習慣于“鉆探、取樣、提承載力”的模式, 無論是路基、橋梁、還是隧道勘察都是這種勘察模式, 這種早期的工程地質勘察模式, 已不能適應山區公路工程地質勘察工作要求[1]。山區公路工程地質勘察的對象主要包括橋梁、涵洞通道;隧道;高邊坡、高路堤、軟基及不良地質等。不同勘察對象的勘察目的不同,勘察工作中應針對不同的勘察對象, 對勘探方法、取樣試驗、物理力學指標分析評價等做出不同的要求,并非所有的勘察對象都應提出地基承載力。如高邊坡的勘察目的, 主要是查明邊坡開挖后的穩定性, 勘察在查明巖土層結構的同時, 還要查明軟弱夾層和構造結構面情況, 并提供抗剪、抗滑指標。
2.3 勘察深度不夠、定量成果不足
勘察報告描述較籠統, 多是一些定性的描述, 設計及施工人員很難采納, 甚至無法利用。如在深路塹勘察中,常見地質報告中未能進行穩定性分析, 所推薦的處理方案及措施較籠統, 設計人員無法利用;或者雖然也進行了穩定性分析, 但未用設計擬采用的坡率, 進行穩定性分析;此外, 邊坡穩定性評價方法單一, 完全依賴極限平衡法, 未采用工程地質類比法、圖解法、極限平衡法和數值分析方法進行綜合分析評價,也是較常見的問題。又如在橋基勘察中, 常見對終孔深度把握不準。未能根據橋梁荷載的要求及可能采取的基礎形式, 確定鉆孔深度。因此, 要么鉆孔鉆深了, 浪費了大量的財力和時間;要么鉆淺了, 不能滿足樁基對鉆孔深度的要求。再如某山區高速公路初勘中, 對斷層構造勘察時, 在評價區域斷裂構造對公路的影響時有這樣的論述評價“根據區域地質資料, K25 +600處有一斷層, 建議路線與斷層呈大角度相交”。沒有深入查明斷裂帶的規模和路線的關系對公路的影響等[2] 。
3 山區公路工程地質勘察問題的研究
基于當前山區公路工程勘察中存在的問題, 應在加強從業人員培訓, 提高專業技術水平的基礎上, 轉變勘察技術人員的觀念, 在公路的勘察中加強巖土工程的理念, 進一步提高山區公路工程地質勘察水平。
3.1 路段勘察
(1)一般路基
一般路基工程勘察主要按沿線微地貌特征分段,查明各段的地質結構,巖土類別、土的密度和含水狀態,基巖風化情況,地下水埋深、變化規律和地表水活動情況;確定路基基底的穩定性,邊坡結構形式及坡度;確定設置支擋構造物和排水工程的位置,劃分土石工程等級。
(2)高路堤
高路堤作為陡坡路堤的一種特例,也屬于重點路基工程(即地形起伏大、路基填挖量大、工程地質條件差的路段),高路堤邊坡必須進行穩定性驗算,其參數的選擇是穩定性驗算的關鍵,需要對地基土及路堤填土提出準確的物理力學參數,因此要針對高路堤做專門的工程地質勘察。
高路堤主要病害是總體沉降、局部沉降、局部沉陷、滑移、路基破壞等。一般的填方路堤和高路堤對路基基底要求應有足夠的承載力,路堤基底土的變形性質和變形量的大小主要決定于路堤填土高度、基底土的力學性質、基底傾斜程度、軟土層和軟弱結構面的性質和產狀等。軟土層或較軟結構面往往使基底發生較大的塑性變形而造成路基的破壞。因此其勘察中的重點是沿陡坡路基頂面或軟土層及較軟結構面,對陡坡路堤進行設計時必須進行地基穩定性驗算,應通過有針對性的工程地質勘察提供準確的陡坡路堤地基巖土物理力學參數。
(3) 陡坡路堤
當地面自然橫坡陡于1∶5時就應視為斜坡路堤,當地面橫坡陡于1∶2.5時,就視為陡坡路堤。根據斜坡路基病害調查,公路陡坡路基常見病害是縱向裂縫和路基滑移。影響陡坡路基穩定性的主要工程地質因素有以下兩個方面:
(1)陡坡覆蓋層土體與基巖接觸帶為透水軟弱面,地下水活動引起陡坡路基下滑
(2)陡坡路基巖層軟硬相間,其軟弱面順路基傾斜,由于風化強弱差異或地下水侵蝕,地基和路基順軟弱面滑移
對陡坡路堤勘察主要查明地層層位、層厚、巖土類別、分布范圍,調查地下水埋深、分布;確定巖土的承載力、抗剪指標和壓縮指標。判定在路堤附加荷載作用下,路基沉降和滑移的穩定性。高路堤一般位于溝谷地段,特別是溝底的軟弱層應作為勘察重點。
3.2 隧道勘察
由于山區的地形特點及隧道出入口對地形有較高的要求,進行工程鉆探往往比較困難。近年來,隨著物探技術逐漸成熟和山區高速公路的發展,已被作為主要勘察手段,廣泛應用在山區公路隧道勘察中,目前,常用的方法主要有:地震法、瞬變電磁法、高密度電法及可控源音頻大地電磁法。工程物探作為公路隧道工程地質勘探的主要手段,測得巖質隧道圍巖巖體、巖石縱波速、橫波速,從而求得圍巖動彈性模量、泊松比等物理力學指標,為隧道洞身的圍巖分類、隧道洞室的開挖和襯砌設計提供依據[3]。
4 結束語
綜上所述,山區公路工程的建設任務越來越多,傳統的勘察方法和手段已經不能適用于今天的工程建設當中了。多方法結合并使用新技術才能滿足公路工程的需求,工作人員一定要認真對待地質勘查工作,嚴格按照有關要求來進行作業,虛心聽取專家的討論對策,為山區公路工程的發展做出應有的貢獻。
摘要:進行公路工程建設的過程中,對地質問題要進行首先考慮。地質災害會對公路工程的建設造成很大的影響,在延長工程時間的同時,增加了工程費用,給人們的生產生活造成損失的同時,也造成了工程巨大的經濟損失,有的甚至出現人員傷亡。因此進行公路的建設要對其地質情況進行分析,本文就公路工程地質問題進行分析,提出了具體的地質問題的解決措施,這對促進公路工程準時、順利的完成有很大的積極作用。
關鍵詞:公路工程;工程地質;地質問題
一、地下水對工程建設造成的危害分析
1.地下水動力作用對工程建設造成的危害
地下水在天然狀態下的動水壓力作用相對較小,通常不會對工程建設造成危害,但是由于工程活動打破了地下水的平衡狀態,在移動的動水壓力作用下,通常會產生坑基突涌、管涌、流砂等現象,會對工程建設造成嚴重的危害,給工程建設的安全埋下隱患。
2.地下水位下降對工程建設造成的危害
地下水位下降通常是人為引起的,例如修建水庫截奪下游地下水、大量抽取地下水等,地下水下降程度過大對工程建設造成危害主要表現在以下幾個方面:通常會誘發地面塌陷、地表塌陷以及地裂等地質災害,對工程建設以及工程的穩定性造成嚴重的危害;地下水水質惡化、水源枯竭,對人們自身的居住環境和用水都會產生不利的影響;工程建設的過程中產生的動水壓力,將土顆粒沖刷走,破壞土的機構。以西安市為例,地下水水位下降,加劇了西安地裂縫的活動性。西安市1970年以前,承壓水位基本穩定,1976~1985年,承壓水下降漏斗中心水位以每年3~6m的速度下降。區域降落漏斗在平行于洼地的伸展方向上面積不斷擴大,漏斗中心不斷加深,這是產生西安地面沉降的主要原因,也是西安地裂縫在地表活動加快的主要誘因。
3.地下水位上升對工程建設造成的危害
地下水位上升可能是自然因素也可能是人為因素,地下水位上升對工程建設造成的危害主要表現在以下幾個方面:導致出現管涌、流砂等現象;一些特殊性質的土體結構被軟化,強度降低;會導致出現崩塌等地質災害;會導致土壤鹽漬化、沼澤化,地下水對工程建筑的腐蝕性增強。
二、常見公路工程地質問題
1.滑坡產生的原因及防治措施
建筑場地開挖、山體開裂、采礦、降雨、地震、人工切坡等都會引起滑坡現象的出現,斜坡體有足夠的滑動空間,斜坡兩側有切割面,都會導致滑坡的出現,在我國西南的丘陵地區,山勢陡峭,山體眾多,河流溝壑遍布,滑坡的條件基本滿足,因此在此地區滑坡現象經常發生。滑坡具有“小雨小滑、大雨大滑、不雨不滑”的特點,因此降雨最容易引起滑坡現象的出現,雨水在土層大量的滲透,降雨很容易導致滑坡,一般的特點,雨水的大量滲透,斜坡下部的隔水層上形成積水,斜坡上部的土石層飽和,滑體的重量就會增加,土石層的抗剪強度就會降低,滑坡現象就會出現。為了對此類現象進行有效的避免,要采取合適的手段進行預防,卸荷減載工程、坡面防護工程、排截水工程、支擋工程等都是可以運用的手段。
2.崩塌產生的原因及防治措施
崩塌的特點是動量大,面積廣,瞬間性破壞極強,這主要同人類不合理的工程開挖活動有關,對路塹開挖過深就會出現邊坡過陡的現象,對路基進行開挖時,路基的軟弱構造面就會暴露出來,被切割的巖體沒有支撐就容易崩塌;不合理的爆破工程等都是造成崩塌的原因。因此進行公路工程施工的過程中,對不合理的高、陡邊坡要盡量避免使用,對大切大挖要盡量避免,爆破施工不適合用于構造破碎地段、地質疏松地段,對山體的平衡要進行維持。目前在我國,護坡、護墻、攔截、遮擋、排水等措施被用在預防崩塌中。
3.泥石流產生的原因及防治措施
在溝谷深壑,山區等地形險峻的地區,因自然災害、暴雨暴雪等引起攜帶有大量石塊以及泥沙的山體滑坡,形成特殊洪流的就是泥石流。泥石流具有流量大、流速快、破壞力強、瞬間性等特點。要形成泥石流,上游堆積有豐富的松散固體物質,容易積水、陡峭的地形要存在,再加上很短的時間內大量的流水,形成泥石流的條件就會具備。在山區道路中,泥石流是其中主要的地質災害,一般在植被破壞嚴重、水土流失、地震強度大、頻率高、巖體風化破碎的山區容易出現。在高山冰川融化、暴雨季節等最容易發生。封山育林、改良植被,修建遮擋物或者排洪道,調節地表徑流,避免積水等是預防泥石流的主要措施。
三、公路工程地質勘查具體方法
1.重視巖土水理性質的測試研究
巖土水理性質是指巖土與地下水相互作用時顯示出來的各種性質。巖土水理性質與巖土的物理力學性質都是巖土的重要性質。巖土內部的水理性質會對其整體的強度與形狀造成一定的影響,有部分性質甚至會對工程的穩定性能造成直接性的影響,其中包含了軟化性、脹縮性以及崩解性等。巖土崩解性的相關因素是其土質顆粒的構成成分、礦物質的成分等。過去在對巖土的勘察過程中,往往會將著重點放置在其物理的力學相關方面,其水理性受到了忽視,因此,在對巖土方面的地質評價過程中,其全面性有待加強。巖土內部的水理性主要是由其巖土與地下水之間發生相互的作用產生,地下水在巖土中的存在方式各有不同,其對巖土水理性質的總體影響也存在著不同,其影響度又與巖土自身的類型有所關聯。
2.制定完善的巖土工程勘察報告
工程地質勘察所得出的最終成果為巖土工程勘察報告,它能夠為建筑工程地基基礎設計起到重要的參考作用。巖土工程勘察報告中包含很多方面的內容,如地下水類型、含水層分布狀況、地表體與含水層間的水利聯系、水文地質參數、地下水補給、徑流及排泄、地下水位季節變化趨勢等。因此在工程地質勘察工作中必須要確保巖土工程勘察報告的科學性、準確性與全面性。
3.查明情況、結合實際
工程地質勘察中主要包含水文地質、地形地貌及巖土物理性質等工程地質條件,在具體的工作中查明工程地質條件之后必須要充分結合項目的實際情況并對工程地質所帶來的影響給出客觀評價,從而為工程項目設置良好的安全防護措施提供重要參考依據。
4.提高對工程地質研究力度
工程地質研究是保證工程質量的優秀內容,所以必須加強對工程地質的研究力度,舉例而言,增加地質勘探報告的數據分析內容,從而增大報告自身的使用價值,使其成為日后勘探作業的寶貴財富。與此同時還要提升綜合分析的能力,不僅要對地質地貌進行研究,還要對水資源等自然資源進行深入剖析。
