贵州省交通规划勘察设计研究院成都分公司 四川成都 610000
摘要:结合西南地区贵州省都匀至安顺高速公路沿线存在的溶蚀现象,探讨分析公路建设项目中路基存在的溶蚀勘察调查方式、溶蚀表现形式和处理方式。
关键词:西南地区;公路路基;溶蚀;勘察;处理方式
引言
我国境内的溶蚀地貌主要存在于西部地区,特别是地形条件复杂的西南地区。公路项目的建设充满各种困难,而溶蚀地貌更是给项目建设带来了更大的难度,使项目的安全具有更大风险。我们要排除风险,就需要清楚的了解风险的存在和形成原因,以便给出合理的处治措施,减少项目建设的难度,避免安全隐患。贵州省都匀至安顺高速公路位于黔南州境内,属于典型的溶蚀地貌,因此该项目路基的主要调查目标为沿线的溶蚀地貌和相应地质灾害。
一、溶蚀地貌的定义
溶蚀地貌,是指具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称,又称岩溶地貌。水对可溶性岩石所进行的作用,统称为喀斯特作用。它以溶蚀作用为主,还包括流水的冲蚀、潜蚀,及坍陷等机械侵蚀过程。
二、溶蚀地貌的表现形式
1.溶蚀地貌,给公路建设带来的巨大困难,使建设项目必须耗费大量的人力物力排除地质隐患,避免溶蚀地质灾害的发生。因此,建设项目在设计阶段就要预先调查清楚沿线地质情况,施工时做更详尽的地质调查和对比,特别是溶蚀区域。2.溶蚀地貌分布在世界各地的可溶性岩石地区。可溶性岩石有3类:①碳酸盐类岩石(石灰岩、白云岩、泥灰岩等)。②硫酸盐类岩石(石膏、硬石膏和芒硝)。③卤盐类岩石(钾、钠、镁盐岩石等)。
3.贵州省都匀至安顺高速公路所在的黔南州主要为碳酸盐类岩石溶蚀区域,存在形式有溶蚀裂隙(缝),溶蚀沟槽,溶蚀坑,溶洞,落水洞,地下暗河等表现形式。
三、溶蚀地形地质的勘察调查方式
在贵州省都匀至安顺高速公路项目的设计阶段,勘察调查的方式有多种,情况复杂不易确定时,采用多种方式结合进行勘察调查。
1.表面外观形态及附属情况调查
对岩溶的表现形式进行表观调查记录,推断岩溶的类型和发育状况。再结合周边的地形地貌和水文状况,以及附近居民了解的情况,进一步核实确定溶蚀区域详细的发育情况。
2.高密度电法物探
高密度电阻率法是一种以岩、土导电性的差异为基础,研究在人工施加稳定电流场的作用下,地下传导电流分布规律的阵列勘探方法。野外测量时将电极置于观测剖面的各测点上,利用程控电极转换装置和微机工程电测仪实现数据的快速自动采集,并对数据进行处理,给出关于地电断面分布的各种图示结果,用以反应地层地质状况。
3.钻孔调查法
在无法确定地下岩性、岩层埋置深度以及岩层的发育情况时,结合物探调查结果,采用钻孔调查法进行补充验证。钻孔时详细记录钻杆的进尺,掉钻的时间点,钻孔取芯以及稳定的地下水位等资料。通过这些资料来判断地下岩层的岩性、风化程度、完整度、溶洞顶板和底板间距等结果,填写反应至钻孔柱状图上,以供设计参考。
四、溶蚀地区路基的岩溶处理
贵州省都匀至安顺高速公路设计过程中,溶蚀地区路基处理根据不同表现形式采用合理的方式进行处理。同一种类型的溶蚀现象又根据地形地貌和发育情况差异,可能也会采用不同的方式进行处理。
1.溶蚀裂隙(缝)
溶蚀裂隙(缝)普遍存在于溶蚀大面积发育区域,因地表水沿可溶性岩石的节理裂隙流动而不断地进行溶蚀和侵蚀,在岩石表面形成槽状形态或裂缝状态。对于较小的溶蚀隙采用碎石铺筑于表面处理。
2.溶蚀沟槽
