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公路隧道地质灾害

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公路隧道地质灾害

公路隧道地质灾害范文第1篇

【关键词】施工技术 地质灾害隧道浅埋段

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:

1 前言

近几年来,随着高速公路施工技术水平的不断提高,高速公路网越来越密布,许多地形地质条件较差的崇山峻岭也通过桥梁和隧道的连接修建起了高速公路,与此同时,也引发了不少的地质灾害,造成安全事故的不断发生,因此,在高速公路施工中,地质灾害的预报和防治成为了重中之重,特别是高速公路浅埋段隧道的地质灾害分析和防治成为了目前高速公路施工技术人员和有关专家探讨的热点问题,所以,探究隧道浅埋段地质灾害以及防治施工技术具有实际意义。

2 工程概况

某隧道浅埋段(右线为YK40+100~YK40+550,左线为ZK40+100~ZK40+550),该段长为450m,埋深大约为20m,整个浅埋段都穿越了沥碧峡背斜轴部,因此严重受到地质情况影响;隧道轴线和地表河流不足100m,一些支流和隧道轴线交叉,这段围岩主要是白云质灰岩、灰岩,岩溶较发育,而岩溶管道和岩石裂隙产生了出大量地下水通道,其地质示意图如下:

图1 地质示意图

3 隧道浅埋段地质灾害分析

3.1 该段地质灾害特征

事实上隧道浅埋段发生的地质灾害和本地地质有极大关联,本文所研究隧道地质主要是岩溶,在这种特殊地质环境下隧道地质灾害不但体现出岩溶隧道与浅埋隧道地质灾害,同时还具备极强突发性、灾害演变速度快及灾害影响范围大等特征。

1)突发性强;因为突泥及溶洞涌水灾害大都发生在开挖到支护之前,此时支护结构还在施工中,突发灾害必然危害到隧道结构与施工安全。

2)影响范围较大;灾害不但会破坏洞内,还会随之出现沉陷、水田失水及房屋开裂等各种现象,具备极大危害性。

3)演变速度较快;因处于浅埋段,上层覆盖的岩层较薄,隧道中发生小塌方都极可能快速演变,成为灾害性大的冒顶塌方,演变成严重地质灾害事故。

3.2 致灾机理

在开挖隧道之前,底层中岩体在较为复杂原始应力中处于平衡状态,一旦开挖后该平衡必然被破坏,就回重新分布应力,导致围岩发生变形。一旦变形发展为岩体所能够承受的最大极限,必然破坏岩体,因此要分析浅埋段地质灾害就必须要分析其应力。

3.2.1 极端围岩应力的模型

在确定浅埋段围岩压力主要有几种计算模型:

1)全自重模型;洞室上作用竖向的荷载主要是覆盖全部自重所引起,因此计算公式为:

(1)

式子中的q为竖向荷载,单位KN/m2;r为围岩重度,单位KN/m3;H为隧道埋深,单位为m;q0为地面荷载,单位KN/m2。

在浅埋隧道中大都使用全自重模型,普遍认为H

2)松动模型

学者太沙基研究发现松动区范围不但和岩体层系具有关系,还和岩体强度有关,因此依据研究各种数据,提出了岩石不同对开挖松动引发出来的松动区范围,具体如下表所以:

表1太沙基对岩石分类表

当岩体具备了水平层系时,其松动高度可以近似和0.5B相等,如图2所示,

图2松动模型

3.3 致灾因素

岩溶隧道中建设难度较大的就是浅埋岩溶隧道,不但具有浅埋隧道与岩溶隧道地质灾害特征,还结合地质情况变得更为复杂。该案例工程就具备较为复杂地质情况,不管是水文地质情况还是灾害发生统计分析,在同类隧道浅埋段都具有较强代表性。该工程施工中发生过几次地质灾害,分析发现主要致灾因素主要为如下几个方面:

1)溶洞;在发生的几次地质灾害中溶洞是一个主要方面。在YK40+532处出现涌水主要根源就是隧道施工中穿透了侧壁溶洞,破坏了原有岩溶的水通道,将地下水承受状态改变了,导致隧道的用水量急剧增加,降低了地表水位而发生沉陷。

