应该重视和加强地质工作

2019-06-13 15:39

实例:西部开发省际公路通道重庆绕城公路、重庆江津至四川合江公路

参考文献:

通过初步设计阶段各种地质工作,已经基本查明公路沿线地质条件,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、弃土场、取土坑等),进行重要工点1:500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变化。以前对于桥位和隧道构造物工点地质勘察较为重视,但是对于深路堑、陡路堤、斜坡路堤、支挡构造物等路基方面工点也必须加强勘察,特别是高边坡和不良地质体勘察和预测。另外对于筑路材料料场和弃土场的勘察一定要重视,以前山区公路曾出现过取土、弃土场所不合理,乱挖乱弃,破坏环境,导致水土流失事例。

5 运营阶段

地质工程勘察作了公路遥感工程地质报告,利用前人研究成果,对地表地层、地质构造(褶皱束、断层、节理)、不良地质(崩塌体、滑坡体、危岩体、泥石流体)、地表水分布、城镇建筑交通(指公路)现状进行了解释,对线路、隧道、桥梁作出了工程地质评价。经设计人员到现场实地检验,工程地质分析、评价符合实际情况。这对设计人员在工可阶段确定路线走廊带及大的方案决策提供了真实可靠的基础资料。

[1]《公路工程地质勘察规范》,中华人民共和国行业标准,中华人民共和国交通运输部发布.

3 施工图设计

公路工程建设特点是线长面广、工程量大、投资大、影响因素复杂。公路线位经过的地方,难免不遇到地质灾害,作为设计人员,在不同设计阶段如何处理线路与地质灾害的关系(如绕避、治理)、施工阶段怎么尽量避免新的地质灾害的出现等问题,都将影响到公路建设经济性、安全性、美观性。

该项目位于乌江地质画廊,地质条件相当复杂,工可编制单位充分利用四川省地质局编制的涪陵幅与南川幅报告、当地政府已作的油坊沟与羊角滑坡勘察及治理报告,以隧道方式绕避油坊沟与羊角滑坡;根据工程类比法,得出轿子石崩坡积体与羊角滑坡形成年代、成因相同,为一古滑坡,也以隧道方式绕避。

1.1 充分利用前人研究成果

实例:西部开发省际公路通道重庆至长沙高速公路武隆至水江段

6 结语

武隆至水江段起点与彭水至武隆段终点接线处,约3公里地质条件相当复杂,工可、初设分别由3家设计单位承担。工可阶段没有对该处如此复杂的地质条件交代,初设由2家设计单位进行,首先进行设计的武隆至水江段起点地质条件相对简单,后进行设计的彭水至武隆段终点接近3公里地质条件相当复杂,在接线处由于地质原因纠缠了很久,导致工可方案局部变动。

地质条件是客观存在的。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,从源头上尽量减少公路对自然环境破坏,并且为施工和运营提供良好条件。

山区公路运营期间也要高度重视地质工作,加强敏感点监测。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、重要工点要建立数据库,进行变形、位移和地下水动态监测,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,还可以更深入认识地质规律,分析地质病害发生、发展机理,预测发展趋势,发现有不利趋势要及时采取措施。

线路建设分段注重地理位置,但应兼顾分段位置处地质条件,必要时,变化起点和终点的位置,对地质条件相当复杂路段,而该路段对线路走廊带起着控制作用时,地勘工作可以考虑优先进入初步设计阶段,以达到在工可阶段对整个工程走廊带的控制性。

2 初步设计

除了详细的地质勘察工作之外,还要贯彻综合设计原则,在路线设计各个阶段,对工程地质条件要有充分了解,保证路线方案科学性。对地质资料要充分利用,桥位、隧道、路线各有一套地质资料,但彼此经常脱节。比如当桥隧相连时,隧道勘察发现有不良地质现象,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交流沟通。从事路线、隧道、桥梁设计的人员要尽量多地掌握一些基本地质知识,以有利于对地质资料合理使用。

