公路工程地质条件及岩土工程问题的相关探讨论文_邓阐述

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摘要:公路工程是我国关键性的基础设施,对我国的经济发展具有重要作用。基于此,本文首先从地形地貌、地层岩性、地质构造以及水文地质等方面分析了公路工程地质条件,并在此基础上从路基软土、高液限土、路堑边坡稳定性以及隧洞围岩稳定性等方面分析了其岩土工程问题,对山区高速公路的建设具有重要的参考价值。

关键词:公路工程;地质条件;岩土工程

某公路工程的主线约为40.23千米,是地方性高速公路。其沿线共有中桥3座、大桥4座、高架桥2座、分离立交桥5座、支线上跨9个、互通1个以及隧道2座,接下来本文将以该公路工程为例,对其地质条件和岩土工程问题进行详细分析。

一、公路工程地质条件

(一)地形地貌

从整体上来看,该公路工程的地势中间比较高,两边比较低。中间部分是低山丘陵区,而东南以及西北两侧逐渐延伸到断陷盆地。对于高岗区段来说,其地貌特征主要是高岗,地形也较为平缓,自然坡度为10度左右,地表的重要组成部分包括荒山和旱地,地面的高程范围是33到71米之间;对于低山丘陵区段来说,公路的主要建设方式为隧道,地形起伏也比较大,山体相对而言也较为陡峭,其地面高程的范围处于65到705米之间,自然坡度为45度左右;对于堆积岗阜区段来说,地形比较平缓,自然坡度为10度左右,地面高程的范围是22到80米之间。

(二)地层岩性

该公路工程的地层岩性主要包括第四系、三叠系、石炭系几种。其中对于第四系而言,指的是黏土、砂、砾等的堆积物;对于三叠系而言,其岩性主要以灰岩、白云岩、泥质白云岩、泥质灰岩为主,此类岩石比较坚硬,抗压强度比较高;石炭系主要以灰岩、白云岩、硅质岩为主,并且岩层呈条带状分布。

(三)地质构造

该公路工程的地质构造主要是华夏系构造,还有部分是断陷盆地以及压扭性断裂。该路段的沿线一共包括3个断裂带:第一,公路段起点处的断裂带,整体长度约是32千米,破碎带的长度约是25米,具有北东走向,并且倾向于南东;第二,直线状的断裂带,具有北东走向,并且倾向于南东,长度约为30千米;对于第三种断裂带来说,其轴长约是40千米,宽度约是23千米,具有北东延伸趋势。断裂带与路线属于相交关系,其相交总里程约为20千米。

(四)水文地质

该公路工程涉及到了多个水系,包括赣江水系、潦河水系等,其中赣江水系地表水的组成部分包括幸福水库、梦山水库以及萧峰水库等,在枯水期时进行放水,在丰水期时进行蓄水,具有调节径流的作用,可以减轻旱涝灾害。对于该公路工程而言,其地下水的类型主要包括第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。前者主要集中在河流冲积盆地和山间沟谷盆地,多数情况下都是以潜水的形式存在,其埋设深度的范围处于0.5米到10米之间。该类型的水多数都存储在砾石层,是一种强富水,并且与地表水具有一定的联系。对于沟谷区域地下水来说,多数情况下都是以泉水的方式存在。而后者主要集中在第三系红层砂岩、元古界变质岩、花岗岩侵入体当中,在一定程度上会得到大气降水的补给,并且它的动态与大气降水之间的关系也比较密切,但是富水等级较为贫乏[1]。

二、岩土工程问题

(一)软土和路基问题

该公路工程的软土主要分布于岗间沟谷地区当中,在一般情况下,软土的厚度处于3米以下。在盆地水塘、岗地中的软土厚度为0.75米左右。另外由于水的长期浸泡,还导致该公路工程的部分区段形成了一些淤泥质粉土,其厚度为1.8米左右。软土会给路基带来一定的影响,具体体现在以下几点:第一,容易导致路面出现塌陷、不均匀沉降等现象;第二,如果隧道进洞口周围的软土厚度具有一定的差异,那么会发生横向滑移、纵向滑移的情况;第三,如果填土的速度比较快,那么就会导致地基深处的软土层出现滑移的现象。

