山区高速公路建设地质概述_工程管理

1、山区高速公路建设地质概述 本文论述了山区高速大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大路建设各阶段地质工作中存在的主要问题，并对山区高速大路地质科技进展前景进行了展望。1 概述由于国民经济的进展和路网完善的需求，高速大路逐步进入山区。高速大路由于其线形指标高，工程艰难，投资巨大，对自然环境的破坏也特别严峻。随着环境爱护理念的日益深化人心，对于山区高速大路的勘察设计、施工运营等方面的环保要求也越来越高。山区大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简单，地质环境脆弱，地质灾难多发，高速大路的建设不行避开的要切坡、

2、填沟、打洞(隧道)，对地质环境造成严峻破坏，处理不好还会诱发和加剧各种地质灾难，增加大路建设投资，影响工期，甚至给运营阶段带来严峻的平安隐患。因此山区高速大路的环保主要是地质环境的爱护和地质灾难的防治。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大路，应当重视和加强地质工作。地质工作应贯穿于设计、施工和运营的全过程。对地质现象和规律的熟悉(岩土工程勘察工作)是由面到线、由线到点、由表及里、由粗到细、由宏观到微观，逐步深化的，依据不同阶段应实行不同的方法和手段。2 勘察设计阶段地质条件是客观存在的，山区高速大路在自然地质环境中穿行，并对地质环境进行改造，应当熟悉地质规律，敬重地质规

3、律，在设计中充分考虑地质因素，遵循地质原则，从源头上尽量削减山区高速大路对自然环境的破坏，并且为施工和运营供应良好的条件。2.1工可阶段贯彻地质选线的原则山区大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(坡积层)、脆弱土、膨胀土、湿陷性黄土、冻土、水害、采空区以及强震区(高地应力)等。本阶段应尽可能具体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(卫片和航片)，编制中比例尺(1：5万或1：10万)工程地质图和地质灾难(不良地质现象)分布图，图上标注大的地质构造(主要是断层)、重大的地质病害体，

4、分析区域性的地质灾难发生条件，进行初步的地质灾难评估，协作路线方案设计，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、地质灾难最少、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。对于滑坡、倒塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等严峻不良地质地段和沙漠、多年冻土等特别地区，一般状况下路线应设法绕避。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、岩石的层理状况、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，讨论路线通过方案并不断优化。对地质较为简单地段还应留意在设线后诱发并

5、加剧地质病害的可能性，谨慎的确定路线的线位和实行的工程措施。地质技术人员应协作路线设计师作好地质询问工作，可以沿初步拟定的路线线位，进行全线踏勘，对重点工点进行地质调查，得出初拟线位沿线的基本工程地质状况，评估路线方案的可行性，发觉重大不良地质地段或猜测工后会消失难以治理的地质病害的路段要准时反馈信息，以便尽快调整路线线位。基本确定路线方案后，准时托付有资质的单位进行建设用地地质灾难危急性评估工作，并进行大比例尺(1：1万)的地质遥感解译及地质灾难调查和工程地质调绘工作，编制1：1万工程地质图和路线区域地质病害现状图。图件的重点是地质灾难和重要工点的工程地质条件，要有针对性，要突出重点，不行以

6、拿1：5万地质图放大。现在托付地质部门做的图件，有些不能称为工程地质图，只能称为基本地质图(工程地质分区太笼统、工程地质条件的论述太简略)。地质灾难评估工作不能够代替1：1万工程地质图的编制，但二者可结合进行，以节省时间和经费。许多地质灾难(滑坡、泥石流等)由于植被掩盖、后期人工改造以及观看角度和范围有限等缘由，在现场难以推断。通过遥感资料(如航片)可以从宏观上观看全貌，合理的解译，有利于对此类不良地质体的正确熟悉。当工作中发觉仍有重大的地质病害存在或有潜在的重大地质病害时，必需准时调整线位。对于重大的地质病害应尽量绕避，实在无法绕避的要考虑工程措施的可能性与牢靠性，尽量在路线的平纵面优化上下