5.規范勘探技術的應用
隨著經濟的高速發展,傳統的技術管理理念已經無法在二十一世紀得到普遍的應用,在此基礎上所使用的技術也要得到統一的規范,建立一支專業技術團隊,加強技術的指導是志在必行的措施。這一內容目前得到眾多企業的認可,并已經采取實際行為,規范勘探技術,從根本杜絕問題的產生,為工程地質勘探提供最佳的“工具”。
6.運用高科技手段進行勘查
對水文與環境地球物理勘探進行調查,如地質、水文地質情況以及地下水分布狀態。需要注意的是,重點應該放在地面調查較為困難或是難以解決問題的地段進行物探工作,條件允許的情況下還可以將高密度電法勘探和激發極化法電法勘探加以結合,從而保證工作能夠達到深度、分辨率要求。不僅如此,在工程地質勘探和水文地質勘探中還可應用瞬變電磁法和高密度電發勘探結合使用進行深部精細地質結構的勘察工作。
綜上所述,針對公路工程建設中可能出現的地質問題,我們對其水文地理等要進行分析、勘察,對影響工程建設的因素要進行分析,得出保證工程質量的具體辦法,只有這樣才能保證公路工程的建設,保證工程建設的質量,保證公路使用功能的發揮,使用壽命的延長,促進我國公路事業不斷的發展。
摘要:公路是陸地交通運輸的干線之一,作為既是線性建筑物,又是表層建筑物的公路和橋梁,往往要穿越許多地質條件復雜的地區和不同的地貌單元。所以,為了確保公路工程的安全性,就必須對公路工程沿線的地質進行詳細的勘察。本文對公路工程地質勘察的主要方法和步驟進行了詳細的論述,以供廣大同仁交流探討。
關鍵詞:公路工程地質勘察;方法;步驟
引 言:公路工程的地質勘察,就是運用工程地質的理論和各種技術手段,實行調查、研究公路要穿越地帶的工程地質條件、為公路選線、設計、施工和使用提供經濟合理而又正確完整的工程地質資料。同時公路工程地質勘測直接關系到路基、橋隧的安全,應引起高度重視。
1 公路工程地質勘察的主要方法
1.1 工程地質測繪
一般采用沿程測繪的方法,其測繪寬度一般包括中線兩側各200 m、300m。對于專門目的或地質條件的重點工程地段,應進行大面積工程地質測繪,這時的測繪線布置常采用路線穿越法和順層追索法。而觀測點的布置必須選在具有代表性的地質現象的天然露頭、人工露頭處。目前在公路橋梁測繪中應用最多的測繪技術是應用航片和衛片測繪。航片的應用主要是運用室內光學儀器編制地形圖,或者通過地質專業判譯編繪工程地質圖。而測繪技術中效果比較好應是衛片測繪技術,其優點主要是衛片拍攝地面范圍大;反映宏觀形態特征較清楚、解釋效果比較好;衛片中包含的信息量大,可根據色調和形態特征,能夠解決工程地質測繪中的很多問題。
目前公路勘察中可利用衛星遙感影像信息資料對項目區的地形地貌、地層巖性、地質構造、不良地質與特殊性巖土等進行圈定、判釋,為路方案選擇、線位展布提供宏觀資料。在此基礎上利用1:5 萬和1:1 萬線位地形圖為底圖,進行實地工程地質調繪、驗證,對路線通過地帶及重點構造物場地進行全面的工程地質分析研究,編繪 1:5 萬和 1:1 萬綜合工程地質圖。
1.2工程地質勘探
勘探是工程地質勘察的重要方法,是獲取深部地質資料必不可少的手段。能提供設計所需的技術參數,在橋隧、涵洞、不良地質處理中應用廣泛。在進行地質勘探時,應充分利用地面調查測繪資料,合理布置勘探點,認真分析勘探成果,避免不必要的工作;公路工程地質勘探方法主要有挖探、鉆探、地球物理勘探(簡稱物探)幾種。
(1)挖探
挖探是工程地質勘探中最常用的一種方法,可分為坑探和槽探。它就是用人工或機械方式進行挖掘坑、槽,以便直接觀察巖土層的天然狀態以及各地層之間接觸關系等地質結構,并能取出接近實際的原狀結構土樣,該方法的特點是地質人員可以直接觀察地質結構細節,準確可靠,且可不受限制地取得原狀結構試樣,因此對研究風化帶、軟弱夾層、斷層破碎帶有重要的作用,常用于了解覆蓋層的厚度和特征。
(2)簡易鉆探
簡易鉆探是公路工程地質勘探中經常采用的方法。具有工具輕,體積小,操作方便,進尺較快,勞動強度小等優點。但缺點是:不能采取原狀土樣或不能取樣,在密實或堅硬的地層內不易鉆進或不能使用。“麻花鉆”是在公路工程中常見的簡易鉆探方法。
(3)鉆探
在工程地質勘測工作中,鉆探是廣泛采用的一種最重要的勘探手段,它可獲得深部地層的可靠地質資料。鉆探按鉆進方法分有回轉、沖擊、振動和沖洗四種。在公路工程地質勘測中,鉆探主要用于橋梁、隧道及大型滑坡等不良地質現象的勘探,一般是在挖探、簡易鉆探不能達到目的時采用。鉆探作為最重要的勘探手段其提供的成果亦是相當詳盡的。
(4)物理勘探
物理勘探簡稱“物探”。不同成分、不同結構、不同產狀的地質體在地下空間呈現不同的物理場分布,物探采用專門的儀器,通過觀測這些物理場的變化,來判斷地下地質情況。物探的優點是效率高、成本低、儀器和工具比較輕便。但是由于不同土、石可能具有某些相同的物理性質,或同一種土、石可能具有某些不同的物理性質,因此有時較難得出肯定的結論,必須使用鉆孔加以校核、驗證,所以物探有其一定的適用條件。
1.2 公路工程地質試驗及長期觀測
(1)為了進一步驗證工程地質情況,有時候需要在現場取有代表性的試樣,送到試驗室進行相關項目的試驗。或者直接進行原位測試,就是直接在野外現場進行測試。兩種試驗方法相比來說,原位測試由于不用花費人力、物力搬遷土樣,因此原位測試在工程地質試驗中采用最多。目前原位測試中采用最多的有靜力載荷試驗(CPT)靜力觸探試驗、圓錐動力觸探、標準貫入試驗、十字板剪切試驗、扁鏟側脹試驗、旁壓試驗、波速測試、現場大型直剪試驗、塊體基礎振動試驗等。
靜力載荷試驗指在擬建場地上,在挖至設計的基礎置深度的平整坑底放置一定規格的方形或圓形承壓板,在其上逐級加荷載,測定相應荷載作用下地基土的穩定沉降量,分析研究地基土的強度與變形特性,求得地基土容許承載力與變形模量等力學數據。靜力載何試驗分為平板載何試驗、螺旋板載荷試驗、深層平板載荷試驗等。用以確定地基土的臨塑荷載、極限荷載,為評定地基土的承載力提供依據;估算地基土的變形模量、不排水抗剪強度和基床反力系數。其試驗裝置為承壓板、加荷與傳壓裝置及沉降觀測裝置等。根據實測結果繪制沉降與時間(s~t)關系曲線及荷載與沉降(p~s)關系曲線,由此確定地基承載力、地基土的變形模量、估算地基土的不排水抗剪強度、估算地基土基床反力系數。
靜力觸探試驗指通過一定的機械裝置,將某種規格的金屬肩探頭用靜力壓入土層中,同時用傳感器或直接量測儀表測試土層對觸探頭的貫入阻力,以此來判斷、分析、確定地基土的物理力學性質。靜力觸探試驗適用于粘性土、粉土和砂土,主要用于劃分土層、估算地基土的物理力學指標參數、評定地基土的承載力、估算單樁承載力及判定砂土地基的液化等級等。
(2)進行公路地質勘察時應對工程地質進行長期觀測,其觀測內容主要是觀測與工程有關的地下水的動態觀測;不良地質現象的觀測;建筑物修建與周圍環境相互作用的動態觀測。
2 公路工程地質勘察規范運用過程和步驟
2.1 鉆孔布置
平面布置規范規定,應沿道路中線布置,當道路寬度較大時,宜在道路兩側交錯布置占孔。當路基巖土條件復雜時應布置橫剖面。我認為在路塹、陡坡路堤(經常是半挖半填路段),須進行支擋工程的地段應布置橫剖面,具體布置可參考”邊坡工程規范”。
2.2 勘探孔孔距
在一般情況下可按道路性質布孔,布孔時應注意兩點,一是每個地貌單元,不同地貌單元的交界處均應布置勘探孔。同時在微地貌和地層變化較大地段予以加密。此處的地貌單元指平原(堆積地貌)崗地(剝蝕堆積地貌),丘陵山區(剝蝕地貌),微地貌指平原中的,河漫灘,低平原,高亢平原等,崗地中的坳溝崗地等。二是規定有機質垃圾,疏松的雜填土,未經沉實的近期回填土及軟土分布地段應查明其分布范圍,勘探孔距宜控制在20~40m。
2.3 勘探孔孔深
原地面或設計地面標高(挖方地段)以下2~3m,規定為原地面以下5m,或挖方地段為設計路面下4m。規范同時規定當為有機質垃圾、疏松的雜填土,未沉實的近期填土,軟土和可液化層時孔深應適當加深或鉆穿該土層;當高路堤地段孔深應滿足地基承載力、變形計算、穩定性分析評價要求及地基處理要求。路塹,陡坡路堤,支擋工程孔深也應滿足上述要求。總的說來道路工程鉆孔的特點是:①所有鉆孔都必須取樣;②市政鉆孔應封孔;③多數鉆孔應量測水位。
2.4 取樣與試驗
(1)地基土與路基土
市政規范規定橋涵,室外管道,堤岸工程等劃分地基巖土應與現行建筑地基礎規范一致,對道路路基土應執行《城市道路設計規范》。地基土的概念大家已很清楚。主要說一下路基土。什么是路基,路基是路面的基礎,承受由路面傳來的行車荷載,它又分為路床、路堤。路床又分為上部0.3m,稱做上路床,0.3~0.8m,稱下路床。0.8~1.5m稱上路堤,1.5m以下稱下路堤,需要指出的是,路堤是填方路基,當為挖方路基,或以后地面為路面標高時就不存在路堤而只有路床存在。對于路基土也就是路床及路堤部分土的定名及試驗方法均應遵照現行公路土工試驗規程。路堤土來自取土場,如進行取土場勘察時應遵照上述規程辦理。路基土下面的土分類規范沒有說,我想應該稱地基土,按目前習慣似乎可以按《建筑地基規范》的規定來執行。
(2)取樣間距與測試
規范規定在原地面或設計地面以下1.5m范圍內每間隔0.5m取一個樣(公路規范是0.5、1.0、2.0、4.0m取樣)。采取的土樣應做顆粒分析,天然含水量和液塑限,以便劃分路基土類別和土基干濕類型,干濕類型的劃分按路床頂面以下0.8,深度內平均液性指數按大于1.00,為過濕,0.75~1.0為潮濕類型,0.5~0.75為中濕類型,小于0.5為干燥類型,需要指出的是公路規范規定應按平均稠度指標來判定,二者有不一致之處。
2.5 工程地質勘察報告
首先是文字部分:(1)勘查工作的任務和概況;(2)是否存在影響建筑物地基不穩情況存在及其影響程度;(3)工程場地的地質土層結構、強度及各土層物理力學性質;(4)低下水位的深度、水質情況、變化情況及對建筑材料的腐蝕程度;(5)在地震設防區劃分場地類型和場地類別,并判別飽和沙土及粉土;(6)對建筑地基基礎方案進行分析,提出經濟可行的設計方案意見,尤其對地基設計和施工中需注意的地方檢出建議;(7)當工程需要時,尚應提供:深基坑開挖的邊坡穩定計算和支護設計所需的技術參數,論證其對周圍已有建筑物和地下設施的影響;基坑施工降水的有關技術參數及施工降水方法的建議;提供用于計算地下水浮力的設計水位。
其次是圖表部分:(1)勘探點平面布置圖;(2)工程地質剖面圖、綜合工程地質圖或工程地質分區圖;(3)土的物理力學性試驗總表。重大工程根據需要,繪制綜合工程地質圖或地質分區圖、地質柱狀圖或綜合地質柱狀圖和有關試驗曲線。
3 結束語
