摘要:本文论述了山区高速公路建设各阶段应重视的地质工作,提出了勘察设计、施工、运营等不同阶段的地质工作重点,分析了目前在山区高速公路建设各阶段地质工作中存在的主要问题,并对山区高速公路地质科技发展前景进行了展望。
关键词:山区高速公路;勘察;设计;施工;运营;工程地质条件;地质病害
1 概述
由于国民经济的发展和路网完善的需求,高速公路逐步进入山区。高速公路由于其线形指标高,工程艰巨,投资巨大,对自然环境的破坏也非常严重。随着环境保护理念的日益深入人心,对于山区高速公路的勘察设计、施工运营等方面的环保要求也越来越高。山区公路环境载体主要是自然环境,也是地质环境。山区一般地形地质条件复杂,地质环境脆弱,地质灾害多发,高速公路的建设不可避免的要切坡、填沟、打洞(隧道),对地质环境造成严重破坏,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。因此山区高速公路的环保主要是地质环境的保护和地质灾害的防治。要建设一条兼顾 交通、环保、生态等方面要求的高标准的山区高速公路,应该重视和加强地质工作。
2 勘察设计阶段
地质条件是客观存在的,山区高速公路在自然地质环境中穿行,并对地质环境进行改造,应该认识地质规律,尊重地质规律,在设计中充分考虑地质因素,遵循地质原则,从源头上尽量减少山区高速公路对自然环境的破坏,并且为施工和运营提供良好的条件。
2.1工可阶段——贯彻地质选线的原则
山区公路地质选线主要受到地形和不良地质现象的制约,主要的不良地质现象有滑坡、泥石流、岩崩、岩溶、岩堆、软弱土、膨胀土、湿陷性黄土、冻土、水害、采空区以及强震区等。本阶段应尽可能详细地收集区域构造地质、岩石地层、水文地质、工程地质、地震地质、环境地质等方面的资料,利用遥感资料,编制中比例尺工程地质图和地质灾害分布图,图上标注大的地质构造、重大的地质病害体,分析区域性的地质灾害发生条件,进行初步的地质灾害评估,配合路线方案设计,进行必要的现场踏勘和重点路段的调查,反复对比,优选出工程地质条件最好、地质灾害最少、工程建设对地质环境的不利影响最小的路线走廊带,真正贯彻地质选线的原则。
2.2初设阶段——突出重大地质病害对路线方案的制约
确定路线方案前应对沿线地质构造带、断层、岩石的层理情况、地质病害的分布及范围等,通过对遥感地质判释资料以及不同勘测阶段的勘探、调查资料的分析,研究路线通过方案并不断优化。对地质较为复杂地段还应注意在设线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。
2.3施工图设计阶段——详查工点地质条件
通过初步设计阶段的各种地质工作,已经基本查明路沿线的地质条件,但是工作深度和广度还不够。本阶段应详查工点地质(桥位、隧道、深路堑、高填路堤、陡坡路堤、支挡构造物),进行重要工点1:2000地质测绘。采用调查、测绘、槽探、坑探、钻探、物探等综合勘察手段。查明场地岩土体组成、性质、分布以及风化层、不良地质、特殊性岩土等工程地质条件在路线纵横方向的变化。以前对于桥位和隧道等构造物工点地质勘察较为重视,但是对于深路堑和陡路堤、斜坡路堤、支挡构造物等路基方面的工点也必须加强勘察,特别是高边坡和不良地质体的勘察和预测。
3 施工阶段——遵循信息化施工、补充勘察、动态设计原则
由于地质条件的复杂性和勘察周期的制约,有些复杂场地(岩溶、破碎带、岩性纵横向差异大的地区)或地形困难场地(陡坡、鱼塘等)在设计阶段难以布置充分的勘察工作量,无法查清场地详细工程地质条件。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在施工期间,可以进行补充勘察,如对岩溶发育区或岩性差异大的场地逐桩钻探,对原进场困难场地通过施工便道进场钻探。施工中发现新的地质 问题 也要补充勘察。应该把施工期间的勘察工作视作设计期间勘察工作的重要补充。
4 运营阶段——加强敏感点监测
山区高速公路运营期间也要高度重视地质工作。因为有些地质灾害的发生是一个长期的过程,应力释放或边坡的蠕变有些需要长达几年乃至十几年的时间,一次性治理有时并不能保证长治久安。因此对于一些在施工中出现病害的路段或重要工点要建立数据库,进行变形、位移和地下水的动态监测,定期巡查,建立防灾和预警系统,在雨季或洪水季节要加强对敏感点的监测。通过长期观测记录,还可以更深入的认识地质规律,分析地质病害的发生发展机理,预测发展趋势,发现有不利的趋势要及时采取措施。
5 山区公路建设地质工作中存在的问题
5.1前期阶段
工可阶段对地质工作不够重视,地质遥感工作不做或精度不够,不能够贯彻地质选线的原则,导致选定的路线走廊带中地质病害多,处理难度大,给后期工作带来极大难度。
初步设计阶段,由于路线方案调整较大,而工期紧张,因此很多勘察工作量作废,路线地质精度不够,部分工点缺少地质资料,给设计工作带来隐患,也使得施工图设计阶段路线方案有时发生较大调整。施工图设计阶段不做或漏做重要工点的1:2000地质测绘,或虽做了但精度不够;对一些地质病害 研究 不深,导致对一些重要工点的勘察深度不够;对于路线地质调查深度不够,导致一些地质敏感点遗漏,在施工中出现地质病害。构造物勘察相对较细,而路基方面的勘察则往往较粗略。
5.2施工阶段
地质技术力量薄弱,岩土工程监测和监理不力,施工工序和方法不对,导致地质病害的加剧,甚至诱发地质病害。对工程地质特点认识不足,不能够及时预测和反馈地质病害,只能被动地等待地质病害的发生。
6展望
技术进步是山区高速公路成功修筑的重要保证。现在采用三维数模,可以很快的得出路线平纵面模型,任意切割纵横断面,发现问题之后可以很快的调整线位并重新进行分析,大大提高了工作效率。相信随着3s技术的发展,今后三维数模会和三维地学模型、岩土工程专家分析系统结合起来,对于重要工点通过现场地质工作,建立地质-力学模型,通过专家分析系统,可以任意模拟边坡开挖后的形状及物理力学状态的变化,迅速分析其稳定性,进行针对性的设计。甚至还可以对边坡等地质病害通过互联网进行远程会诊,聚集各方面力量以解决问题。
7 结语
地质环境保护和地质灾害防治是山区高速公路建设成败的关键,为此必须重视地质工作。(1)业主要认识到,前期的地质工作一定要认真细致,勘察设计阶段多花些钱和时间,尽量详细地查明地质条件,避免地质隐患,对于施工来说会节约大量的投资和工期。(2)设计阶段的地质勘察工作必须加强,要达到必要的深度。(3)施工单位要加强地质技术力量,业主单位也要增加地质技术人员,岩土工程监理工作要加强。(4)运营阶段的岩土工程监测工作必须重视。(5)单纯依靠前期地质工作对地质客观 规律 和地质环境的认识是不够的,在设计施工运营的全过程中要不断的加强地质工作。(6)由于地质条件的复杂性,虽然进行了前期地质勘察工作,在施工和运营中出现地质病害也是正常的。
参考文献:
[1] jtj 064-98 公路工程地质勘察规范.北京:人民 交通 出版社,2014
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[3] 孔祥金.当今山区公路边坡治理新技术.见:中交第一公路勘察设计研究院 公路勘察设计技术论文集.西安:陕西人民出版社,2015.226-229
论文作者:赵凤英
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/13
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