7、功夫(采纳分别式路基、用桥隧构造物通过、从滑坡体上部通过 、半路半桥等)，避开高填深挖，以削减对地质环境的破坏，提高工程措施的牢靠性和平安度。对地质病害应以防为主，以治为辅，能避当避，即使增加工程造价也是值得的。以安徽省徽杭高速大路为例，该路全长约80km，有四分之三路段位于山区，由于勘测时间较早，对山区高速大路特点熟悉不足，以投资为主要掌握因素，其中有一半左右的路段基本沿区域性的三阳断裂带布设。受构造影响，岩体风化破裂严峻，并且沿线分布有雄村滑坡、朱村滑坡等规模较大的不良地质体。施工开挖后，消失大量的不稳定边坡，甚至诱发了部分滑坡。对于部分地质病害路段准时调整线位，进行了避让，而更多的病害段

8、只能实行治理措施，结果造价大幅攀升，严峻影响了工期，并且治理效果也难以猜测。必要时应增加技术设计阶段，对重大地质病害路段进行深化勘察，确定路线可行性。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。采纳调查、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、特别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

9、陡路堤、斜坡路堤、支挡构造物等路基方面的工点也必需加强勘察，特殊是高边坡和不良地质体的勘察和猜测。另外对于筑路材料料场和弃土场的勘察肯定要重视，以前山区大路曾消失过取土、弃土场所不合理，乱挖乱弃，破坏环境，导致水土流失的事例。除了具体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。对地质资料要充分利用，桥位、隧道、路线各有一套地质资料，但彼此常常脱节。比如当桥隧相连时，隧道勘察发觉有不良地质现象，桥梁设计人员却不知道，还把桥台置于其上。因此加强各专业之间的沟通沟通，相互学习。从事路线、隧道、桥梁设计的人员要尽量多地把握一些基本

10、的地质学问，以有利于对地质资料的合理使用。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简单性和勘察周期的制约，有些简单场地(岩溶、破裂带、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，无法查清场地具体工程地质条件。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。施工中发觉新的地质问题也要补充勘察。应当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。另外本阶段应遵循信息化施工(施工中监测)、动态设计的原则。隧道的超前预报、边坡的动态监测都是施工阶段必需要进行的工作。施

11、工单位肯定要配备过硬的地质技术人员，准时发觉问题，不要等到地质病害已经发生才去治理，要有前瞻性、预见性，发觉边坡、隧道等有失稳的趋势之后要马上反馈业主和设计单位，并准时实行合适的加固措施，避开边坡、隧洞大面积失稳。应当熟悉到，设计阶段的勘察工作对地质现象和地质规律的熟悉往往是不全面的，甚至是错误的，据此进行的设计只能称为预设计。在边坡或隧道断面开挖以后，许多问题才会发觉，此时应有岩土工程技术人员在现场，对比原有的勘察设计方案，发觉新的问题之后通过合理工序准时调整设计方案。等到问题已经发生才去实行措施，既多花了钱，又耽搁了工期。目前施工单位的岩土工程技术人员也是极为缺乏的，有时由于不合理的施工方

12、法导致或加剧了地质病害的发生和进展(如在破裂岩体上放大炮、自下而上开挖边坡等)施工期间的岩土工程监理工作目前还较为薄弱的，有丰富理论学问和实践阅历的岩土监理工程师极为缺乏，使施工期间的地质病害预防工作远远达不到要求。4 运营阶段加强敏感点监测山区高速大路运营期间也要高度重视地质工作。由于有些地质灾难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消失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

13、化的熟悉地质规律，分析地质病害的发生进展机理，猜测进展趋势，发觉有不利的趋势要准时实行措施。5 山 区大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，而工期紧急，因此许多勘察工作量作废，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;对一些地质病害讨论不深，导致对一些重要工点的勘察深