總之,公路工程地質勘察工作任務艱巨,必須明確其目的,克服各種因素,正確利用公路工程地質勘測方法對提高設計質量,有效控制工程造價和工期有著無法替代的作用。公路工程地質勘測作為公路建設中的重要手段,應引起我們足夠的重視。
摘要:作為道路工程中比較重要的一種――高速公路,也是受到了各方面的重視。在高速公路工程的建設中,邊坡的分類關系到了整個高速公路工程的設計,因此,對于邊坡的分類應該高度重視。現在的邊坡分類,大都是按照其破壞的形式進行簡單的分類,對未變形邊坡并沒有分類。在結合了工程的實踐之后,提出了比較適合高速公路工程的邊坡地質分類。本文便對這些邊坡的分類進行深入淺出的探究和分析。
關鍵詞:基礎設施;高速公路;邊坡分類;地質
根據工程的實踐以及對高速公路邊坡勘察結果的分析,對于未變形邊坡進行大方向上的分類。一般分為巖質邊坡、土質邊坡和土石邊坡。對于變形邊坡就按照其變形的特性進行分類。
一、 邊坡分類的現狀
目前,國內外對于邊坡的研究都比較深入,對邊坡的分類也有自己的見解,這就造成了對邊坡的分類有很多種方法。其中依據的原則、標準及目的也都不相同。迄今為止也并有一個統一的標準來對邊坡進行分類。在實際的勘測中,大都是按照各自確定的分類標準對邊坡的破壞形式進行分類。對于未變形的邊坡,大都不去研究,對于專門為某項工程目的服務的邊坡分類更是匱乏
現在來說,常見的分類所依據的標準是:邊坡的形成的原因、邊坡的結構、邊坡的巖土特性、邊坡的變形破壞形式等等。對變形破壞形式的分類尤為復雜,有的根據變形的特征,有的根據變形的時間,有的則是根據變形的發育階段進行分類。
總而言之,對于邊坡的分類,國內外的研究人員提出了許多的方式方法,同樣的分類的目的也是不盡相同的。但是在這其中,這些分類的方法都有一個共同的特點,那便是僅僅只是對變形形式的分類。對于邊坡并沒有進行綜合的工程地質分類,這樣對于我國的高速公路工程的勘測就帶來了不便。本文試著綜合工程的實際,提出一種比較適合應用于高速公路工程邊坡的地質分類。
二、 分類的目的和原則
(1)分類的目的
高速公路工程邊坡的地址分類是在結合了我國高速公路工程的勘測的結果之后,將各種不同地質特性的邊坡加以區分和整理,不同的邊坡代表不同的工程地質特性。各自之間對于工程的影響也是不盡相同的。因此,對于邊坡工程地質分類的主要目的便是:
①結合實地的工程勘測,能夠根據分類的特征對邊坡屬于哪一種類進行快速的辨認,從而能夠迅速的掌握其特性和主要應用的工程。
②根據分類,能夠迅速的對邊坡的各種屬性做出判斷,比如對其的穩定性進行初步的分析和評價,從而能夠判斷出對整個工程的影響。
③根據分類,能夠結合理論的數據分析等,對在工程實施過程中可能出現的問題進行預測,同時也可以針對性的提出解決方案。
④根據分類,當出現的邊坡問題比較復雜時,能夠為下一步的勘測工作提供有力的理論依據和工作方向指標
(2)分類的原則
為了能夠在實際的工程應用中比較方便,按照以下的原則進行分類:
①分類以實踐為基礎。
②為了方便在實地的勘測中對邊坡進行快速的辨認,并對其特性做出評價,在分類中,需要對邊坡的特性以及可能對工程出現的影響加以說明。
③對邊坡工程地質的特質進行分析分類時,要說明其對工程的影響。
④分類依據為:結構、巖土性、變形的特征。
三、 高速公路工程邊坡的工程地質分類
根據上述的分類原則,結合了實際的高速公路工程中所遇到的邊坡,進行了如下的分類。按照邊坡和工程之間的將邊坡分為了人為邊坡和自然邊坡兩種;按照人工邊坡的建筑方式分為填方路堤邊坡和挖方路塹邊坡兩種;按照邊坡便性情況的不同分為了變形邊坡和未變形邊坡兩種;按照邊坡的巖土性質分為了巖質邊坡、土質邊坡以及土石邊坡三種。根據其結構的不同還可以進行更加細致的分類。按照邊坡的高度、坡腳等還做出了一般性質的分類。
(1)巖質邊坡的分類。
根據巖質邊坡的巖土性質的不同進行以下分類。
①侵入巖邊坡。比如說花崗巖等性質的邊坡,此類邊坡的巖土性質比較單一,強度比較高,呈塊狀的結構,一般是形成陡坡,并且具有發育成卸荷裂縫的特性。
②噴出巖邊坡。比如說玄武巖以及流紋巖等等。這種邊坡的強度不同的巖質之間的強度差距比較大,一般的具有層狀或者是類似層狀的結構,受到其形狀的影響,邊坡的形態不固定。
③碎屑沉積巖邊坡。比如說砂巖、頁巖等。強度的差別比較大,形成的邊坡呈現層狀結構。邊坡的形狀收到其本身形狀的控制,不具備唯一性。
④碳酸巖類的邊坡。比如說石灰巖等等。強度比較高,大都呈現層狀結構,邊坡常常形成懸崖狀。
按照邊坡的巖體結構來進行分類,可以分為:
①塊狀結構的巖土質邊坡。塊狀邊坡指的是由大塊的沉積巖或者是巖漿巖所構成的邊皮,這類的邊坡沒有細致的層狀節理分布,并且不具備層狀邊坡的特性。
②碎裂結構狀的巖土質邊坡。碎裂狀的巖土邊坡指的是有強烈發育的不規則的節理的各種巖石邊坡。由于邊坡上面的節理比較復雜和混亂,所以邊坡的狀態大都是相互鑲嵌式的碎塊。
(2)土質邊坡分類
①黃土邊坡。黃土邊坡一般稱棕黃色,并且具有多孔性。成分多以顆粒為主,質地比較均勻,干燥的時候較為堅固,但是遇到水容易受到侵蝕而脫落,邊坡的形態一般為直立狀。
②砂土性邊坡。砂土邊坡指的是由結構較為疏、粘聚力較為低的砂土構成的,一般透水性比較大,在振動力比較大的時候,容易液化。
(3)土石邊坡
由土和質地較為堅硬的巖石所組成的邊坡便稱之為土石邊坡,根據土和巖石在邊坡中的種類的不同,可以分為碎石土邊坡和巖土混合邊坡這兩類。
碎石土邊坡是指由比較堅硬的碎石塊和砂土的碎屑所組成的邊坡。而按照其形成的條件又可以分為堆積型和殘積型,這兩種的區別在于前者是經過了砂土的遷移和搬運形成,而后者并沒有經過砂土的遷移和搬運,殘積所自然形成的。邊坡由巖石和砂土較為雜亂的混合而成,稱之為巖土混合邊坡。這種邊坡呈現疊狀結構,一般的上部為巖石,下部為砂土。
(4)按照邊坡的高度和邊坡的坡腳分類如下表:
(5)變形邊坡的分類
①滑動變形邊坡。這類的邊坡是由巖石的一部分沿著一定的角度和平面,受到某種力的作用下,相對于另一塊巖體進行了滑動所產生邊坡。滑坡是滑動邊坡的常見形式。
②蠕動變形邊坡。蠕動變形邊坡指的是由于種種原因,巖體發生了長期的緩慢的變形的情況。這種變形可以是長期、連續性的,也可以是間接性的跳躍性的。
③崩塌變形邊坡。崩塌變形邊坡指的是,一部分巖體在受到某種力的作用下,突然性的從母體的巖體上脫離所形成的的半坡。崩塌邊坡一般的呈現堆積狀。
結語:
本文結合了高速公路工程勘測的實際,深入的對邊坡的分類進行了分析和探究,對于邊坡的分類也進行了詳細的敘述和分析,更是對高速公路工程邊坡的工程地質分類也提出了相應的見解。
摘要:目前,公路地質勘查的方式繁多,且都有著各自的特點和作用,為了實現對不同方法的綜合使用,提高公路地質勘查工作的水平。本文結合工程實例,對不同的勘查方法及應用進行了簡要的闡述。
關鍵詞:公路;地質勘查;方法;綜合運用
1 工程概況
某公路工程全長約140km,是貴州省公路網的重要組成部分,也是所在地區前往其他省份的唯一快速汽車通道。公路穿越的地形包括丘陵區、低山區、山間盆地區等。其中,低山丘陵區在公路全長中所占比例約為85%,高差相對較大,地形坡度在25°~45°之間,尤其是某一路段需要穿過山脈,地形條件極其復雜。由于這段路線地形陡峭,且以隧道和橋梁為主,因此給勘察工作帶來了極大的挑戰。
2 地質情況
2.1 地質特征
區域內的構造活動較為強烈,巖漿侵入面積較大,次級構造極為發育。同時,線路的中段區域表現為背、向斜相接合部位。區域性構造方向與構造發育形跡基本相同,以北東向為主,北西向網絡狀構造體系少量存在,巖石破碎、斷層發育、風化強烈。路線穿越的地層較多,巖性復雜,依次為寒武系、志留系、中上泥盆統、白堊系與第四系。中段燕山期和花崗巖大面積出露,西段變質巖廣泛分布,東段沉積巖廣泛分布。巖性包括砂巖、片巖、板巖、泥灰巖、粉砂巖等多種類型。
2.2 水文地質
沿線地下水主要包括基巖風化層孔隙裂隙水、第四系沖洪積砂- 卵礫石層孔隙潛水、灰巖巖溶水、基巖裂隙水等。地層、地形等因素對地下水的排泄條件和補給影響較大,其中,巖溶發育、斷層破碎地段是本次勘察工作的重點和難點,也是整個線路中的重點地段。
3 勘查方式
針對線路所在區域地質構造復雜、地形條件交叉、地形單元多、水文地質條件復雜、地層巖性多變、植被發育等特點,除了常規的勘察方式外,工作人員還針對性地選擇了勘察方法。
3.1 遙感技術
在線路的對比和選擇階段,對遙感技術(即RS技術)進行綜合應用,可以收到非常理想的效果。該技術的圖像具有全面性、真實性、宏觀性等特點,能夠為不良地質、地質構造、地形的有效識別提供依據,且能夠消除覆蓋層、植被、地形等帶來的不利影響,通過對圖片的分析即可獲得區域內的工程地質、水文地質、環境地質、地層、地質構造等多方面資料,避免在項目實施過程中遭遇特殊性巖土或不良地質,不僅為安全、優質的施工奠定了堅實的基礎,也讓工作人員的選線得到了有效的數據支持。
通過對RS圖像資料的分析,可以對沿線的不良地質現象、地質構造、地層巖性等位置進行區分,為地質測繪人員提供工作靶區。例如在K65+400~980段,RS圖像表現為塊狀灰色調夾平直灰黑色調,寬度較大,高差較小,因此,將其判定為寬度較大的斷層,這一結論在隨后的現場操作中得到了證實。在花崗巖分布區,RS圖像則表現為大片姜狀圖形,色調為淺灰~灰白,高差較小,地形較緩;在變質巖區,圖像表現為大片塊狀的灰黑和灰色,高差較大,地形較陡;在花崗巖分布區,滑坡區圖像表現為灰白色,局部存在灰黑色調;在變質巖區,滑坡區圖像表現為灰色加局部灰白色。
3.2 GSP技術
GSP定位的優勢在于全天候、高精度、高效率、操作簡單、功能較多,通過GSP進行不良地質點的定位、構造點的追索延伸、地質點測量定位等具有較高的應用價值,能夠使定位精度得到進一步的提升。
在實際工作中,K65+400~980段為斷層分布,后期巖漿侵入,巖性多變。斷裂破碎帶的寬度約為200m,原巖為砂巖和砂礫巖,裂隙發育,白色石英脈大量,構造巖破損,裂隙中常見填充的石英,整體性較差。通過GSP定位,將野外的實際情況直接反映在平面圖當中,不僅速度快,而且精確度高,對于勘查工作的指導具有重要意義。
4 物探測試的相互補充
4.1 GPR的應用
GPR也就是我們常說的探底雷達,主要用于地下介質分布的確定。該技術主要采用雷達天線將無載波電磁脈沖發往地下,并接收由不同介質界面反射的回撥。由于電磁波在介質傳播的過程中,電磁場強度、波形和路徑會因為介質的幾何形態與電性質的差異而發生變化,因此,通過回波旅行時間、波形和幅度即可探知地下介質的埋藏目的體和地層結構。不同介質內部的電磁波傳播特點會使其發生折射、透射、反射等現象,GPR的工作原理也在于此。電磁波被反射后,會被接收天線接收,并由主機對電磁波的運動特征進行記錄,處理后形成斷面的掃描圖。工作人員通過對圖像的讀取即可了解地下目標物結構的實際情況。線路處于山區,林密山高,勘察工作較難開展,而GPR技術的應用則有效解決了這一難題。在K65+400~980斷層分布地