对于厚度比较小的软土来说,可以利用换填、排水、清淤等方式进行处理。而对于厚度为3米以上的软土而言,应该先挖排水沟,其次在软土基的上面进行厚砂垫层铺设,最后利用轻型压路机对其进行压实,并且也要对相应的泄水孔进行合理设置。

(二)高液限土问题

在该公路工程当中,高液限土主要集中在花岗岩区域中,并且其也存在着一些问题,具体体现在下述几个方面:第一,对于该公路工程而言,一旦在雨季施工过程中没有对雨水进行及时排出,那么就极易引发边坡塌陷、弹簧翻浆、车辙等方面的问题;第二,对于其路基土而言,不能够进行暴晒,以避免路面开裂情况的发生,给路基整体强度带来影响;第三,路基土也不应该进行吸水,以避免出现路基膨胀的问题。含水量与路基强度具有一定的联系,含水量的升高会降低路基的强度,进而引发横向位移、不均匀沉降等方面的问题,影响路面的平整度。

如果边坡是高液限黏土,可以通过下述几个方面来降低上述问题的发生率:第一,尽量减缓边坡;第二,在坡脚处设置护脚墙;第三,为坡面、坡体设置相应的排水系统。

(三)路堑边坡稳定问题

在该公路工程当中,对于深切山体的区段而言,其最大深度约为32.8米,山势较为陡峭,其边坡相关岩层的厚度为:人工填土的土层厚度在0.4到1.8米之间;角砾的土层厚度为0.5到3.8米之间;粉质黏土的土层厚度为2.5到4.2米之间;砾质粘性土的土层厚度为1.3到4.6米之间;全风化花岗岩的土层厚度为6.0到9.5米之间;强风化花岗岩的土层厚度为0.6到25.3米之间;孤石的土层厚度为1.3到3.9米之间。在开挖后,临空面的边坡会引发应力失衡问题,再加上地下水的作用,就极可能出现边坡失稳的现象。路堑边坡失稳现象如图一所示。

针对边坡失稳问题,可以进行抹面防护,提高软质岩石的耐风化能力。抹面防护材料可以选择水泥砂浆和石灰混合料灰浆等,另外也可以在其表面添加一层沥青保护膜,进而减少裂缝给抹面带来的不利影响。

图一 路堑边坡失稳现象

(四)隧洞围岩问题

在该公路工程当中,从隧道洞口的山体情况来看,存在一些球状孤石,并且体积很大,主要是因为花岗岩的风化导致的,在一定程度上会影响隧道的安全性。如果根据直立的方式对孤石的部位倾角进行考虑,发现裂隙面组合的交线具有外倾趋势,且裂隙面较为平整,处于张开的状态。如果受到雨水、裂隙等的影响,就会导致孤石风化,进而产生坠落的情况,会给周围建筑物、人员等造成一定的伤害。另外,在隧道中也出现了一些断裂,对隧道的稳定性造成了严重影响。

要想避免上述问题的出现,可以先对隧道中一些孤石进行清理,然后再通过明洞接长隧道、布设钢丝网等方法进行防护[2]。

结论:总而言之,该公路工程的地质条件极为复杂,体现在地形地貌、地质构造、水文地质等众多方面,同时也存在着一些岩土工程问题,比如软土和路基问题、高液限土问题、路堑边坡稳定问题以及隧洞围岩问题等。所以,对于公路工程的从业人员而言,应该对这些条件及问题进行明确,并在此基础上采取相应的解决措施,确保公路工程可以顺利进行,进而促进我国的经济建设。

参考文献:

[1]徐鹏.南昌市凤凰洲北外滩路网工程地质分析评价[J].低碳世界,2017(34):241-242.

[2]韩乾隆,滑群英.公路工程地质条件及岩土工程问题分析[J].建材与装饰,2017(04):249-250.

论文作者:邓阐述

论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期

论文发表时间:2018/5/18

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