14、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，在施工中消失地质病害。构造物勘察相对较细，而路基方面的勘察则往往较粗略。目前的山区大路工程勘察还存在很多有待改进的地方。由于现在许多项目的勘察设计工期都特别紧急，如何在很短的时间内达到尽可能高的勘察精度，的确是一个难题。为抢时间，现在地质勘察工作很大一部格外委出去，全线人员设备上了许多，但在施工中仍会暴露出许多地质问题。这一方面是由于地质现象的隐藏性和地质科学的简单性，难以全面深化地熟悉地质现象，另一方面也是由于从事岩土工程的技术人员本身力量有限所致。岩土工程在肯定程度上属于阅历学科，技术人员的阅历特别重要。外委的勘察单位肯定要过硬，对

15、于其供应的地质资料要进行审核，去伪存真，对于不能够满意规范和设计要求的坚决返工。在其外业和内业阶段要进行监督，多沟通。外行业的地勘队伍往往对大路工程的特点及大路勘察规范了解不够，不能够有针对性的进行勘察，资料常常不能满意设计要求。另外由于工期紧，技术预备不足，勘察手段不合理，常常导致勘察深度不足，如隧道勘探未采纳双管单动钻进，无法推断RQD，钻探工艺和技术不过硬，岩石取心率低，钻孔水文地质试验数据不足，对边坡勘察无法推断滑动面，无法取得可信的各种力学参数，物探手段与其他勘探手段的相互校核精度不够等，甚至有个别单位编造资料应付设计。所以不仅要看投入了?嗌偃肆锪挂赐度肴嗽奔际跛健耙导寄芎椭耙档赖滤

16、刂嗜绾危舛目辈旆桨甘欠窈侠恚缘刂氏窒蟮娜鲜妒欠窨蒲T谑导校捎诩际跞嗽彼讲尾畈黄耄;岢鱿执砼小械刂什南窒蟆R虼思忧抗费彝凉檀右等嗽钡募际跛绞欠浅=羝鹊氖虑椤?BR 5.2施工阶段地质技术力气薄弱，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。对工程地质特点熟悉不足，不能够准时猜测和反馈地质病害，只能被动地等待地质病害的发生。5.3运营阶段地质工作目前还基本上是空白，无法保证山区高速大路的平安顺畅。6 正确熟悉地质工作的重要性和特别性由于岩土体的组成物质差异，更重要的是在岩土体内部分布有大量的不连续界面，把完整的岩土体分割成很多块体，总体为非均质体，在应力的传递

17、上特别简单，因此岩土工程属于非线性科学。现有的岩石力学、土力学、岩体力学等均难以精确的描述岩土体实际的力学本构关系。地质灾难的发生除了其本身的因素外，还受到很多外界的因素影响，非常简单。因此，对于岩土工程的分析计算只能是半定量的，在很大程度上受分析者阅历的制约。对于已经存在的滑坡、倒塌、泥石流等地质病害，其周界相对清晰，各种勘察设计技术规范较完备，熟悉起来相对简单。最难的是对于现状稳定的高边坡，猜测其人工开挖后的稳定性。对于其地质构造的分析，地质-力学模型的建立，稳定计算分析都非常困难。勘察深度难以保证，稳定性计算方法不够科学，边坡设计时也有其不合理之处，如一般都只给出最终的边坡坡率和边界，各

18、种边坡加固设计也是针对最终边坡的，各种分析计算也是以最终边坡为约束条件的。这样即使地质条件清晰，分析计算合理，设计稳妥，施工严格遵循规范和设计要求，也往往会消失难以预料的地质病害。其中一个重要缘由是未对开挖过程中的各种边坡条件进行分析计算，虽然按最终边坡条件计算是稳定的，但不能够保证任意开挖条件下边坡都是稳定的。因此对于从事边坡设计的岩土工程师而言，应当对于边坡开挖过程中的多种掌握性断面稳定性进行计算，供应合理的开挖步骤和各种稳定的开挖断面，并对不稳定的中间边坡提出临时性的工程加固措施，以保证边坡的稳定开挖。7 展望技术进步是山区高速大路胜利修筑的重要保证。现在采纳三维数模，可以很快的得出路线平纵面模型，任意切割纵横断面，发觉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技术的进展，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