段,斷層部位的縱波速度為513~822 m/s,較正常的1 210~3 930 m/s出現了大幅度的下降。物探曲線的分析結果為土層較厚,實際為斷層具有向下延伸的趨勢,不過界限并不明顯。在巖土層正常分布的地段,GPR結合鉆孔資料能夠對巖土分層情況
進行全面反映,有利于地層分層評價的順利進行,對隧道圍巖的分級具有重要的指導意義。
4.2 高密度電阻率法的應用
該方法是常規電法的進一步發展,工作原理與之類似,即借助巖土介質的導電性差異,通過分析和研究構建地下穩定電流場的分布規律,從而解決相應的地質問題。與傳統的工作方式相比,高密度電阻率法能夠自動進行測量電極的轉換,測量次數因此大幅降低,具有高精度、高分辨率、直觀等特點。地下介質的電性變化可通過人工建立的穩定電流場的變化進行測定,分析后即可得出地下障礙物的形狀、性質、埋深等內容,因此在滑坡體、斷層破碎帶、巖溶等的探測中得到了非常廣泛的應用。在K65+400~980斷層的分布地段,受地形高差大、土層較厚、植被發育、難以鉆孔等因素的影響,井探、槽探無法達到測量要求,因此換用高密度電阻率法。通過野外地質測繪隊大致走向進行判斷,并按照垂直走向進行無探險的設置。
4.3 基礎地質成果的應用
在公路地質勘查工作中,鉆探是了解地面下巖土層的最為基本的方式,而工程地質測繪則是對地面巖土層分布情況進行掌握的最直觀方法,如果能夠使用物探進行補充,就可以收到更為顯著的效果。在采用物探、遙感等勘查方式的同時,工作人員對基礎地質十分重視,將物探、鉆探、地質工作有機地結合到一起。例如在對K66+500的邊坡進行測繪時,設計邊坡與石英砂巖同向,列席組合為順坡向。鉆探資料表明,基巖埋藏較淺,且硬度較大,在進行邊坡的開采后非常容易導致順層滑動的問題。因此建議將路線向南移動,或采用錨索、放坡等方式進行加固處理,但是這兩種方法不僅造價較高,而且在日后的使用中還會引起一些不必要的麻煩。設計部門對這些結論進行了分析,在充分結合相關地質勘查資料的基礎上,對線路進行了相應的調整。
5 結語
1)在進行山區公路勘查時,綜合采用鉆探、物探、遙感、地質等方法,將會收到更為顯著的勘查效果。
2)在山區勘探工作中,RS技術無疑是先行者之一,能夠有效地將各類地質內容總結歸納為“靶區”,對于其他地質工作的開展具有重要的指導意義。
3)GPR、高密度電阻率法等物探方式的應用,能夠提前預報下伏地層的相關情況,為提升鉆探工作的針對性提供依據。
4)基礎地質工作的有效開展,能夠為山區公路路線的合理選擇提供借鑒和指導。
5)山區公路地質勘查工作的有效開展,離不開GSP的路線導向作用和現場定位功能,對其進行合理使用,將會在很大程度上提高工作的精確度和效率。
【摘 要】隨著經濟的持續發展和公路工程項目建設的持續發展和進步,高速公路工程項目建設也逐漸受到了重視,公路工程項目的建設推動了經濟的發展以及國家的進步。而高速公路工程邊坡的工程地質的分析和研究的增多,對高速公路的建設有著十分重要的意義,通過對告訴公路邊坡工程地質的分析,為高速公路的建設奠定了基礎。
【關鍵詞】高速公路;工程邊坡;工程地質;分類
江西地貌以山地、丘陵為主,約占全省總面積的78%;地勢周高中低,省境邊緣群山環繞,中南部丘陵起伏,山體多由變質巖和花崗巖組成。江西省是我國地質災害比較嚴重的省份之一,屬于地質災害易發程度較高的地區。省內地質災害發育,因地質災害造成的人員傷亡、財產損失情況嚴重。據不完全統計,全省共有地質災點25712,規模較大、損失較嚴重的地質災害點1209個,共造成869人傷亡,直接經濟損失達32669.73萬元。特別是近幾年來,降雨誘發的地質災害發生的頻率、強度越來越高,造成的損失和危害越來越嚴重。由此,對于相關地區工程邊坡的工程地質的分析有著十分重要的現實作用和意義。
1 按照巖性進行分類
(1)侵入巖邊坡。例如花崗巖邊坡,巖性相對單一,具有較高的強度并呈塊狀結構分布,呈陡坡發育卸荷裂隙。
(2)碎屑沉積巖邊坡,例如砂巖、頁巖、礫巖邊坡,不同類型的沉積巖的強度不同,往往呈層狀結構進行分布,邊坡的形態受到巖層的產出狀況的影響,頁巖的透水性相對較弱。
(3)噴出巖邊坡,例如玄武巖凝灰巖、凝灰角礫巖、流紋巖邊坡等等。不同類型的噴出巖邊坡的強度差異也較大,并且呈裂隙發育,有時具有層狀或者類似層狀的結構,孔隙性較大,邊坡的形態收到其結構形態的控制。
(4)碳酸巖類邊坡,例如石灰巖、白云巖邊坡等等,邊坡的形態受到巖層產出狀況的影響,往往形成懸崖,部分巖溶發育。
(5)軟弱巖層邊坡,例如泥巖、頁巖、泥灰巖、河湖相砂頁巖、半成巖等,強度較低,容易分化。
(6)夾有軟弱夾層的沉積巖邊坡,例如帶有泥化夾層或者坡碎夾泥層的砂巖、石灰巖、頁巖等等,具有層狀結構。
(7)變質巖類邊坡,例如片巖、片麻巖、千枚巖、石英巖邊坡。大多呈現片狀或者層狀結構分布,巖體不夠完整。
(8)特殊巖類邊坡,例如帶有石膏、鹽等易溶巖層,強度較低。
2 按照巖體結構進行分類
2.1 碎裂結構巖石邊坡
是指帶有強烈發育的不規則節理裂隙的巖石邊坡,在沉積巖、巖漿巖或者變質巖等地區都可能出現,尤其是在斷層交匯部位以及嚴重構造擠壓部位較為常見,由于邊坡上節理裂隙較為密集且方向凌亂,有時難以劃分出巖石的層狀結構,邊坡巖性多為相互鑲嵌的碎塊結構,然而從宏觀上可將該種邊坡形式視為散體,邊坡的形態與節理裂隙的切割程度以及組合形態密切相關。
2.2 塊狀結構巖石邊坡
一般由塊狀巖漿巖或者巨厚層沉積巖所構成的邊坡,該種邊坡就局部地段而言并沒有層狀節理分布,并不具備各種層狀巖石邊坡的特性,根據其物質組成分析可將其視為相對均質體。
2.3 層狀同向緩傾巖石邊坡
大部分是由堅硬層狀巖石夠構成的邊坡,巖層的傾向與邊坡傾向保持一致,但其傾角比邊坡的坡腳要小,坡面切斷了巖層的層面。由于其具有該項特征,由此在坡腳以上的巖層具有路面方向活動的空間,而當層面之間的抗剪強度較低之時,將沿著層面產生滑動。
邊坡穩定性主要受到巖層傾角、層面抗剪強度以及邊坡巖體的節理裂隙切割狀況的影響。層狀同向緩傾邊坡較為常見,這是由于施工開外對邊坡坡腳進行人為改動,從而導致邊坡由緩變陡,從而切斷了層面,尤其邊坡巖層被坡面切斷之后,最為常見的是順層滑動,尤其是沿著軟弱夾層進行滑動。若是節理裂隙的切割便于坡體的切割,下伏設有軟弱夾層之時,在雨后更容易產生滑動。
2.4 層狀反向結構巖石邊坡
該種類型的巖石邊坡,巖層的走向與邊坡的走向基本保持一致,而傾向則與坡面的傾向相反,也可稱為逆向邊坡,該種邊坡由于沿著層面缺少滑動變形的空間,由此無論巖層傾角的大小,一般狀態下基本能保持穩定。
2.5 層狀斜向結構巖石邊坡
是指巖層與坡面走向呈現一定的夾角的層狀巖石所構成的邊坡,也可稱為切向邊坡,是高速公路當中較常見的一種邊坡的類型。
2.6 層狀同向陡傾巖石邊坡
是指巖層的走向與邊坡的走向基本保持一致,然而巖層傾角比邊坡坡腳的巖石邊坡要大,同時由于坡面未將巖層的層面切斷,由此,并未給巖層層面下滑的空間,一般狀況下能保持穩定。
3 按照土質進行分析
3.1 砂性土質邊坡
主要由砂或者砂型土所構成的邊坡,其結構較為稀疏,年距離較低,一般而言透水性較強,飽和含水的均質砂土邊坡,容易在振動力的作用下液化產生液化邊坡。
3.2 粘性土質邊坡
顆粒細密,而由于不同邊坡的生長環境不一致,不同粘土的組織結構、物理力學特征等具有較大的差別,同時對邊坡的穩定性影響也不一致,然而一般具有干時堅硬開裂,遇水膨脹分解等軟塑性特征。
3.3 黃土質邊坡
一般呈淡黃色或者棕黃色,呈現多孔性特征孔隙比例一般為40~50%,以粉粒為主,質地均一,無層理發育,無柱狀節理以及垂直節理發育,天然狀況下含水量較少,干燥時較為堅固,呈現豎直狀,然而遇水容易剝落或者受到侵蝕。
3.4 脹縮土質邊坡
呈現特殊的物理力學特征,這是由于土質當中包含蒙脫石等容易膨脹的礦物,具有明顯的干濕效應。
3.5 軟土質邊坡
是由泥變、淤化、淤泥實土以及其他類型的抗剪強度較低的土質所構成的邊坡類型。粘土由于其抗剪強度極低,其流變性特征十分顯著,由此并不利于邊坡的穩定性。
4 土石混合邊坡
該種邊坡形式是由土以及堅硬巖石混合而成,可分為碎石土邊坡以及巖土混合邊坡兩種類型。
碎石土邊坡是由堅硬的巖石碎塊以及砂土碎屑細顆粒物質所混合構成的土石邊坡形式,具體還可細分為碎石土邊坡以及巖土混合邊坡兩種類型。
碎石土邊坡是指由堅硬的巖石碎塊以及砂土所混合構成的邊坡,按照相應的形成條件,可分為堆積型以及殘積型碎石土邊坡。堆積型碎石土邊坡是由于土石碎屑經過搬運位移或者土石混雜,例如坡積體以及變形邊坡的殘留體等等;而殘積型的土石邊坡則是由于擠眼原位風化而成,巖土并未經過搬運和位移。按照其結構形態又可分為土石混合機構以及土石疊置結構。
【摘 要】近年來,山區高等級公路建設發展迅速,如何降低公路工程造價,已引起公路建設在決策、設計、施工、管理等各環節的高度重視。
【關鍵詞】高等級公路;工程地質選線;工程造價
0 概述
隨著公路建設的高速發展,對交通的要求開始向“快速、方便、舒適、安全”方面轉變。高等級公路逐步向山區延伸,對于山區高等級公路的勘察設計、施工運營等方面的環保要求也越來越高。山區公路環境主要是自然環境,也是地質環境。我市嵩縣、欒川地處山區,地形地貌復雜,地勢崎嶇坎坷,工程地質條件差異較大,巖土種類繁多,公路穿行于山嶺之間,建設難度高,土石方工程量大,投資多,成本高,而這些縣經濟條件卻相對較差,資金能力有限,就如何降低公路工程造價,已引起公路部門的重視。因此,工程地質條件對評價路線設計方案的優劣和決定造價的高低起著至關重要的作用。處理不好還會誘發和加劇各種地質災害,增加公路建設投資,影響工期,甚至給運營階段帶來嚴重的安全隱患。因此山區高等級公路的環保主要是地質環境的保護和地質災害的防治。
1 重視山區公路工程地質選線
影響公路工程造價的因素很多,主要有設計、施工、管理和建設環境影響等方面,但是,從控制整個工程造價上來說,起決定作用的還是設計因素,如果沒有好的設計,就不可能有優良的工程產生,沒有經濟合理的設計方案,就不可能使整個工程的造價降下來,而工程地質選線工作的重視程序、專業技術人員水平的高低和工作程度的深淺恰恰是決定設計質量優劣的關鍵,又是合理降低工程造價最有效的途徑。所以除了詳細的地質勘察工作之外,還要貫徹綜合設計原則,在路線設計的各個階段,對工程地質條件要有充分的了解,保證路線方案的科學性。
