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摘要:山区地形、地质、水文、气候条件十分复杂,工程地质多变,公路建设中必然会使原地形地貌遭到破坏,而且不可避免有不少高填方、高边坡、高挡墙出现,工程地质条件差的地段时常出现地质灾害,每年因地质问题而引发的地面塌陷、地面沉降、滑坡等灾害给人类的财富和生命安全带来重大损失。本文介绍了山区公路的一些工程地质问题及防治对策。
关键词;山区公路;地质条件;工程地质问题;成因;勘察方法;防治
1 前言
我国陆地总面积中大部分是山地面积,山区道路沿线的地形地貌、地质条件和水文条件较复杂,不确定性较大。路基填挖交替频繁,深挖、高填路段多,从而使路基的物理力学性能有很大的差異,造成路基不均匀沉降,发生失稳现象。这就需要对工程地质条件做深入的研究,找到针对性较强的勘察方法和手段,为山区高速公路设计和施工提供完整、准确的工程地质资料。下文对各种特殊地段的勘察要点进行了分析和总结,结合沿线的自然地理和地质条件,遵循面点结合、由浅入深的原则,综合运用遥感、工程地质调查测绘、物探、钻探、原位测试、工程地质和水文地质试验等方法和手段进行综合勘察,为设计、施工提供完整、准确的地质资料和建议。
2 山区公路地质灾害成因分析
2.1地质条件
像桂西南区域,多为山区,有多条断裂带穿过;断裂带交叉分布。从地层来看,以沉积岩为主;其次是超变质的花岗岩、片麻花岗岩、片岩等,广泛且相互交叉的断裂地层和较厚的土层是裂缝、滑坡、崩塌、沉降的前提条件,而耕作区多为冲积区,地下水早管流或层流,流速缓慢,易诱发地而陷塌、沉降。
2.2地形特征
山区地势起伏大、河谷深、V形河谷分布广,局部地区相对高差达1000多米,坡度在25度以上,区域植被茂盛,地下水蕴含量大。特有的地质环境和山区独特的自然地理条件,孕育了以碎落、崩塌、坍塌、泥石流为主的地质灾害,其分布范围广,活动频繁,及盐溃土和砂土液化现象,极易发生地质灾害。
2.3人为因素
(1)植被破坏以森林为主的植被对土保持有重要作用。采伐森林、烧山造林、整片深翻等不当方法不仅造成水土流失,破坏山体稳定,同时也是引发地质灾害的外力因素。
(2)工程建设中山区公路建设基本采用半挖半填,地势陡峭、地形繁杂则多为大填大挖,大开挖使山体失去下部支撑体,尤其是上边坡山体土层肥厚时,极易滑坡;在该地质条件下修建隧道时,在地下水作用下隧道极易塌方、冒顶。地而排水设置不当,公路上边坡的区域汇水自由漫流后通过涵洞排水,一旦下边坡地质条件差,地形较陡极易发生滑坡;弃土不当,在堆积体或原滑动体上弃土或当山体坡度大于50度时,弃土下边坡极易被冲蚀而发生灾害;施工中采用强爆破,扰动山体岩层,致使斜坡岩土受振而松动,地下水源受震也会发生变化而诱发崩塌和滑坡;在水利资源丰富区域,多被开发为蓄水发电,山区公路又是多为沿溪线,水位的提高增大了对山体岩体的浸润和软化,同时加大了岩土体的静水和动水压力,水库的蓄、泄水导致水位急剧上涨,降加大了坡体的动水压力,都可能导致崩塌、滑坡发生。
3 山区公路地质灾害的勘察治理对策
3.1加强地质灾害的勘察工作
(1)公路可行性研究、初步设计、施工图设计阶段应加强地质灾害的勘察工作。山区公路地形、地貌复杂、地质多变、地势起伏大,针对线路地质特征,尤其是不良地质路段,应编制防治地质灾害的总体规划和实施计划。