利用前人研究成果,展开拟建公路沿线全面地质调查、测绘及综合勘探工作,辅之以必要的钻探、物探、原位测试、室内试验等工作。综合考虑地质条件和各种因素,选定路线位置。充分研究并掌握沿线工程地质条件,尽可能对有价值方案进行比较,将路线、大桥、隧道、立交等重点工程选定在工程地质条件相对较好区间内,以避免在施工图设计时因地质问题而发生路线、桥位、隧址方案变动。

实例:合理选择弃土场,避免形成新的工程滑坡。

k15+080~k16+300段路基位于中切低山丘陵斜坡地貌部位,分布侏罗系沙溪庙组泥岩地层,右侧因路基填挖,形成间隔分布的路堑高边坡,边坡高约20~50m,路基开挖改变坡体应力,致使边坡出现大面积跨塌,坡顶地面出现卸荷裂缝,分析其原因,有如下几点:(1)原设计边坡为1:0.5,设计挖方坡率较陡;(2)开挖形成路堑边坡较高,高约20~50m,改变坡体应力;(3)侏罗系沙溪庙组泥岩地层中发育一组与路基边坡反倾向的构造节理,节理倾角70~90、间距小,对边坡的稳定极为不利;(4)施工单位自下而上施工,甚至在某些路段为施工方便拉槽子作施工便道;(5)边坡形成后,暴露较长时间都没有防护,卸荷裂隙逐渐发育,与构造节理组合,导致大面积垮塌,有些路段边坡形成倒岩腔状。该段边坡,施工阶段遵循信息化施工、动态设计原则,针对不同垮塌情况,分别采用处治措施有:(1)调整边坡坡率为1:0.75~1:1.00;(2)窗式护面墙防护;(3)锚杆挡墙结合挂网喷射砼防护;(4)嵌补防护;(5)扶垛防护。

4 施工阶段

航空摄影像片客观反映地质体光学和几何特征,还可提供在一定深度下某些透视信息。在可行性研究阶段,对区域性工程地质测绘与调查时,利用现有遥感影像资料进行判释,可以减少野外工作量和提高图件精度。实践经验证明,遥感在对地形、地物、地貌、岩石、第四系沉积物、地质构造、不良地质(如滑坡、崩塌、泥石流)等方面都能起到很好的判释作用。目前,遥感在我国高速公路工可设计阶段用得较多,解决了许多问题。

该段线路所经过的地形地貌特别恶劣,除隧道外,路基一般都位于斜坡上崩坡积层较厚段、陡坡段、顺层段。线路有十几公里位于三叠系须家河组、雷口坡组地层之上,而这两套地层在重庆地区为地质灾害多发区、易发区,其工程地质条件特别复杂,基岩之上崩坡积层特别厚(可达20~30米),局部路段形成崩坡积层沿基岩面滑坡;雷口坡组地层为薄层含泥质灰岩夹页岩,易风化、破碎,用回旋钻探不易取样,因此要求钻探工艺特别高,对该套地层勘察时应辅之以必要的坑探。在初设外业时,设计人员对线路两侧500米范围内进行了全面地质调查、测绘及综合勘探工作, 辅之以必要的钻探、物探、原位测试、室内试验等工作,及时把路线沿线的工程地质条件反映给路线总体负责人,并与路线总体负责人一起研究、讨论,尽可能对有价值的方案进行比较,选出最佳方案,既满足路线线路指标、构造物(如桥、隧道、互通等)要求,又不会出现大的地质灾害问题。如白马至白云段,原线位走的是低线,基本位于石梁河一级侵蚀阶地上,因崩坡积层特别厚、中小型滑坡特别多,经多次进行方案比较,路线标高整体抬高20~40米,线位整体向靠山侧移动50~100米,基本位于石梁河二级侵蚀阶地上,崩坡积层相对薄一些,局部基岩裸露,即使施工时出现地质问题,也在控制之中;白马互通位于该段,受地形地貌控制,其摆放位置相当受限,即使这样,设计人员也根据勘察资料,做了许多方案,不断的调整匝道、连接线的位置,以选择最佳方案。通过这些地质工作,很好地控制了初步设计方案。