對于平原區的公路工程而言,工程地質條件和地形地貌都比較簡單,大部分以填方路基為主,不良地質只有一些軟土地基,地質病害比較簡單。而對山區來說,工程地質條件比較惡劣,高等級公路與一般低等級公路相比,由于其指標高、路基寬,不可能隨地形地勢布設線形,為滿足高等級公路的技術要求,高填深挖在所難免,必然導致原有自然地貌狀態的破壞,對于存在不良地質的地段,極易誘發滑坡等地質病害,而且產生了大量的人工邊坡,增大了環境保護、邊坡防護工程量,毫無疑問,將進一步導致工程造價的上升。同時,還給施工和養護帶來很多麻煩,使后期養護管理費用加大,即便如此,有些病害還得不到徹底根治。因此,山區高等級公路選線,工程地質條件是首要的制約因素。
2 工程地質選線對山區公路工程造價的影響
就拿洛欒快速通道來說吧!嵩縣至欒川段,相對高差較大,地質條件比較復雜,地質病害較多,有滑坡、崩塌、軟土、斷層等。從初步設計階段起就十分重視工程地質選線工作,外業歷經1個多月,得到比較方案3個,最后確定的方案造價最低,在施工圖設計階段也認為是最優方案而被采用。但在進入施工階段后仍在進行變動,其根本原因仍然是由地質問題引起的,由于治理邊坡,從而導致了工程投資的追加。
實踐證明,山區公路工程建設設計變更的絕大多數都是由地質原因引起的,而且無一例外地都要追加工程投資!如果項目開工前期能重視、加強地質選線工作,加大工程地質工作力度和深度,有效地避開或者預見這些病害地段,都比方案確定、工程開工、甚至施工完成后再采取處治措施要好得多。因為,只要工程到了要另外采取處治措施這一步,與早期發現采用避讓或盡可能少挖等方案相比,任何再優秀、經濟的處理方案這時都是很不優秀、經濟的,由于治理的不徹底性,工程隱患和風險始終難以消除。作為公路工程勘察設計人員,我們應該總結經驗教訓。
3 把握公路工程地質選線要點
公路工程的線型主要受地形、地物和工程地質條件控制,地形和地物比較直接客觀,易被選擇和利用,而工程地質條件則具有很強的隱蔽性,不易被直接把握和認識,因此,工程地質因素就成了路線方案比選的難點和主要控制因素。對地質較為復雜地段還應注意在確定路線線型后誘發并加劇地質病害的可能性,謹慎的確定路線的線位和采取的工程措施。公路工程地質選線是一個循序漸進、由淺入深、由表及里的過程,需要豐富的經驗和較長的時間,所以,要在正常的測量工作之前進行大量細致而繁瑣的工作。除了收集研究已有的區域地質資料、還要在1:10000地形圖上確定初步方案進行實地調查,發現重大不良地質地段或預測以后會出現難以治理的地質病害的路段要及時反饋信息,以便盡快調整路線線位。對明顯的不良地質進行篩選,對那些病害規模大、治理困難且費用高的病害地段應加以避讓,剔除明顯無可比的方案,再進行現場踏勘,繼續選擇可比方案。通過鉆探等各種勘察手段獲得的資料做進一步優化,最終選出既經濟又合理的理想方案。因此,搞好公路工程地質選線,一是需要足夠的重視,二是需要較長的周期,三是需要一定人力物力的投入。
4 各種方案的綜合考慮
工程地質條件對高等級公路工程造價的影響很大,除重大工程地質選線以確定大的路線走向外,對于局部高填方與橋梁跨徑、深路塹與隧道穿越、拆遷與避讓等小方案也應進行比較,綜合考慮。只有這樣,才有充分保證工程質量,降低工程造價。對于是采用填筑路堤還是架橋跨越,要根據填方高度、土基地質條件、溝底縱坡、筑路材料料場和棄方利用的經濟合理性等因素進行綜合考慮。通常情況下,如果自然地面工程地質條件好、溝內不需設置其它通道、溝底自然縱坡對設涵排水有利、有足夠的棄方可利用的條件下,填方高度在20米以內,采用路堤是較為經濟的方案,否則就使用橋梁,至于采用何種橋型,除從經濟的角度考慮外,還要結合地質、環境景觀等條件而定。對于那些大挖方地段究竟是采用深路塹還是隧道穿越,要結合工程地質條件、棄方運距、邊坡防護工程量及防護型式、環境保護等因素進行綜合考慮,它既是降低公路工程造價的有效途徑,又是環境保護所必須考慮的因素。通過多年來山區公路建設的實踐證明,如果最大挖深在30米以內,在工程地質條件好的情況下,以深路塹通過較為經濟,其最大問題是對生態環境的破壞和誘發滑坡病害,后期隱患較多,增大滑坡治理和養護管理費用。因此,如果挖深在30米以上、長度在200米以內,則用隧道進行詳細比較,一般來說使用隧道較為有利。關于建筑物,至于是拆遷還是避讓,則要看實際情況,具體問題具體分析,要結合可持續發展降低工程造價等進行綜合考慮。
5 結束語
公路工程選線對地質現象和規律的認識是由面到線、由線到點、由表及里、由粗到細、由宏觀到微觀,逐步深入的,根據不同階段應采取不同的方法和手段。
公路工程選線工程地質資料不僅是公路工程設計、建設、養護的依據,而且是方案決策的基礎,在高等級公路選線過程中,只有重視并加強地質選線工作,充分發揮可持續性發展的思路,才能達到公路工程建設風險小,可預見性強,潛在問題少的目的,公路工程才能控制潛在的投資和風險,從而獲得潛在風險和投資最小的最優方案,從根本上降低工程造價,以保證設計質量和工程質量達到預期目標。
[摘要]近年來,國家不斷加大交通基礎設施建設力度,公路交通條件日益改善,伴隨而來的地質災害問題也顯著增加。公路的修建常常需要跨越不同的地貌單元、地層巖性,會遇到多種地質環境問題,地質災害類型較多,常見的地質災害主要有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、凍土凍融。本文對公路工程施工中常見地質災害進行了分析,詳細闡述了相應的防護措施,并對地質災害的防治工作提出了一些策略。
[關鍵詞]公路工程 地質災害類型 防治策略
1公路工程建設項目常見的地質災害類型
1.1崩塌、滑坡
崩塌是指陡峻斜坡上的塊狀巖土體高速傾倒、翻滾、墜落于坡腳現象,崩塌的特點是垂直位移分量大于水平位移分量。滑坡是指斜坡上的巖土體主要在重力和地下水作用下,沿著一定軟弱面或軟弱帶以水平位移為主的整體向下滑動的作用和現象。崩塌、滑坡地質災害是山區公路工程常見的地質災害之一,主要是由地質原因或人為開挖坡腳造成的。由于山坡或路基邊坡發生崩塌、滑坡,常使交通中斷,影響公路的正常運輸。大規模的滑坡可以堵塞河道,摧毀公路,砸壞路基及公路橋,中斷交通,破壞廠礦,淹沒村莊,造成行車事故,甚至引起人身傷亡。
1.2泥石流
泥石流是指發生在山區的一種含有大量泥砂、石塊的暫時性急水流。泥石流具有強大的破壞力,它往往在很短時間內摧毀一切工程設施和奪取千百人、甚至上萬人的生命財產,是嚴重威脅山區人民和工程建設的地質災害。泥石流是公路,尤其是山區公路建設過程中普遍存在且破壞作用及其強烈的公路水毀類型,是毀壞穿越泥石流溝的公路路基、路面及相應防治結構物的重要外在機制,危害方式只要是淤積、掩埋、堵塞、沖擊及沖刷公路,我國公路每年因泥石流造成的經濟損失數億至數十億。
1.3地面塌陷
地面塌陷是指地表巖、土體在自然或人為因素作用下,向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一種地質現象。有巖溶塌陷、礦山采空塌陷、黃土濕陷等類型,公路工程若在上述塌陷地區通過,經常會造成路面開裂、路基及路面變形、沉降甚至塌陷,影響公路正常通行,甚至威脅人身生命、財產安全。
1.4凍土凍融
凍土凍融是指在季節性凍土區,地基土冬季凍脹,夏季融化沉陷的一種現象。此種災害是東北地區等高緯度或高海拔地區特有的地質災害,常會造成道路翻漿、凍脹、融陷及路面凍裂,影響道路正常通行。
2地質災害的防治措施
(1)崩塌、滑坡具體措施主要包括①掌握崩塌活動分布規律,公路要盡可能避開崩塌、滑坡危險區及可能的危害區;②加強對危巖體監測、預測、預報工作,臨崩、滑前及時疏散人員和重要財產;③實施必要的工程措施,加固斜坡或防護受威脅的工程設施。主要工程措施有:護墻或護坡,防止斜坡巖土剝落;鑲補、填堵坡體巖石縫洞;削坡,人工消除小型危巖體或減緩陡峭高坡;錨固,加固危巖體,提高其穩定程度,防止崩落、滑坡;排水、疏通地表水和地下水,減緩對危巖陡坡的沖刷和潛蝕;攔截、修筑擋石墻、落石平臺、攔石柵欄等,阻止崩滑物對公路設施的破壞。
(2)泥石流。泥石流防治是一項由多種措施組成的系統工程。它主要由四方面措施組成:①防止和削弱泥石流活動的防治體系--通過生物措施和工程措施,保護和治理流域環境,消除或削弱泥石流發生條件;②控制泥石流運動的防治體系-采用攔擋壩、谷坊、排導溝、停淤場等工程措施,調整和疏導泥石流流通途徑和淤積場地,減少災害破壞損失;③預防泥石流危害的防護工程體系~一修建渡槽、涵洞、隧道、明硐、護坡、擋墻、順壩、丁壩等工程,對重要危害對象進行保護;④預測、預報及救災體系一一對于遭受泥石流嚴重威脅的居民、企業和重要工程設施,及時搬遷、疏散,受災時有效地搶險救災,減少災害破壞損失。
(3)地面塌陷。預防和治理地面塌陷的工作有多方面內容,首先,為避免或減少地面塌陷災害,必須十分重視公路場地的地質環境,查明建設區地面塌陷的危險程度和形成條件,對地面塌陷進行預測,盡可能布設在塌陷危險性小的安全地帶;對于無法避讓路段,則應根據具體情況,在設計和施工中采取鉆孔灌漿、旋噴加固等必要的防塌措施。除上述預防途徑外,在地面塌陷危險區進行抽水、排水、蓄水、爆破等活動時,要采用適當方法,防止誘發地面塌陷活動。為了減輕礦區采空塌陷災害,限制采空區范圍,或者增多、加大保安柱,減小塌陷規模。對于已經發生的塌陷災害,要在查明地面塌陷發育狀況和形成原因的基礎上,因地制宜地采取針對性措施加以治理。其方法除了消除促使地面塌陷發展的各種動力活動外,還可采用填堵法、跨越法、強夯法、灌注法、深基礎加固法、控制抽水(或排水)強度法、疏導水流法、地下水氣調壓法等充填加固地面塌陷坑和地下孔洞,堵截水流,強化土層及洞穴沉積物強度,削弱地面塌陷活動能力,保證工程設施安全。
(4)凍土凍融。①工程應根據巖土工程勘察報告所確定的地基土凍脹級別,采取相應的防凍脹融沉措施。②在擬建工程施工時,一是回填粗顆粒抗凍材料,并在地面做好防水工作,防治凍脹產生的凍切力破壞基礎;二是采取清基換填砂礫或粗砂等透水性好的填筑材料等措施處理基礎。
3防治地質災害的策略
地質災害不僅對公路工程施工造成了極大的影響,而且由于其成災的緩變性還將對公路造成持續的影響,需要公路工程施工中防治相結合,進行規劃治理。對防治地質災害的主要建議如下:(1)注重地質勘察,做好工程規劃。公路工程施工前要進行細致、全面的地質勘察工作,根據施工區域的具體地質情況敲定工程規劃,兼顧工程的經濟效益和環境效益。(2)環保工作與工程施工同時進行。公路環保工作包括設立各種防護林帶等針對地質災害易發區域的綠化防護工程,確保在公路工程施工的過程中同時完成相關的環境保護工作,從根本上防治地質災害。(3)建立公路地質災害的預測和保障體系。通過高科技技術手段健立健全防治公路地質災害的相關體系,提高公路系統預測、防護和控制地質災害的能力。(4)提高公路工程施工人員對地質災害防治工作的重視和工作能力。通過地質災害相關知識的培訓教育來提高相關人員對地質災害的重視,提高其防范地質災害工作的能力。建立責任制度并完善獎懲制度來保障公路工程施工中地質災害防治工作的執行力度。
4結束語