(2)在勘察过程中要正确界定不良地质和地质构造,如滑坡体与坡积物的区别,基岩滑坡与倾向坡脚的断层区别。由于公路是线性结构物,与其他建筑物点块状不同,它要经过不同地质条件的山坡,随着公路等级的提高,高边坡、高填力一、高挡墙等越来越多,这样对地质环境造成不良影响就越大。山区公路的选线应广泛考虑所有可能碰到的问题和可供比选的区域,对经济性的分析应结合灾害防治和投入运营的安全性进行综合分析。工程选线阶段的地质工作必须达到足够深度,尤其山坡体表而草木茂盛,地质情况多隐蔽地下,不投入应有的工作量和进行较为细致的研究是难以查清的,对重要问题一旦有所疏漏,常会造成严重后果。目前某些公路地质勘测报告仅作一般勘察,缺乏必要的深度和广度,因此在公路建设与养护过程中总会或多或少发生地质灾害问题;对某些安全程度较轻的路段,缺乏必要的防治措施。如现在的农村公路工程中一般末进行地质勘察,在设计中也末考虑地质灾害的影响,事实上山区公路里程数量大,地形、地质条件复杂的就是农村公路工程,对山区高速公路穿越不良地段设计中史应引起足够重视,避免重新进行重大变史设计,产生较大经济损失的情况发生。
3.2完善工程设计
(1)查明灾害险情是防治的首要条件。地质灾害防治是控制地质作用和改造地质体系的特殊工程,实施的前提条件是地质灾害险情的存在和工程措施选择、工程总体布置、结构设计、施工要求等均以地质灾害险情的发展情况为依据。在公路工程设计、建设和使用过程中,根据大部分地质剖面对致害地质作用的性质、原因、变形机制、边界、规模、活动状态、稳定状况及危险程度、以及所处的地质环境条件,如地下水及气候状况,地震情况等对预测的危害进行正确评价。
(2)工程防治方案必须经多方案比选,防治工程的目标包括形象目标和安全目标,明确目标是地质灾害工程设计的首要问题。路线经过不良地质区域,通常有不同路线方案,而每一处地质防治,欲达到稳定变形地质体和控制住致灾地质的目的,常有多种方案可供选用,方案比选的依据是地质治理的有效性、技术的可行性和经济合理性。二者要相互结合、综合考虑重人地质防治工程须进行专一门的可行性论证,必要时可进行工艺试验,因施工过程中必然影响原地质部分,如对基岩的喷锚、抗滑桩、挖排水沟等,不能因施工的扰动而对变形地质体造成新的破坏,当不可避免时要正确评估施工的扰动对变形地质体的影响程度,对原设计进行适当的补充。
3.3完善施工方案
只要在各项工程建设设计和施工中加强地质环境保护,减少不必要的破坏,就可防止一些不良地质现象发生。
(1)普及地质灾害知识。凡参与工程建设的业主、监理、施工及运营养护各方都要加强对地质灾害知识的教育,了解地质灾害勘察技术标准、地质灾害防治工程技术标准、地质灾害灾情统计标准、地质灾害防治效益评估标准、建设项目地质灾害勘察、评价等技术标准,同时学习和掌握一些地质知识。
(2)建立监测体系。设计、施工、养护各个阶段要做好衔接工作,尤其是不良地质区域内的公路建设工程,要根据地质灾害调查结果,确定监测 ,预报重点。一般公路地质灾害都发生在汛期,鉴于地质条件本身的发展变化以及降雨、人类活动等影响,每年都会出现新的灾害和隐患,因此在每年汛期前应对地质灾害严重地区进行调查,汛期加强监测,汛后复核,及时掌握灾害体的变化情况,提高预报的准确性和实效性,以避免因地质灾害造成人员伤亡,尽可能减少经济损失。
4 结束语
随着山区公路的高速发展,由于山区特殊的地形地貌,存在着许多急需解决的岩土工程勘察技术问题。各阶段的地质勘察工作必须认真对待,前期的工程地质勘察更要做细,加强岩土工程技术人才培养,适应山区公路建设新的发展需要。岩土工程地质灾害防治工程是一项长期的工作,任重而道远。随着新技术、新方法、新材料在地质灾害防治工程中应用,地质灾害防治措施和施工技术必将迈向新的台阶。
参考文献:
[1]GB50021-20001.岩土工程勘察规范[s].2001.
[2]JTG B01-2003.公路工程技术标准.人民交通出版社.2004 .
[3]包惠明.MATLAB在公路岩土工程勘察中的应用[J].公路交通科技,2005(19).
[4]周平.从边坡破坏特点谈高速公路勘察应注意的几个问题[J].岩土学,2003(9).