为适应公路建设发展需要,作为基础资料的公路工程地质勘察工作应具有系统性和完整性,以便更好服务于公路建设全过程,不因地质灾害失控,确保工程质量。我国公路勘察设计从2003年开始实行初设、施设勘察设计总包,很好解决了以前初设与施设脱节、勘察与设计脱节问题,但没有解决工可与初设脱节问题。

详勘目的:根据已批准的初步设计文件中确定的修建原则、设计方案、技术要求等资料,有针对性地进行工程地质勘察工作,为确定公路路线、工程构造物位置和编制施工图设计文件,提供准确、完整的工程地质资料。因此,在该阶段应详查工点地质条件,加强线路拉坡、横断面生成后的二次进场复查地质调查与测绘工作。

1 可行性研究阶段

由于地质条件复杂性和勘察周期制约,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,在施工期间,应及时进行补充勘察,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。因此,施工阶段应遵循信息化施工(施工中监测)、动态设计原则,如隧道超前预报、边坡动态监测都是施工阶段必须进行的工作。

施工期间岩土工程监理工作目前还较为薄弱,有丰富理论知识和实践经验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。

实例:綦江至万盛一级公路

要建设一条兼顾交通、环保、生态等方面要求的高标准公路,应该重视和加强地质工作。地质工作应贯穿于可研、设计、施工和运营全过程。对地质现象和规律的认识是由面到线、由线到点、由表及里、由粗到细、由宏观到微观逐步深入,根据不同阶段应采取不同方法和手段,达到各设计阶段控制目的。

工可勘察目的与任务:初步查明公路沿线的工程地质条件和对公路建设规模有影响的工程地质问题,为编制工程可行性研究报告提供工程地质资料;以资料收集和工程地质调绘为主,辅以必要的勘探手段,对项目建设各工程方案的工程地质条件进行研究。

【关键词】公路;可行性;初步设计;施工;运营

确定路线方案前应对沿线地质构造带、断层、岩石层理、地质病害分布及范围等,通过对遥感地质判释资料以及不同勘测阶段勘探、调查资料分析,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,谨慎确定路线线位和采取工程措施。地质技术人员应配合路线设计师作好地质咨询工作,可以沿初步拟定路线线位,进行全线踏勘,对重要工点进行地质调查,得出初拟线位沿线基本工程地质情况,评估路线方案可行性,发现重大不良地质地段或预测施工后会出现难以治理地质病害路段要及时反馈信息,以便尽快调整路线线位。对于重大地质病害应尽量绕避,实在无法绕避的要考虑工程措施可能性与可靠性,尽量在路线平纵面优化上下功夫(采用分离式路基、用桥隧构造物通过、从滑坡体上部通过、半路半桥等),避免高填深挖,以减少对地质环境破坏,提高工程措施可靠性和安全度。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。 实例:西部开发省际公路通道重庆至长沙高速公路武隆至水江段

【摘 要】本文通过工程实例,论述了公路工程建设各阶段工程地质勘察工作目的与任务,提出工可、勘察设计、施工、运营阶段工程地质勘察工作重点。

为适应祖国经济建设发展,20世纪六七十年代,我国曾组织了全国范围内的区域地质、区域水文地质调查工作(1:20万、1:5万),并编写与之配套的调查报告。山区是地质灾害发生比较频繁的地方,各级政府断断续续组织了一些勘察工作和治理措施。因此充分利用区域地质调汇报告和已揭露的不良地质地段,在工可阶段对我们选线能起到很大作用。