綜上所述,公路工程施工對地質災害的具體防治工作中深入研究災害產生的機理和有效防治措施,盡量減少公路工程施工期間造成的災害隱患,對突發災害情況先做好應急措施,并隨后做好防治災害的長久性工作。
[摘要]鑒于不同的邊坡對高速公路工程的施工會有著不同的影響,需要對高速公路邊坡的工程地質情況進行分析和研究,進而為高速公路的合理施工提供參考和依據。本文筆者從對邊坡分類的概述著手,分析了影響邊坡分類的因素,重點探討了高速公路工程邊坡的地質分類和特征,目的是為高速公路工程邊坡的工程地質分類分析提供借鑒。
[關鍵詞]高速公路 邊坡 地質分類 影響因素 變形
一般而言,高速公路的工期要求緊張,需要能夠快速準確的對邊坡的穩定性作出評價,進而為公路建設創造良好的條件,這就需要對高速公路的邊坡工程地質分類進行研究。
1邊坡分類的概述
越來越多的學者開展關注邊坡的分類問題,涌現出較多的邊坡分類方法,對進行工程的施工起到了一定的促進作用。
1.1邊坡分類的目的
邊坡的特征不同,其穩定性就存在著較大的差異,進而對工程的施工產生了不同程度的影響,因此對邊坡分類的研究是為了通過野外的調查,較快的對邊坡進行辨認,進而明確工程的地質特征。其次,通過對邊坡分類進行分析,可以對其穩定性形成初步的評價,并總結出邊坡對工程施工的影響,進而對工程施工的地質問題的處理提出合理化的建議。此外,對邊坡進行分類還可以為了勘察試驗工作提供參考和依據。
1.2邊坡分類的原則
為了更好是為工程施工創造有利的條件,在對邊坡進行分類時需要堅持一定的原則。首先,邊坡分類必須是建立在實踐的基礎上,并以巖性、結構和變形特征為主要的分類依據;其次,在進行邊坡分類的過程中,要分析邊坡的特征以及主要的形式和可能出現的問題;再次,在對邊坡進行分類描述時,要闡述邊坡與工程的關系;同時,在分類時,需要對其穩定性進行分析和評價,目的是為了對工程施工起到指導作用。就高速公路工程邊坡的地質分類而言,為了提高論述的規范化和使用方便,需要根據邊坡的高度、坡度以及人工改造情況進行一般性的分類。
1.3影響邊坡穩定性的因素
邊坡的穩定性對高速公路的工程施工起著至關重要的影響,而影響邊坡穩定性的因素也是多種多樣的,主要包括巖石風化、結構面以及地表水和地下水等諸多因素。因此在對邊坡的穩定性分析時,需要綜合考慮上述多種因素的綜合作用,力求收集到精準的數據,為工程的施工提供參考和依據。
2高速公路工程邊坡的工程地質分類
在對高速公路工程邊坡的工程地質分類中,依據不同的分類依據,會有不同的地質分類。按邊坡與工程的關系可以將邊坡分為人工邊坡和自然邊坡,前者按照形成方式可以分為填方路堤邊坡和挖方路塹邊坡;根據巖性不同,可以將邊坡分為巖質邊坡和土質邊坡。
2.1巖質邊坡分類
首先,按照巖質邊坡的巖性分類,主要分為侵入巖邊坡、噴出巖邊坡、碎屑沉積巖邊坡、碳酸巖類邊坡、夾雜軟弱夾層的沉積巖邊坡、軟弱巖層邊坡以及特殊巖類邊坡以及變質巖類邊坡等,并且每種巖質邊坡都舉具備自身的特性。其中侵入巖邊坡的巖性單一且強度較高,其結構呈塊狀;噴出巖邊坡屬于裂隙發育,強度差異大,且形狀會嚴重影響著邊坡的形態;碎屑沉積巖邊坡多是層狀結構,且不同巖石在強度方面存在著較大的差異,其中頁巖具有較強的透水性;碳酸巖類邊坡具有較高的強度,多形成懸崖或者是巖溶;夾雜軟弱夾層的沉積巖邊坡呈層狀結構,如砂巖、頁巖等;軟弱巖層邊坡的強度很低,容易被風化或者是崩解;特殊巖類邊坡多易溶于水;變質巖類邊坡多呈片狀或者是層狀結構,其巖體的完整性和強度較差。其次,按照巖質邊坡的巖體結構分類,主要分為塊狀結構的巖石邊坡、碎裂結構巖石邊坡、層狀同向緩傾巖石邊坡、層狀反向結構巖石邊坡、層狀斜向結構巖石邊坡等多種。
2.2土質邊坡分類
在土質邊坡分類中也包含著多種巖石邊坡,且結構各不相同。其中黃土邊坡具有多孔性,且含水量較少,相對來說比較堅固。但是黃土邊坡多是直立邊坡,這樣就容易出現脫落或者是受到侵蝕;砂性土邊坡的結構較為松散且粘聚力較低,具有較好的透水性,但是在振動力的作用下,容易產生液化邊坡;粘性土邊坡的顆粒細密,但是容易出現堅硬開裂以及遇水分解的現象,呈現出軟塑性狀的特點;軟土邊坡主要特征為抗剪強度較低,特別是其流變性明顯,嚴重的影響了邊坡的穩定性;脹縮土邊坡的主要特征為富含膨脹礦物,因此干濕效應顯著。
2.3土石邊坡
土石邊坡主要是由土和堅硬的巖石混合而成的,主要包括碎石土邊坡和巖土混合邊坡兩種。碎石土邊坡主要是有堅硬的巖石和砂土構成,按照形成條件分為堆積型和殘積型,按照結構形態可以分為土石混合結構和土石疊置結構。
2.4高度和坡度不同的邊坡
根據高度的不同可以將邊坡分為超高邊坡、高邊坡、中邊坡和低邊坡,同時根據坡度的不同可以將邊坡分為平緩邊坡、陡坡邊坡、急坡邊坡以及懸坡。
2.5變形邊坡分類
變形邊坡中的滑動變形邊坡主要是巖土體在大量的巖土體的重力作用下,容易出現滑坡現象;蠕動變形邊坡是在巖體的長期緩慢變形中出現的,并且蠕動變形是多樣性的,既可以是連續的、也可以是間歇性的和跳躍式的;張裂變形邊坡主要是由于巖體在多種原因下產生的微量變位,并且經常發生在坡度較為陡峭的塊狀結構巖石;崩塌變形邊坡,主要是巖土突然脫離母體產生的急劇變形,進而堆積成為巖土堆積體;塌滑變形邊坡是一種復合型的變形,會出現著整體或者是局部的滑動,并產生一些綜合性的變形;剝落變形邊坡主要是受到外界因素的影響出現的巖層碎裂解體的現象,并且多發生在高寒地區。
3結束語
對于邊坡分類,大多是按分類原則就邊坡的破壞形式進行分類,對于未變形邊坡則很少進行分類,為高速公路工程服務的邊坡分類還沒有。在總結高速公路工程邊坡勘察成果的基礎上,結合工程實踐,提出了適合高速公路工程的邊坡工程地質分類,并將未變形邊坡統分為巖質邊坡、土質邊坡和土石邊坡,對巖質邊坡按邊坡體巖性和結構進行了細致分類,而對變形邊坡則按其變形特征進行簡要分類。
【摘 要】本文著重介紹了鐵嶺至本溪高速公路在可研階段的工程地質分區情況及區段內的主要工程地質問題,為線路的比選及初步設計提供了可靠的地質資料。
【關鍵詞】可研;工程地質分區;地質問題
1 工程概況及自然地理情況
遼寧中部環線高速公路鐵嶺至本溪段,位于遼寧中部地區,行政區劃隸屬于沈陽市與本溪市。起點與新民至鐵嶺段對接,經撫順市區,終點在本溪高臺子與丹東至阜新高速公路連接,采用設計速度80km/h的四車道標準。
設計線位北部鐵嶺地區屬中溫帶亞濕潤區季風型大陸性氣候,熱量充足,四季分明,氣候溫和。南部本溪地區屬中溫帶濕潤氣候區,春天風和日麗,夏季稍熱多雨,秋季天高氣爽。設計線路流經的河流主要有:渾河、東洲河、古城河、太子河。
設計路線區內地貌成因、形態受地質構造、巖性及內外營力的控制。地貌類型以構造剝蝕低山、丘陵為主,其次是剝蝕堆積地形,包括山前傾斜平原及坡洪積扇、山間谷地、河谷平原等。
2 工程地質分區
設計帶地貌以低山、丘陵為主,根據設計帶地形、地貌、巖土體類型及工程地質特征、水文地質條件、筑路材料等諸多因素影響,將設計帶劃分為兩大工程地質區,即第四系松散土體工程地質區和低山丘陵巖體工程地質區。各工程地質區又可細分為次級區。現據各區工程地質性質的差異及對高等級公路工程建設的影響,將其特征分述如下:
2.1 第四系松散土體工程地質區(I)
位于線路設計帶的渾河、太子河及其支流平緩階地、漫灘,山間溝谷、山前地段。屬河流沖積、沖洪積階地和山間河谷平原地貌。可進一步劃分為階地、河床、漫灘松散碎屑巖類工程地質亞區(I1)、坡洪積松散碎屑巖類工程地質亞區(I2)。
2.1.1 階地、河床、漫灘松散碎屑巖類工程地質亞區(I1)
該亞區以條帶狀分布于渾河、太子河兩岸,主要由第四系沖積-沖洪積砂、礫、卵石、粉土、粉質粘土組成,區內地下水較為豐富,水位埋深一般1~3m,屬松散巖類一般天然地基,該亞區未發現不良地質現象,總體適宜高速公路建設。但局部低洼地段,見有小面積的湖沼堆積的黑色草炭夾微薄層粉質粘土,該類土體長期處于飽水狀態,具高壓縮性、流動性較大等特征,對工程建設不利。
2.1.2 坡洪積松散碎屑巖類工程地質亞區(I2)
帶狀分布于山間溝谷地帶,屬河流沖積、沖洪積及坡洪積山間谷地地貌。巖性主要為沖洪積、坡洪積粉質粘土、粉土,砂礫石、礫卵石、粉土含礫(碎)石或粉質粘土含礫(碎)石等,該類土體由上至下,固結度逐漸增強,屬較穩定土類。區內地下水水量中等,屬第四系孔隙潛水,地下水埋藏深度1~2m,水質較好。屬松散巖類一般~較好天然地基,總體適宜高速公路建設。
主要工程地質問題有:
1)黃土狀粉土具輕微濕陷性,路基稍作處理可保安全;
2)季節性河流,在洪水季節,水深流急,對路基具沖刷作用;
3)土質邊坡在雨季有坍塌現象,山前地段土體飽水后可能產生滑坡。以上問題對公路路基及橋基穩定性可造成一定的影響,下一步公路勘察中應作為重點查清對象。
2.2 低山、丘陵巖體工程地質區(Ⅱ)
位于線路區兩側,工程地質條件屬基本穩定地區,工程地質特征如下:
1)山體多為圓頂、尖頂狀,坡角一般20―50°,局部地段大于50°,巖層傾角一般大于30°,存在滑坡、崩塌等地質災害發生、發展的條件。
2)區內大部分為堅硬、較堅硬巖石,一般可滿足公路建設對工程地質條件的要求;
3)區內斷層發育,是構成本區不穩定的主要因素,在斷裂帶附近,路基應采取相應的抗震措施;
4)區內碎屑巖、火山碎屑巖夾有凝灰巖、頁巖等軟弱地層,浸水后強度降低,容易產生順層滑坡、崩塌等不良工程地質問題。
進一步劃分為堅硬塊狀火成巖工程地質亞區(Ⅱ1)、堅硬塊狀變質巖工程地質亞區(Ⅱ2)、堅硬層狀碳酸鹽巖工程地質亞區(Ⅱ3)、較堅硬層狀碎屑巖工程地質亞區(Ⅱ4)。
3 結論建議
通過對鐵嶺至本溪高速公路可研階段工程地質分區的論述,我們得到了以下結論:
1)設計線路帶可劃分為兩大工程地質區,即第四系松散土體工程地質區和低山丘陵巖體工程地質區。
2)第四系松散土體工程地質區存在的主要問題為:黃土狀粉土具輕微濕陷性,路基稍作處理可保安全;季節性河流,在洪水季節,水深流急,對路基具沖刷作用;土質邊坡在雨季有坍塌現象,山前地段土體飽水后可能產生滑坡。
3)低山丘陵巖體工程地質區存在的主要問題為存在滑坡、崩塌等地質災害發生、發展的條件。
摘 要:結合多年參加的地勘監理項目的經驗,提出了工程地質勘察監理的方法和內容以及推行地勘及地勘監理標準化工作的建議。
關鍵詞:公路工程 地質勘察 監理 標準化
近年來,由于勘察設計原因造成的工程變更及工程事故頻頻發生,造成了一定的經濟損失。為了保證設計參數的準確、可靠、真實,那就首先要保證工程地質勘察質量,所以在公路工程地質勘察項目中引入地勘監理十分重要。目前,我國公路工程地勘監理正處于初期階段,相對國外較晚,且往往是業主自己監理或直接委托其他單位監理。這種模式流于形式現象比較普遍,以至于原始資料失真、工程質量差、地質成果可信度不高。而通過專項項目監理,則能嚴把質量關,對不符合設計、規范要求的工作提出整改意見,并可以下令停工整頓。這在以往是做不到的。