[5]孙家齐.工程地质[M].武汉工业大学出版社,2001.
[6]JTJ 064-1998.公路工程地质勘察规范[S].人民交通出版社,1998.
关键词;山区公路;地质条件;工程地质问题;成因;勘察方法;防治
1 前言
我国陆地总面积中大部分是山地面积,山区道路沿线的地形地貌、地质条件和水文条件较复杂,不确定性较大。路基填挖交替频繁,深挖、高填路段多,从而使路基的物理力学性能有很大的差異,造成路基不均匀沉降,发生失稳现象。这就需要对工程地质条件做深入的研究,找到针对性较强的勘察方法和手段,为山区高速公路设计和施工提供完整、准确的工程地质资料。下文对各种特殊地段的勘察要点进行了分析和总结,结合沿线的自然地理和地质条件,遵循面点结合、由浅入深的原则,综合运用遥感、工程地质调查测绘、物探、钻探、原位测试、工程地质和水文地质试验等方法和手段进行综合勘察,为设计、施工提供完整、准确的地质资料和建议。
2 山区公路地质灾害成因分析
2.1地质条件
像桂西南区域,多为山区,有多条断裂带穿过;断裂带交叉分布。从地层来看,以沉积岩为主;其次是超变质的花岗岩、片麻花岗岩、片岩等,广泛且相互交叉的断裂地层和较厚的土层是裂缝、滑坡、崩塌、沉降的前提条件,而耕作区多为冲积区,地下水早管流或层流,流速缓慢,易诱发地而陷塌、沉降。
2.2地形特征
山区地势起伏大、河谷深、V形河谷分布广,局部地区相对高差达1000多米,坡度在25度以上,区域植被茂盛,地下水蕴含量大。特有的地质环境和山区独特的自然地理条件,孕育了以碎落、崩塌、坍塌、泥石流为主的地质灾害,其分布范围广,活动频繁,及盐溃土和砂土液化现象,极易发生地质灾害。
2.3人为因素
(1)植被破坏以森林为主的植被对土保持有重要作用。采伐森林、烧山造林、整片深翻等不当方法不仅造成水土流失,破坏山体稳定,同时也是引发地质灾害的外力因素。
(2)工程建设中山区公路建设基本采用半挖半填,地势陡峭、地形繁杂则多为大填大挖,大开挖使山体失去下部支撑体,尤其是上边坡山体土层肥厚时,极易滑坡;在该地质条件下修建隧道时,在地下水作用下隧道极易塌方、冒顶。地而排水设置不当,公路上边坡的区域汇水自由漫流后通过涵洞排水,一旦下边坡地质条件差,地形较陡极易发生滑坡;弃土不当,在堆积体或原滑动体上弃土或当山体坡度大于50度时,弃土下边坡极易被冲蚀而发生灾害;施工中采用强爆破,扰动山体岩层,致使斜坡岩土受振而松动,地下水源受震也会发生变化而诱发崩塌和滑坡;在水利资源丰富区域,多被开发为蓄水发电,山区公路又是多为沿溪线,水位的提高增大了对山体岩体的浸润和软化,同时加大了岩土体的静水和动水压力,水库的蓄、泄水导致水位急剧上涨,降加大了坡体的动水压力,都可能导致崩塌、滑坡发生。
3 山区公路地质灾害的勘察治理对策
3.1加强地质灾害的勘察工作
(1)公路可行性研究、初步设计、施工图设计阶段应加强地质灾害的勘察工作。山区公路地形、地貌复杂、地质多变、地势起伏大,针对线路地质特征,尤其是不良地质路段,应编制防治地质灾害的总体规划和实施计划。
(2)在勘察过程中要正确界定不良地质和地质构造,如滑坡体与坡积物的区别,基岩滑坡与倾向坡脚的断层区别。由于公路是线性结构物,与其他建筑物点块状不同,它要经过不同地质条件的山坡,随着公路等级的提高,高边坡、高填力一、高挡墙等越来越多,这样对地质环境造成不良影响就越大。山区公路的选线应广泛考虑所有可能碰到的问题和可供比选的区域,对经济性的分析应结合灾害防治和投入运营的安全性进行综合分析。工程选线阶段的地质工作必须达到足够深度,尤其山坡体表而草木茂盛,地质情况多隐蔽地下,不投入应有的工作量和进行较为细致的研究是难以查清的,对重要问题一旦有所疏漏,常会造成严重后果。目前某些公路地质勘测报告仅作一般勘察,缺乏必要的深度和广度,因此在公路建设与养护过程中总会或多或少发生地质灾害问题;对某些安全程度较轻的路段,缺乏必要的防治措施。如现在的农村公路工程中一般末进行地质勘察,在设计中也末考虑地质灾害的影响,事实上山区公路里程数量大,地形、地质条件复杂的就是农村公路工程,对山区高速公路穿越不良地段设计中史应引起足够重视,避免重新进行重大变史设计,产生较大经济损失的情况发生。