2)水;在隧道地质灾害中水多诱发灾害成为了一个主要因素,更是影响隧道稳定性之重要因素。一般而言该处的水主要是地下水,因隧道的顶部所覆盖岩层比较厚,因此岩石的渗透性比较差,或者因隔水层原因都可能造成地表水稳定性差。对于浅埋段的隧道而言,地下水与地表水在隧道灰岩透水性好、埋深浅等都会影响到隧道,相比之下地表水影响隧道尤为严重。

3)地质构造;地质构造按照生产时间上划分成原生构造和次生构造,地质学研究主要是针对次生构造,而从岩石的有无变形以及变形方式都是用来判断原生构造。地质构造中出现断层、构造性节理、及裂隙等都能够诱发地质灾害。该案例工程因为位于山峡的背斜轴部,因此地质构造影响比较严重,围岩的自吻能力比较差,诱发地质灾害出现。

4)工程因素;该因素主要包含设计与施工两个方面;设计上主要涉及到隧道断面形式、超前支护结构以及支护结构参数的选择等等,主要根源是地质勘测上不能够达到百分之百准确,因此设计存在偏差,导致施工和设计不相符合,一旦调整不及时就可能发生支护结构偏弱而失稳。

4 地质灾害的防治技术

4.1 地质灾害预报技术

发生地质灾害一方面是因为不良地质条件,而另一方面主要是缺乏了比较详细地质资料,造成支护参数发生偏差。相比之下发生偏差是导致地质灾害主要因素,因此就要采用一定技术避免灾害发生,目前使用较广的就是超前地质预报技术,有力补充了地质勘测资料不足点,有效降低了发生地质灾害的发生。本案例中就使用了TSP―203超前的地质预报系统,对浅埋段进行测试。开挖前通过预测与探测工作面的地质与水文情况,能够取得围岩的类别和断层带以及破碎带的性质、位置、规模等信息,并依据信息综合分析,做出判断及预报成果。本案例将位置设定在左线的ZK40+584,而接收位置设定在掌子面的ZK40+584处,对前方113m实施超前预报,设计了炮点24个,接收器一个,采样间隔62.5us,记录时间为451.125ms,总共采样7128个。对采集TSP数据通过TSPwin软件进行处理,最后获得到P波、SV波及SH波的时间深度偏移剖面、时间剖面及反射层提取物的参数等。

图3 波速分布

图4 深度偏移剖面示意图

4.2 超前支护技术

浅埋段的自稳能力差,常常发生开挖面的围岩失稳,因此是施工中要采用锚杆、钢支撑及喷射混凝土层等各种初期支护,但是仅仅靠这种措施也还难以稳定围岩,所以还要在开挖之前就使用超前支护技术,这种技术有如下几种。

表2 超前支护措施

本案例中选择管棚法,就是将钢管安插到钻好的孔中,沿着隧道开挖的轮廓外有规则的排列形成了钢管棚,在管内注浆,和型钢钢架共同组合成了预支护系统,用来支撑与加固稳定性较弱的围岩。为了确保开挖之后管棚钢管长度足够,纵向的两组管棚钢长度都超过了3.0m,当然如果要考虑到防塌和放水,其钻孔环向距应为30―50cm,如下图所示。

图5 管棚形状

5 结束语

总之,要确保公路质量必然要重视隧道浅埋段地质灾害,就要对该段所处环境、水文等进行分析,结合施工实况制定出合理施工技术,降低地质灾害的发生几率,确保整个公路工程施工进度和质量。

【参考文献】

[1]蒋树屏.我国公路隧道工程技术的现状及展望[J].交通世界,2008(Z1)..

[2]王润福,孙国庆,李治国.圆梁山隧道进口填充型溶洞注浆施工技术[J].隧道建设,2008, 23 (2).

[3]陈建勋,杨忠,袁雪戡.秦岭终南山特长公路隧道大埋深段施工监测及分析[J].建筑科学与工程学报,2009,23(3).

[4]江亦元,王星华.高原冻土隧道支护技术及工艺试验研究[J].2009,27(8).