1 監理依據和程序
1.1 監理依據
國家、行業等相關部門法律法規,工程地質勘察規程、規范,及相關巖土工程勘察工具書,建設單位的暫行規定及監理與業主簽訂的合同書。
1.2 監理程序
2 監理方法和內容
2.1 監理方法
(1)現場檢查、旁站、巡視相結合,以現場檢查為主;重大工程的關鍵部位和重要環節進行必要的旁站監控。
(2)對試驗室進行檢查,對試驗過程進行旁站,對試驗資料進行抽查。
(3)定期召開監理工地例會。
(4)出現一般質量問題或隱患時,監理單位項目經理及時填寫《工程勘測勘察質量問題通知單》,以書面形式通知勘察設計人改正,并要求設計人將整改情況以《工程勘測勘察監理工程師通知回復單》書面回復。
(5)出現重大質量問題或隱患時,監理單位項目經理及時填寫《工程勘測勘察質量問題通知單》或《工程勘測勘察暫停通知單》,以書面形式分別通知設計人,并報建設單位。重大質量問題處理完畢,監理單位向業主書面報告處理經過及結果。
2.2 監理內容
負責本項目設計合同段范圍內初步設計階段初勘和施工圖設計階段詳勘的監理工作,對勘察單位的勘察質量、進度、中間性資料檢查和初勘、詳勘外業工作驗收,提出審查意見并編寫監理報告。根據合同主要完成以下檢查和審查。
(1)勘察大綱;
(2)勘察設備、人員的配備;
(3)勘察手段、方法和程序;
(4)調查測繪范圍、內容和精度;
(5)勘探點數量、深度及勘探工藝;
(6)水、土、石試樣的數量,取樣、運輸和保管方法,試驗內容和方法;
(7)原位測試和水文地質試驗的內容、數量和方法;
(8)原始資料(包括地質調繪觀測點卡片、鉆探日志、物探記錄、原位測試記錄、水文地質實驗記錄、水土石試驗報告等)、勘探報告及圖件。
3 地質勘察及地勘監理存在的問題
3.1 勘察項目比較
通過自己參加的幾條高速公路的地勘監理工作將部分勘察項目進行對照如下表1。
3.2 存在問題
由于公路工程地質勘察監理開展較晚,尚處于初步發展時期,必然存在一些問題。通過對自己參加的幾條高速公路地質勘察勘測項目的對照,自認為存在以下幾點問題。
(1)人們對公路工程地質勘察監理還存在認識上的不足和輕視,認為公路工程地質勘察監理主要是地質鉆探的監理,往往忽略或輕視地質調查、調繪、勘探方法、勘探工作量布置、勘測方法的監理。
(2)勘察單位對勘察監理的引入尚處于適應階段。
(3)勘察單位的成果大多是自查自審體系,監理對其成果資料無須簽字,只是提出意見和建議,沒有實際約束力。
(4)勘察單位的組織結構和職責、外包管理、質量控制和驗收等等,形式各異,各不相同。
(5)勘察單位的勘察方法、勘測方法、試驗能力都存在一定的差異。
(6)勘察單位的報告格式各異,部分參數和術語引用不統一。
(7)地勘監理尚未形成一套完整的體系,缺少相關的規范、規程,勘察監理人員的專業素質相對不高。
(8)勘察監理的監理費用偏低,沒有統一的地質勘察監理收費標準,不利于地勘監理市場的可持續發展。
鑒于以上問題,應制訂地勘管理標準化規定并推行。
4 推行地勘管理標準化的建議
4.1 地勘工作組織機構及其管控體系的標準化
(1)各標段建立起健全、有效的地勘質量管理組織機構、編制統一的《標段巖土分層表》、沿線地層分布說明、安全作業指導書、現場地質技術人員及編錄員崗位培訓資料匯編。
(2)公路工程巖土分類標準
標準貫入試驗、動力觸探、主要巖土承載力基本容許值、摩阻力標準值參考表的標準化。
(3)各類工點勘察方法和技術要求的標準化
(4)土工試驗要求標準化
4.2 野外地勘(鉆探)作業的標準化
(1)鉆探質量關鍵工序流程圖的標準化
(2)鉆探工作中的人員及對應崗位職責
(3)下達鉆探任務單和技術交底標準作業表
(4)地質技術人員對編錄員及現場機組的質量管理和指導
(5)機組準備工作標準作業
人員配置及文件資料的準備、鉆探設備的標準化。
4.3 鉆探工藝選擇的標準作業
硬質合金鉆進、鋼粒鉆進、金剛石鉆進、干鉆及無泵反循環鉆進、活套閉水接頭單管鉆進、不同地層與特殊場地鉆探、沖洗液和護壁堵漏。
4.4 取芯鉆進及孔內測試的標準作業
巖芯采取、巖土樣的采取、原位測試。
4.5 樣品采取、保管、運輸的標準作業
基本要求、取樣質量要求、土樣封裝、土樣的運輸、巖樣采取和儲存、鉆探記錄的標準作業、檢查與驗收標準。
4.6 室內工作(內業)的標準化
(1)一般性的技術報告和圖件的標準化要求
(2)工程地質勘察報告編制要求.
總體要求、報告格式統一、各類報告格式。
4.7 工地實驗室標準化
(1)工地試驗室的設立、建設(基地建設、儀器設備、試驗人員)以及工地試驗室的管理。
(2)試驗室能力認定
認定流程、認定資料、委托試驗室認定。
(3)試驗項目
原位測試、室內試驗、土工試驗、巖石試驗、水質分析、集料試驗、試驗項目說明。
(4)試驗方案
工地試驗、母體試驗、委托試驗。
[摘要]雅安至康定高速公路(以下簡稱雅康路)位于四川盆地西部,成都西南部,走廊帶地理坐標:東經103°00′48″~102°14′05″,北緯29°58′50″~29°54′51″,呈近東西向條帶狀展布。通過路線工程地質調繪及必要的實驗與觀測,查明此路段走廊范圍內的地形地貌、地質條件,并結合區域地質資料,對路基、橋梁、隧道及其它結構物的穩定性、適宜性作出評價,并為其勘察設計提供地質依據。
[關鍵字]雅康路 地質地貌 地層巖性 不良地質地貌
雅康路段位于瀘定縣境內,沿線經過咱里,沙灣,烹壩,嵐安鄉,冷竹關進入康定境內。沿線主要道路為國道318線,其余為鄉村道路。
1雅康路地形地貌
雅康路項目區屬四川盆地西緣山地,為盆地到青藏高原的過渡地帶。由海拔平均4000多米的世界屋脊向東傾斜,降至海拔500多米的四川盆地西角。西部抬升幅度大,東部小,形成由西向東傾斜地勢。工作區山脈絕大多數為背斜山,與地質構造帶走向一致。沿線山脈縱橫,地表崎嶇,地貌類型復雜多樣。雅康路段地貌類型按成因主要有以下2種類型:(1)侵蝕堆積類型(2)構造、侵蝕類型。
2雅康路地層巖性
雅康路段內分布巖層主要為元古界巖漿巖,屬于花崗巖、閃長巖類堅硬巖工程地質巖組。元古界早期巖漿巖以火山巖為主,在元古界咱里期主要有海相噴發的基性火山巖,可以見到變余杏仁狀玄武巖,變余枕狀體,在冷竹關期為酸性火山熔巖等,這些巖石已混合巖化。元古界晚期巖漿巖,包括超基性-酸性侵入巖和火山巖。其中:基性—超基性巖:包括超基性巖和基性巖,二者相伴產出,其時代為早震旦世,流紋巖石多分布于東部邊緣及南部得妥境內。酸性侵入巖:元古界酸性侵入巖分布廣泛,其巖石可分為:鉀長花崗巖,見于杵坭、得妥、德威等地,單個巖體面積從不足1平方公里到5平方公里,巖石為肉紅色,以中粒(2-5毫米)結構為主;堿質鉀長花崗巖分布于五里溝、盤頂上——二郎山火夾溝埡口——冷磧這一范圍內;普通花崗巖,零散分布于加郡、化林坪、得妥等地;普通花崗巖——花崗閃長巖類巖石其中普通花崗巖見于大壩、杵坭等地,為灰白色、淺紅色、肉紅色,花崗閃長巖見于小板廠等地;雅康路段內第四紀地層主要有以砂礫、卵石、碎石為主的松散巖組和以碎石、砂土為主的松散-半膠結巖組。
3雅康路斷裂構造
雅康路段的斷裂構造主要為瀘定斷裂(帶)。瀘定斷裂(帶)是發育于康滇南北構造帶北部元古代康定群變質火山巖和澄江期巖漿巖體之中的一條斷裂,因該斷裂在瀘定縣一帶沿大渡河流域呈南北向分布而將其稱為大渡河斷裂帶。該斷裂在瀘定縣一帶寬約500~1000m,其西界稱西支斷層,東界稱東支斷層,瀘定斷裂東、西支斷層之間所夾持的是一套強烈韌性變形而形成的碎裂巖、糜棱巖,它們三者共同構成瀘定斷裂帶或韌性剪切帶。
瀘定斷裂(帶)總體上呈南北走向沿大渡河流域延伸,在走向上呈波狀彎曲變化,其北段康定縣嵐安鄉-瀘定縣五里溝基本上呈南北走向;中段瀘定縣城北四灣向南至瀘定縣灣東走向呈北北東向;其南段從瀘定縣灣東-石棉縣田灣走向又轉為近南北向延伸;從田灣以南至斷裂帶的終點大石包,走向又呈北北西向。
瀘定斷裂(帶)向西傾斜,傾向變化范圍在255°~320°之間;斷裂帶傾角普遍較陡,變化范圍在50°~85°之間。
據2001年版1/400萬GB18306-2001《中國地震動參數區劃圖》及GB18306-2001《中國地震動參數區劃圖》國家標準第1號修改單,瀘定縣一帶地震動峰值加速度為0.20g,對應地震基本烈度為Ⅷ度。
4對路線影響較大的工程地質問題
雅康路段區內由于新構造運動強烈,降水較為充沛,內外地質作用強烈,地質災害頻發。主要有泥石流、危巖崩塌、滑坡和不穩定斜坡四種。
4.1泥石流
由于線路所處段斷裂發育,地質歷史構造強烈切割巖體,導致區內的巖體的完整性、堅固性和穩定性遭到嚴重破壞,易于風化破碎呈為泥石流的物源;再者頻繁而強烈的地震活動使已有松散堆積物的結構遭受破壞,使巖土體的物理力學強度降低,從而產生大量的松散物,為泥石流發生提供了豐富的物質來源。區內線路所經區域山高溝深,地形起伏極大,陡峻的地形為泥石流發生提供了良好的勢能和動能條件,主要表現在溝谷流域高差一般較大,從數百米到數千米不等,溝谷形態以V型谷為主,這都使得溝道內或兩岸松散堆積物具有較大勢能,有利于向動能轉化并進而引發泥石流。段內有泥石流溝四條,規模小,主要分布在五里溝二郎山隧道出口處、沙灣南北兩側沖溝和螞蜂溝,對線路影響不大。
4.2危巖(崩塌)
雅康路段大部分屬強烈切割中高山地形,層巒疊峰,巍峨險峻,坡陡谷深; 構造強烈,斷裂發育,巖石節理、裂隙發育,巖石多呈碎裂、碎裂鑲嵌結構,巖體穩定性差。在地震、降雨、人工開挖影響下極易產生(危巖)崩塌。另外山體坡面覆蓋的第四系松散-半膠結松散層在同樣外在觸發因素作用下,也易發生崩塌。本段落內(危巖)崩塌較多,主要發育在隧道出入口,路基挖方段、橋梁墩臺架設處。
4.3滑坡和不穩定斜坡
雅康路段大部分屬割中高山地形,在緩坡地帶往往分布較厚的第四系砂礫、卵石、碎石為主的松散層,該層結構松散,透水性好,穩定性差。在地震、降雨影響下易沿內部軟弱夾層或基巖面產生滑坡。段內不穩定斜坡有2處。
通過本次對擬建線路的工程地質調繪,初步了解了沿線工程地質條件。在“5.12”汶川8.0級強烈地震中和“4.20”雅安蘆山7.0級強烈地震,場區受到強烈的波及和影響,局部房屋墻體開裂、倒塌,山體崩塌。建議加強對沿線危及線路的不良地質體的勘察。
摘 要:一條公路的修建常常需要跨越不同的地貌單元,會遇到各種各樣復雜的地質問題,如崩塌、滑坡、泥石流、巖溶等特殊的地質災害。隨著我國經濟快速發展,為滿足經濟建設的要求,就要及時預防。
關鍵詞:公路地質災害評價、環境地質、巖土工程