溶蚀沟槽主要受地形影响,地表水沿可溶性岩石内的节理面或裂隙面等发生溶蚀,形成溶沟。对溶蚀沟槽采用设置引排沟槽底部积水措施,在沟槽底部铺筑片碎石或石渣进行处理。
3.溶蚀坑
溶蚀坑也主要受地形影响,类似于溶蚀沟槽,只是无法排除积水,只能淤积或通过自然蒸发。对溶蚀坑主要采用设置钢筋砼盖板,或周边设置截水措施,并回填石渣进行处理。
4.溶洞
溶洞是指不受岩石组构控制,由溶蚀作用所形成的地下孔洞,常呈不规则状。溶洞因发育情况、深度、孔径、位置不同,溶洞处治方式主要有以下三种:
(1)跨越
路基底有较大较深溶洞,不便于采用填筑和避绕时设桥跨过;规模较小的设涵洞跨过或设挡土墙、护脚避免封闭。如溶洞较深或须保持排水者,采用拱涵或板涵跨越。
(2)加固
深而小的溶洞不便用洞内加固时,采用石盖板或钢筋混凝土盖板加固。
对洞径小、顶板薄或岩层破碎的溶洞,采用爆破顶板用片石回填加固。
对路基范围内的地表塌陷(土洞),在不影响地下水排泄通道时,可采用回填夯实,并在地表整平后铺设土工格栅及土工布。
对路基范围内的地表塌陷(土洞),在不影响地下水排泄通道时,可采用回填夯实,并在地表整平后铺设土工格栅及土工布。
对溶洞埋深较浅,洞顶板较薄的地段,采用钻孔注浆加固。注浆采用低压(注浆压力0.3~0.4MPa)间歇定量或循环式灌注,目的是减少浆液流失,间歇时间可控制在7~8小时。
(3)填塞
对于路堑边坡上的干溶洞,洞内用片石填塞,洞口用干砌片石铺砌、砂浆勾缝或浆砌片石封闭。
对位于路基基底或挡土墙基底的干溶洞,当洞口不大,深度较浅时,回填夯实;当洞口较宽及深度较大时,采用桥(涵)跨越;当干溶洞顶板太薄或岩层较破碎时,可爆破后回填,或设桥(涵)跨越。
5.落水洞
落水洞指底部连接地下空间(如地下暗河等),可排泄水的溶洞。
落水洞的主要处治方式与溶洞处治方式相同,但是某些落水洞根据排水需求,要保留继续排泄地面汇水的功能的,需要设置渗沟、排水沟渠等措施。路基底或路基附近流量较大的落水洞根据需要设桥跨过。
6.地下暗河
1.地下暗河指因岩溶作用在大面积可溶岩地区所形成的溶洞和地下通道,具有河流主要特征的水流。地下暗河的发育及其形态常受地质构造及裂隙的控制,往往有出口而无入口,但是却有自己的补给、径流和排泄系统。
2.对于地下暗河,在设计初期就应调查详细,路线走廊带应尽量避开地下暗河的发育路线。如果受条件所限,有相互影响的路段,应根据路线的走向,路基的填挖高度以及地下暗河的走向和流量,确定处治方式,原则上以疏导为主,可设置门架墩跨越或框架涵下置疏导水流等多种措施。尽量避免堵塞通道,导致水流漫灌,使附近路基被水浸泡导致软化沉降。
结语
地质是项目建设开展实施的基础资料,应在前期进行详细的调查、核对,为下一步的设计、验证提供依据。根据地形、地质、水文等环境因素结合城乡发展规划等人文因素,拟定更合适的路线走向,确定合理的溶蚀地区的地质处理方式。溶蚀地貌的发育情况千奇百怪,调查过程中我们需要借助各种工具,不仅要细心,还要有耐心。溶蚀地区的溶洞等处治方案需要我们大胆假设,谨慎验证,保证方案技术可行,使用安全,造价经济。
参考文献:
[1] 交通运输部.《 JTG D30-2015 公路路基设计规范》.2015
论文作者:王峥
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/10
标签:溶洞论文; 路基论文; 地貌论文; 岩石论文; 地下论文; 都匀论文; 沟槽论文; 《基层建设》2017年第36期论文;