公路隧道地质灾害范文第2篇

技 术 路 线

1.研究内容

1)结合承德市在建的山岭公路隧道如伊次梁隧道、茅荆坝隧道等,对隧道施工工作面前方地质情况,特别是对可能发生的地质灾害如软弱不良地质段、突水等情况进行超前地质预报;2)物探方法(主要指地震方法)及相应的先进仪器在隧道地质灾害超前预报中的应用;

3)隧道灾害治理方法:根据对公路隧道施工前方的地质预报,提出正确的施工方法,特别是对于公路隧道地质灾害的避免方法,以减小经济损失与人员伤亡。

2.本课题的创新点和研究必要性

隧道工程施工地质超前预报工作是选择正确施工方法与支护方式的必要条件和前提,施工方法和支护方法的正确选择是隧道减轻和避免地质灾害的途径。

随着物理探测技术及仪器的发展,采用先进的物理探测技术,结合以前已经应用的种种地质超前预报方法,形成新的综合的隧道地质超前预报方法,提高地质超前预报的准确性,已经非常必要和可能。并且,综合测试预报方法已经在铁路隧道施工过程中得到初步尝试,在公路隧道施工工程中应用却还不常见。同时,原有的物探方法(如声波探测,浅层地震探测等)在隧道施工超前地质预报应用时占用较长的时间和预报距离较短等,没有得到施工单位的广泛的应用。

本课题将结合承德市在建公路隧道工程,在公路隧道施工中,将具有国内国际先进水平的测试仪器T202(TuelSeismicPrediction)测试仪器应用于公路隧到施工地质超前预报,并进行全面的地面与洞体内的地质分析,形成公路隧道施工地质超前预报的综合方法,减少物理探测方法占用施工时间,并根据超前地质预报给出正确的施工和支护方法,为公路隧道经济快速施工提供有力技术支撑。

3.研究技术路线

依据公路隧道的地质条件,拟采用全面超前地质预报技术路线,即全面隧道施工地质灾害超前预报技术路线。主要包括以下几方面内容:

1)河北省内公路隧道灾害发生的形式及传统处理方法

a)根据河北省已建及在建的公路隧道,调查隧道在施工过程中地质灾害产生的形式,分析灾害的发生原因及现行处理办法。详细了解施工单位对于工作面前方地质状况估计的原有方法及效果,以及对于不良地质段产生地质灾害的防治技术及效果。在调查基础上,对这些防治方法进行综合分析,并对其中适合推广的技术进行归纳总结。

b)对近年内国内外的公路隧道施工地质灾害超前预报方法及超前支护等处理方法进行分析与总结。

2)公路隧道洞区主要不良地质分析与宏观预报

主要包括如下工作:

a)深入的隧道地面地质调查

b)隧道地质条件分析

c)宏观预报

在隧道所在地区地面地质详细、深入调查的基础上,通过隧道地质条件分析,宏观预报隧道施工过程中可能出现的主要不良地质体的成因、性质、类型、位置和规模。

d)长期超前地质预报

在宏观预报的基础上,应用T探测和地面地质体投射法等技术手段,对隧道围岩不良地质体进行长距离超前地质预报。

e)短期超前地质预报

在长期超前地质预报的基础上,运用掌子面编录预测法和不良地质前兆预测法等技术手段,对隧道不良地质体进行短距离超前预报。预报距离一般为掌子面前方15~30米以内。

3)公路隧道施工地质灾害临近警报

在长期、短期超前地质预报的基础上,应用施工地质灾害的一系列监测、判断技术手段,对可能发生的施工地质灾害及时发出临近警报。主要包括如下内容:

a)塌方地质体性质鉴定和监测技术

主要包括:断层破碎带和岩溶陷落柱等塌方不良地质体性质的鉴定和区分技术,涌水量、岩爆等的监测预报技术。

b)施工地质灾害能否发生的判断技术

这是施工地质灾害警报技术中最关键的技术,也是第二步的工作。主要包括:塌方、突泥突水等重大施工地质灾害发生可能性的一系列判断技术。

4)公路隧道施工地质灾害预防及处理方法

通过隧道地质超前预报技术,对公路隧道施工前方不良地质段提出正确的开挖支护方法及相关超前处理措施,防止地质灾害发生。系统总结利用综合探测技术对公路隧道施工地质灾害的预报与防治技术。

4.主要经济技术指标

1)运用T(TuelSeismicPrediction)探测应达到的主要技术指标

①探测距离一般为掌子面前方300~500米,最大可达1500米;但有效预报距离仅为掌子面前方100米。

②最高分辨率为1米3的地质体;

③预报不良地质置的精度可达90以上;

④预报不良地质体规模的精度可达85以上。

2)地面投射法应达到的技术指标

①有效预报距离可达掌子面前方150米,最高分辨率为1米地质体;

②对不良地质性质的判断,精度一般可达到基本正确;