今年來中央為進一步擴大內需、促進經濟增長的投資中,加快鐵路、公路和機場等重大基礎設施建設的投資約占整體投資的45%,隨著國家對基礎建設投入的不斷加大,我國鐵路和高速公路建設必將迎來一個新的黃金期。這些交通基礎設施的建設,為地域經濟社會發展起到了積極推動作用,然而由于這些工程具有“一重二大一多”的特點,如不加強對日常施工過程中的地質環境監管,有可能會引發一些新的地質災害隱患,如果把地質問題處理的妥當,不僅可以提高公路測設質量、減少道路病害,而且可以有效的避免事故的發生。相反,如果地質問題處理得不好,不僅會增加工程費用、延長工期,而且會增加公路病害,甚至會造成不必要的人員傷亡。因此,我們應該以嚴謹的態度對待工程地質學這門學科,掌握常見的地質問題和處理方法。
1 公路工程中常見地質災害概述
無論是公路工程、橋梁工程、鐵路工程還是地下工程、隧道工程、水利工程,在建設初期都要重點考慮地質問題,比如常見的崩塌、滑坡、泥石流、地基塌陷等。
1.1滑坡。斜坡上的巖體由于某種原因在重力的作用下沿著一定的軟弱面或軟弱帶整體向下滑動的現象。
1.2崩塌。發生在較陡的斜坡上的巖土體在重力的作用下突然脫離母體崩落、滾動堆積在坡腳的地質現象。
1.3地面塌陷。地表巖、土體在自然或人為因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑的自然現象。
1.4泥石流。在山區由于降水而形成的一種帶大量泥沙、石塊等固體物質條件的特殊洪流。主要在中游溝身長不對稱,參差不齊;溝槽中構成跌水;形成多級階地等。
2地質災害現狀評估
誘發地質災害的因素主要是由于采掘礦產資源不規范,預留礦柱少,造成采空坍塌,山體開裂,繼而發生滑坡。現狀地質災害點主要通過在國土、勘察設計、水利水電、氣象等相關部門資料的收集,初步了解當地的地質環境條件,掌握評估區范圍內地質災害類型特征,然后逐一調查,分析其形成機理及危害程度。
1.1主要從地質環境條件進行分析。地形地貌先劃分區域地貌類型,然后確定微地貌形態,通過訪問原地貌形態,查明不同地質災害類型與地形坡度、溝谷形態、坡降及植被發育程度之間關系。地層巖性重點應調查第四系松散層成因類型,土質滑坡、厚度等,基巖巖性、產狀、結構面特征,特別是軟弱夾層、軟弱面和順坡向結構面的分布特征,地層巖性是引發地質災害內在因素。基巖裂隙水出露部位往往是斷裂構造帶或是裂隙密集帶,地下水的流動降低了巖土體的粘聚力,形成薄弱面或軟弱帶。平原區或軟土地區地面沉降與地下水集中開采密切相關,既要了解區域地面沉降量,又要調查沉降速率與地下水開采量之關系。
1.2現狀地質災害危險性評估是根據地質災害點的規模和對公路工程可能遭受危害程度的評價。人類工程活動是引發地質災害最主要原因,隨著人類工程活動日益加劇,破壞了邊坡體的自然平衡,特別是在坡腳形成許多陡立邊坡,呈臨空狀,從而引發崩塌、滑坡等地質災害。據現場分析,由構造帶和基巖風化引發的崩塌時間久遠,穩定性較好,公路邊坡或平基建房等人類工程活動引發的崩塌,穩定性差,但規模小,地質災害危害性小。廢土、棄渣無序堆放,成為引發泥石流的物質來源,滑坡主要從滑坡體規模大小、穩定性及滑坡前緣與擬建公路之間的距離確定遭受地質災害危險性大小。
3地質災害的預測勘查
3.1 工程建設可能誘發的地質災害危險性評估根據建設項目的特點、不同地貌部位、不同路基形式及構筑物,確定地質災害危險性預測評估體系和方法,公路工程常用的評估方法有:地質條件分析法、工程地質類比法和半定量估算法。
3.2 工程建設可能遭受地質災害危險性評估。根據已發生的地質災害現狀和工程建設可能引發地質災害的危險隱患進行預測,概述地質災害危險性中等(大)區段的地質環境條件,根據不同地質災害的類型、特征、規模,對工程建設可能遭受的危害程度作出綜合評估。
3.3公路的地質災害有很多,影響也較大,在公路工程中長借助簡單的測量工具、儀器裝置和量測方法,監測災害體、房屋或構筑物裂縫位移變化的監測方法。一般常用監測方法主要有埋樁法、埋釘法、貼片法。
3.4充分認識災害體的地質結構,從其結構出發研究其穩定性,重視變形原因的分析,并把它與外界誘發因素相聯系,研究主要誘發因素的作用特點與強度(靈敏度)。
3.5勘查階段結束不等于勘查工作結束,后續的工作如監測或施工開挖常常能補充、修改勘查階段的認識,甚至完全改變以前的結論。
3.6地質災害勘查方法選擇是強讕應用經驗與技巧,尋求以最少的工作量和最低的投資,獲得最佳的勘查效果,勘查工作量確定的最基本原則是能夠查明地質體的形態結構特征和變形破壞的作用,滿足穩定性評價對有關參數的需求。
4 公路地質災害防治方法及特點
4.1崩塌災害防治的措施主要有削坡、清除危石、排水、控制爆破、擋土墻支擋、支頂、嵌補等。
4.1.1削坡。在較穩定的巖體斜坡上,將危險斜坡巖體按照一定的設計坡度進行爆破開挖,目的是為了減小斜坡體的重量,同時也是為了清除表面較松散的巖體,使斜坡坡度達到理想的穩定坡度。但削坡不宜在巖體破碎強烈,開挖影響較大的巖體上進行,開挖工程量也較大。
4.1.2清除危石。與爆破方法結合,采用人工或機械清除。該方法主要適合于近于完全脫離基巖的危石和孤石、浮石。在一定條件下,危石清除方法是最為經濟的措施,但是它通常是難以實現徹底清除的,且隨著風化或侵蝕過程的繼續,必將產生新的危石,必須根據情況進行周期性清除。
4.1.3排水。排水的主要目的在于提高邊坡的穩定性,特別是對侵蝕作用比較敏感的邊坡,其效果尤為明顯。因此,通常作為一種輔助措施予以考慮。
4.1.4控制爆破。通過控制來最大限度地實現巖體原有平衡結構及其整體強度的保護或最低程度的破壞,一般在較陡的邊坡采用,減少了開挖量,弱化了對邊坡防護的要求,減少了長期維護工作量。但對爆破的質量要求較高。
5.1.5擋土墻支擋。擋土墻是治理坡腳應力集中、低矮邊坡或較高邊坡坡腳溜坍、塌落甚至小規模滑坡等極為有效的常見措施,包括混凝土、加筋土、漿砌石、石籠等擋土墻形式,其主要目的是提高抵抗邊坡運動的阻力。但是,擋土墻的修建需要具備良好的承力基礎,較大的橫向空間需要也將增大開挖量,在邊坡較高時,對上部坡面上可能發生的變形破壞不起作用。
4.1.6支頂。該方法技術簡單適用,其主要作用在于利用支頂結構的支撐作用來平衡危巖的墜落、錯落或傾倒趨勢,提高危巖的穩定性。支頂結構自身體積和重量一般較大,需要有很好的基礎,否則其自身穩定性將存在問題,施工難度和風險等較大。
4.1.7嵌補。對外懸或坡面凹腔形成的危石采用漿砌片石、混凝土或水泥砂漿填筑,以提高危石穩定性的一種方法。嵌補結構也必須要有穩定的基礎,且必須與坡面緊密結合。
4.1.8漿砌片石護面。用以封閉邊坡,防止坡面風化剝落和水土流失等各種坡面地質災害。該方法技術簡單,經濟實用,較為美觀,將繼續作為低矮邊坡和第一級邊坡的一種重要護坡手段。但該方法對坡面條件要求高,因結構抗力低,存在自身穩定性問題。為此要求邊坡不能太陡,單級高度不能過高,對高度較大的邊坡,需分級開挖后分級砌筑, 開挖量較大。
4.1.9噴射混凝土。該方法技術成熟,機械化程度高,施工速度快,對地形適應能力強,也比較經濟。同時該方法本身能通過添加纖維來提高強度和韌性,并常與錨桿、鋼筋網或鋼絲格柵結合使用,從力學性能上人們通常把它當作鋼筋混凝土結構,具有很高的承載能力。此外,噴射混凝土對坡面的封閉作用,非常好地隔絕了地表水下滲,提高了邊坡的穩定性。
4.1.10落石槽。公路修建于坡腳附近時,應在坡腳留置或設置具有一定寬度和深度的溝槽來承接落石,落石槽的設置要保證落石不致直接落到需要保護的區域,但是當場地條件受限,需要通過增加開挖來提供滿足寬度要求的落石槽區域時,則會增大開挖量,由此帶來的投資增加可能超過采用其他工程措施的費用,且會帶來較大的環境破壞。
4.2滑坡災害防治措施。根據公路沿線滑坡地質災害的類型及特點,防治措施的選用一定要結合滑坡的類型、規模、地形地貌等具體工程條件,有針對性地實施。
4.2.1清除或減少滑坡形成的因素。對小型淺層滑坡可全部或部分挖除;修建導滑工程,改變滑坡滑動方向;修建截水溝、排水溝、疏通自然溝以排出地表水;修建盲溝、盲硐、滲溝、垂直鉆孔群、水平鉆孔群等以排除地下水;修建防沖擋水墻、砌石護坡、拋石護坡等工程防止水的沖刷;削坡、護坡、整平、修梯級臺階、填實裂縫等進行邊坡面的整理。
4.2.2修建排水設施及鋪設防滲層。治理初期,地面起伏變化時,可采用造價較低的臨時排水設施,并對滑體后緣裂縫進行防滲處理,一般用粘土或水泥漿充填裂隙,并用聚乙烯布覆蓋;當修建永久排水設施時,根據滑坡的形狀特點,若在滑體上設置縱橫交錯的排水溝是比較困難的,一般只需布設在滑坡周界外圍,防止區域外的地表水流入滑坡區既可,斷面尺寸要按最大降雨量設計,溝內結合土質、流速鋪設防滲層,同時要整平地表,盡量減少植被壞。
4.2.3攔石墻。一種修建于落石路徑上(坡腳或坡面上)的攔擋結構,通常由漿砌片石或澆筑混凝土構成。結構的剛性特征決定了它的抗沖擊效果較差,因此,受經濟、場地條件和結構自身穩定性等因素限制,其修建尺寸通常是有限的,抗沖擊能力也是有限的,故需要有穩定而龐大的基礎。
4.2.4避讓。對于潛在規模和頻率極大,特別是可能伴有其他邊坡地質災害發生的現場,避讓可能是一種有效而最為安全可靠的措施,其根本目的是將建筑物修建在潛在災害所威脅的范圍以外,做到一勞永逸,但其缺陷通常也是明顯的,首先是必然會需要更大的投資,其次是可能會喪失部分使用功能或提高其功能使用的成本。
4.3修建導流堤和設置截擋建筑物。泥石流是山區的主要地質災害,泥石流多分布在斷裂或褶皺發育、新構造運動強烈,地震頻率高、烈度強,巖體風化破碎,植被不良、水土流失嚴重的山區。在干旱多年的暴雨季節,或高山冰川與積雪強烈消融時期最易發生。現在,泥石流防治主要采取封山育林,以保護匯水區和可能形成泥石流的地帶;調節地表徑流,沿坡修建導流堤;設置截擋建筑物,如堤、壩等,也可設置排洪道等。
4.4巖溶防治措施。巖溶與工程建設的關系密切,在建設中巖溶造成的庫水滲漏是建設中主要的工程地質問題。在巖溶地區修建公路,應該深刻了解巖溶發育的程度和巖溶形態的空間分布規律,以便充分利用某些可以利用的巖溶形態,避免或防治巖溶病害對路線布局和路基穩定造成的不良影響。對基礎下有溶溝、溶槽、漏斗等溶洞現象時,首先在建(構)基礎施工時,應挖去其中的充填物,回填碎石或毛石混凝土;若出現溶層頂板不穩定時,可炸開頂板,挖除充填物,回填碎石的方法;對基礎下的溶洞埋藏較深的情況,可通過鉆孔向溶洞內灌注水泥砂漿、混凝土、瀝清等填充物,以堵填溶洞。同時并加固坍塌體,防止坍方擴大,然后施做套拱和超前大管棚,保證正洞開挖施工安全;管棚施做完成后挖除坍塌體,進入隧道正常開挖、支護工序,并對隧道基底進行注漿加固處理,增強隧底承載力;溶洞段通過后,進行拱部坍腔回填處理。
5結束語
在公路建設中,應堅持在查明評估區地質環境條件的基礎上,通過對已有地質災害和對工程建設可能遭受或加劇地質災害危險性評估,劃分地質災害危險性區段,及時提出災害防治措施,避免地質災害隱患。