实例:西部开发省际公路通道重庆至长沙高速公路

在施工阶段,与工程建设密切相关的是现场施工人员。施工时,承包商能组织合理化、科学化施工,现场施工人员对现场工程地质情况了如指掌,施工中加强监测,及时把情况反映给业主、监理或设计单位,则许多地质灾害是可以避免的,既节省了造价,又缩短了工期。但是对于业主,应制定相应的奖惩制度,责任到人。

施工单位一定要配备过硬的地质技术人员,及时发现问题,不要等到地质病害已经发生才去治理,要有前瞻性、预见性,发现边坡、隧道等有失稳的趋势之后要立即反馈业主、监理和设计单位,并及时采取合适的加固措施,避免边坡、隧洞大面积失稳。应该认识到,设计阶段的勘察工作对地质现象和地质规律的认识往往是不全面的,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,很多问题才会发现,此时应有岩土工程技术人员在现场,对照原有勘察设计,发现新问题之后通过合理工序及时调整设计。等到问题已经发生才去采取措施,既多花钱,又耽误工期,造成社会影响也大。 目前承包商的岩土工程技术人员是极为缺乏,有时由于不合理的施工方法导致或加剧了地质病害发生、发展(如在破碎岩体上放大炮、自下而上开挖边坡等)。

1.2 利用遥感手段

某公路k10+250~k10+550段:路线本身位于一稳定的古滑坡后缘,在施工中因在该古滑坡体中部堆载大量土石方弃土,弃土边坡最高达21m,坡角25~35,长约60m,宽约80m,弃土厚约15.0m,弃方量约8万立方米,其平面形态呈不规则的多边形,加剧了土体的蠕滑,使其在前缘临空面处剪出,从而形成新滑坡。

因此,在可行性研究阶段应贯彻地质选走廊带的原则。

某公路k11+200~k11+350段:右侧原坡体上为第四系覆盖层崩坡积层亚粘土夹砂岩,经钻探和竖井揭露厚约1.5~12m,施工时在该处原坡体上大规模堆填,形成厚约2.80~20.6米堆积体,并在堆积体上兴建预制场,导致堆积体变形滑动,形成滑坡,危及附近居民房屋安全,影响在建公路稳定。从滑坡形成过程来看,由于施工时在原坡体上大规模堆填,破坏了土体天然平衡状态,加之5~9月多集中降雨及高强度暴雨,第四系填土层含有大量孔隙,相对透水,大气降雨及流经坡体山洪水易下渗至下伏亚粘土及基岩顶面,降低该处土体抗剪强度,同时暴雨入渗使滑体饱水增加滑体重度,在孔隙水压力作用下,使坡体稳定性变差,从而产生了蠕滑变形破坏,形成推移式滑坡。

1.3 慎重、客观、合理划分线路建设段落

初勘目的:在工程可行性研究基础上,配合路线、桥梁、隧道、路基、路面和其他结构物设计方案、比较方案制定,提供工程地质资料,以供技术经济论证,达到满足方案优选和初步设计需要;对不良地质和特殊性岩土地段,作出初步分析及评价,提出处理办法,为满足编制初步设计文件,提供必需的工程地质资料。因此,在该阶段应突出重大地质病害对路线方案的制约。

预可勘察目的与任务:了解公路建设项目所处区域工程地质条件及存在的工程地质问题,为编制预可行性研究报告提供工程地质资料;充分收集区域地质、地震、气象、水文、采矿、灾害防治与评估等资料,采用资料分析、遥感工程地质解疑、现场踏勘调查等方法,对线路走廊带的工程地质条件进行研究。

发布时间:2018-02-05 09:21:03

某公路在施工图设计阶段,弃土场没有经过专门的地质勘察工作,施工阶段施工单位在不查明弃土场工程地质条件的情况下,乱堆乱弃,结果导致了一处古滑坡复活、一处斜坡较厚崩坡积层沿基岩面滑动的滑坡,既增加了工程造价,又引起了当地老百姓的不满。