③对不良地质位置的判断,精度一般可达以上90以上;

④对不良地质规模的判断,精度一般可达85~90以上。

公路隧道地质灾害范文第3篇

关键词:复杂地质;铁路隧道;施工技术;分析

在铁路建设中,隧道工程是施工中必须面临的问题,通过铁路隧道的建设,可以有效缩短施工路线,优化铁路线路,提高铁路线路标准。针对复杂地质条件下隧道施工,地质环境预测和对不良地质处置施工技术是两大重要因素,通过复杂地质环境下隧道围岩的预测和不良地质的处置分析研究,采用综合围岩探测,形成有效处置措施,确保隧道不良地质段施工安全,同时提高铁路的建设质量。

1复杂地质环境对隧道施工的影响

我国南北跨度大,地质条件复杂,多种地形、地貌共存,而复杂的地质环境往往会对铁路施工工程带来较大的困难,不仅会增加施工难度,还会增加施工成本,为了缩短施工路线,提高线路标准,铁路工程存在很多隧道施工。同时我国经济发展迅速,交通运输业发展较快,现代铁路网基本成熟,在这种情况下要求建设四通八达、纵横交错的铁路网。但铁路隧道一般建立在高山、河谷附近,地质条件复杂,导致隧道施工难度不断增加[1]。铁路隧道施工中,经常出现多种地质问题,如喀斯卡特地质隧道施工中,出现岩溶、突泥涌水问题,活动断裂层区域隧道施工出现高地温灾害、断层破碎带等情况,还有国内的很多隧道建设中,出现偏压、岩爆、瓦斯爆炸等地质原因导致的施工问题,如不能有效处理这些地质问题,很容易造成不同程度地人员伤亡、机械设备损坏以及人力资源浪费,另外,也会带来较大的社会经济损失,由此可见在铁路隧道中,复杂地质环境会对施工建设带来高难度性,要想解决隧道施工中的问题,就要对复杂地质环境进行分析,提高施工技术水平。

2复杂地质环境下的铁路隧道施工技术

复杂的地质环境会对隧道施工质量产生直接影响,因此,做好地质勘测工作极为必要。一般情况下,铁路隧道的地质勘测由设计单位专业人员负责,主要从以下几方面开展地质勘测工作:首先,根据中国地貌图对当地的施工地质进行预测,并着重分析可能出现的相关地质灾害或意外事故,事先准备测量仪器,制定简略方案,对当地隧道建设的实际情况进行可行性分析;其次根据区域地形地貌进行地质探孔布置并打设地质探孔,通过直观的地质探孔芯样进行判断隧道线形范围内地质状况;最后根据综合分析,先确定隧道施工范围内的破碎带、岩溶、涌水量、软弱围岩等不良地质范围,确定隧道涌水量,而后综合确定隧道里程范围内的围岩级别,形成设计地质资料[2]。

3超前地质预报

3.1超前地质预报的目的

主要是为了探明地质问题,为隧道施工或者施工设计变更提供参考数据;降低地质灾害发生率,提高施工安全性;为编制竣工文件提供地质资料。

3.2超前地质预报工作内容

主要预报断层界面和的基本情况、山体岩溶的发育情况、地质灾害的发展详情以及含税构造层的情况,具体包括位置、规模以及性质。

3.3超前地质预报方案

在超前地质预报方案的设计上,综合应用长短结合、上下对照、定性与定量相结合方法,依据多方法、多频次相互印证的原则,以此来提高预报方案的精确度。在方案设计上,要考虑隧道施工当地的地层岩性和水文地质,并给分析隧道设计方案的可行性,完善预报方案。超前地质预报方案的设计要坚持因地制宜的原则,随时根据异常段落进行动态调整。以地质调查法为基础,以宏观预报指导微观预报,长距离预报指导中短距离预报。针对隧道内部可穿越型的溶岩地层段,依据当地地质条件以及施工方案进行合理处理。

4施工技术

在铁路隧道施工中,还要重视施工技术的应用,要根据不同的地质环境或地质要求,选择合适的隧道施工技术,做到因地制宜,提高隧道施工的质量与工作效率,减少地质灾害的发生,提高隧道施工的经济效益。不同地质条件下的隧道施工都有不同的注意事项,综合来看,隧道施工技术主要表现以以下几方面。