3.2完善工程设计
(1)查明灾害险情是防治的首要条件。地质灾害防治是控制地质作用和改造地质体系的特殊工程,实施的前提条件是地质灾害险情的存在和工程措施选择、工程总体布置、结构设计、施工要求等均以地质灾害险情的发展情况为依据。在公路工程设计、建设和使用过程中,根据大部分地质剖面对致害地质作用的性质、原因、变形机制、边界、规模、活动状态、稳定状况及危险程度、以及所处的地质环境条件,如地下水及气候状况,地震情况等对预测的危害进行正确评价。
(2)工程防治方案必须经多方案比选,防治工程的目标包括形象目标和安全目标,明确目标是地质灾害工程设计的首要问题。路线经过不良地质区域,通常有不同路线方案,而每一处地质防治,欲达到稳定变形地质体和控制住致灾地质的目的,常有多种方案可供选用,方案比选的依据是地质治理的有效性、技术的可行性和经济合理性。二者要相互结合、综合考虑重人地质防治工程须进行专一门的可行性论证,必要时可进行工艺试验,因施工过程中必然影响原地质部分,如对基岩的喷锚、抗滑桩、挖排水沟等,不能因施工的扰动而对变形地质体造成新的破坏,当不可避免时要正确评估施工的扰动对变形地质体的影响程度,对原设计进行适当的补充。
3.3完善施工方案
只要在各项工程建设设计和施工中加强地质环境保护,减少不必要的破坏,就可防止一些不良地质现象发生。
(1)普及地质灾害知识。凡参与工程建设的业主、监理、施工及运营养护各方都要加强对地质灾害知识的教育,了解地质灾害勘察技术标准、地质灾害防治工程技术标准、地质灾害灾情统计标准、地质灾害防治效益评估标准、建设项目地质灾害勘察、评价等技术标准,同时学习和掌握一些地质知识。
(2)建立监测体系。设计、施工、养护各个阶段要做好衔接工作,尤其是不良地质区域内的公路建设工程,要根据地质灾害调查结果,确定监测 ,预报重点。一般公路地质灾害都发生在汛期,鉴于地质条件本身的发展变化以及降雨、人类活动等影响,每年都会出现新的灾害和隐患,因此在每年汛期前应对地质灾害严重地区进行调查,汛期加强监测,汛后复核,及时掌握灾害体的变化情况,提高预报的准确性和实效性,以避免因地质灾害造成人员伤亡,尽可能减少经济损失。
4 结束语
随着山区公路的高速发展,由于山区特殊的地形地貌,存在着许多急需解决的岩土工程勘察技术问题。各阶段的地质勘察工作必须认真对待,前期的工程地质勘察更要做细,加强岩土工程技术人才培养,适应山区公路建设新的发展需要。岩土工程地质灾害防治工程是一项长期的工作,任重而道远。随着新技术、新方法、新材料在地质灾害防治工程中应用,地质灾害防治措施和施工技术必将迈向新的台阶。
参考文献:
[1]GB50021-20001.岩土工程勘察规范[s].2001.
[2]JTG B01-2003.公路工程技术标准.人民交通出版社.2004 .
[3]包惠明.MATLAB在公路岩土工程勘察中的应用[J].公路交通科技,2005(19).
[4]周平.从边坡破坏特点谈高速公路勘察应注意的几个问题[J].岩土学,2003(9).
[5]孙家齐.工程地质[M].武汉工业大学出版社,2001.
[6]JTJ 064-1998.公路工程地质勘察规范[S].人民交通出版社,1998.