4.1预加固处理技术

加固处理技术包括洞内加固和洞外加固,两种加固技术的要求以及具体施工都存在较大的不同。预加固处理一般采用注浆进行加固,在实际施工中,要确定合适的加固处理方案。在隧道挖掘中,可以实施地表注浆加固暗挖方案,可以对地质较软或者是上体破坏严重的隧道地表进行注浆固结,而后进行隧道暗挖,这种预加固化处理方式可以提高隧道的自身承载力,改善岩体的物理性质,提高开挖的安全性,并且也可以防止地表水渗透到软围岩中,提高施工的安全性。注浆加固处理包括钢管桩注浆以及帷幕注浆等注浆方式,每一种注浆的时间、注浆顺序等都存在差异,在注浆过程中要关注注浆要点,及时做好注浆准备工作。注浆需要设计注浆孔,注浆操作的过程中要严格按照操作工艺要求进行注浆,确保各种物质(水泥∶水玻璃∶水∶缓凝剂=1∶1∶2∶0.02)的比例正常,提高注浆质量,缩短注浆时间。

4.2超前支护技术

超前支护技术主要是发挥超前注浆导管以及悬臂支护能力,通过控制小导管来进行支护准备工作,完成支护防加固的要求,并且在隧道拱形开挖过程中,超前支护技术以外廓衬砌,减少对后续施工的影响;超前支护包含超前小管棚、超前大管棚,施工中应控制管棚的外插角,注浆量,确保超前支护效果。

5应用实例

以青藏铁路西格二线关角隧道为应用实例,该隧道全长32.645km,位居我国已运营铁路隧道的第一位。设计为单线双洞,线间距40m,采用钻爆法施工,共有10座辅助施工斜井。隧道地处青藏高原东北缘,洞(井)口海拔在3400~3800m之间,自然环境极为恶劣,高寒、干旱、缺氧、常冬无夏,极端最低气温-36℃。关角隧道地层包含有沉积岩、岩浆岩、变质岩三种,各岩层之间的构造比较复杂,出现不同的断层共计17条,特别是二郎洞断裂带(F3)为区域性深大断裂,长达2355m,施工难度大,存在软弱围岩大变形、突水涌水、围岩失稳等风险。隧道主要不良地质有洞口浅埋和基底细砂土,断层及其破碎带、岩溶、突涌水、高地应力等。关角隧道施工中通过综合地质预报,查明隧道地质情况,不良地质段施工采用注浆和超前加固等措施,圆满完成了施工任务。

6结语

为了实现我国经济的快速发展,满足现代运输业的发展需求,要重视现代铁路隧道的建设。在复杂地质条件下进行的隧道施工工程,要根据地质要求选择合适的施工技术,相关人员要严格按照隧道施工要求灵活运用施工技术,从多方面、多层次地分析复杂地质因素,以此来提高隧道施工的质量和施工安全性,实现完善我国的交通网结构的发展目标。

参考文献

[1]杨开艮.复杂地质环境下的铁路隧道施工技术分析[J].四川水泥,2016(4):57.

公路隧道地质灾害范文第4篇

关键词:地下水运移 数值仿真 分析对比

本文以乌鞘岭公路隧道的实体工程为依托,对涌水现象多发的F4断层带的隧道掘进施工过程中,地下水的渗流仿真与计算进行简易对比探讨。

一、数值模型的建立

ADINA软件提供两种求解渗流问题的方法,一种是利用多孔介质材料来分析渗流问题。另一种方法是利用渗流方程与温度方程相同的原理,用温度场的求解方法(seepage材料),采用热传导单元来求解渗流问题得到渗流速度和浸润面的形状,本文是采用第二种方法来模拟地下水运移。

隧道正常开挖轮廓边界尺寸为12.38×10.35m2,本次数值模拟选取隧道右洞断层带,隧道埋深80~90m,选取断层带里程300米范围内进行模拟。由地表水位观测得知,该地区地下水位在地表下5m左右,隧道与地下水位之间的垂直距离约75~80m。建立模型时,竖向从地下水位面开始向下延伸150m,水平向从隧道中心向两边分别延伸80m。该里程围岩类别为Ⅵ级,围岩密度取2200 kg/m3,渗透系数取5.6x10-4 m/s。初始水头压力大小选了150m(1.5MPa),设置为直角三角形不均匀荷载,两边对称设置(见图一,图二)

图一 隧道开挖前ADINA模型 图二 隧道开挖后ADINA模型

2模拟计算分析与结果

图三 隧道开挖前、后总水头等值线云图

云图中看到开挖前从1.40 MPa递减至0.20 MPa,开挖后从1.30 MPa递减至0.10 MPa。开挖前后,水头压力变化的总体趋势不明显,开挖后水头压力整体减少了0.10 MPa。距开挖区较远的位置,水头变化较小。开挖周边区域,由于隧道开挖,致使地下水从已完成的开挖面流失,水头压力明显降低。在水压力作用下,地下水从两侧涌向隧道临空面,主要汇集于两侧拱腰,流速为0.075~0.1m/s,一些地下水自上而下向洞顶渗漏,水量较小,流速在0.05m/s左右。取平均流速0.075m/s,裂隙率为5%,根据公式:Q=vA,估算涌水量为6480m3/d。

二、解析法涌水量估算

采用解析法,即古德曼经验公式法: 来计算断层带的最大涌水,其中渗透系数为5.6x10-4 m/s,通过简易提水试验得到,含水层厚度取75m,洞身横断面换算成等价圆直径为10.35m,求得最大涌水量为6566 m3/d,这与数值模拟结果略为相同。

三、结语

通过对比,我们发现adina软件数值模拟结果与解析法估算涌水量较为接近。模拟结果显示,隧道易发涌水部位在两侧、顶部三个方向,其中两侧水量较大,流速为0.25~0.4m/d,隧道右线正洞正常涌水量预测值为3504.05 m3/d,最大涌水量预测值为5034.59m3/d,在断层破碎带最大涌水量明显增大,峰值达6566m3/d。

在富水地带的隧道开挖过程中,短时间内,结合隧道富水段勘察资料和现场实际统计,利用adina数值仿真,可较为准确的预测涌水和突泥不良地质灾害发生,有利于我们采取恰当措施,确保隧道安全施工。

参考文献:

[1]毛正君、杨晓华、王晓钟.2012.乌鞘岭地区高速公路沿线地质灾害发育特征及防治措施[J].水土保持研究.19(1)202~205

[2]刘丹等.2005.秦岭特长隧道涌水量的预测研究[J].煤天地质与勘探.第33卷第1期.西安

公路隧道地质灾害范文第5篇

关键词: 山区高速公路;施工建设;重点;问题

中图分类号: U412.36+6 文献标识码: A 文章编号

前言

山区高速公路的质量控制和普通的公路有所不同,所以在工程建设之初要对山区高速公路建设地质、山区高速公路的质量控制做好探讨和规划。高速公路的修建必然要改变山区原有的自然环境和生态环境,其较之于平原地区高速公路建设尤甚。因而在工程建设之初就要对山区高速公路建设地质、山区高速公路的质量控制做好探讨和规划。否则必然会引发一系列包括水土流失在内的环境问题,严重的将引发环境灾害,如滑坡、崩塌、泥石流等等,给当地造成巨大的人员伤亡和财产损失。这样就违背了建设的初衷,这在只重建设不顾环保的过去时有发生、教训极为惨痛。要预防这些问题的发生必须根据工程的特点在建设之初预见到工程建设可能引发的环境问题,所以山区高速公路的质量控制显得尤为重要,

一、山区高速公路的工程技术特点

1.地形起伏大,高填深挖地段多。

2.地质、水文、气候条件复杂, 地质灾害多发。

3.弯、坡、斜桥和高架桥梁众多,长大隧道明显增多。

4.防护工程量大,型式多,高边坡防护需要综合采用多项防护技术。

5.公路长、大纵坡较多,平面半径偏小,整体线形指标较低。

6.环保问题突出。

二、山区高速公路施工技术

山区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。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认识(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,逐步深入的,根据不同阶段应采取不同的方法和手段。

1.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.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(坡积层)、软弱土、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(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害(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,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。

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。

4.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。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。

三、山区高速公路的质量控制

1.高填路堤的质量控制

控制高填路堤的施工质量主要是确保高路堤的稳定性。高路堤稳定性的影响因素主要有:路基填料、边坡坡度、地基性质和水文状况,所以在高路堤填筑时采取的主要质量控制措施为:

(1)设计时,应对高路堤进行稳定性验算;

(2)高路堤填筑前仔细进行工程地质勘察,彻底处理下卧层确保地质承载能力;

(3)通过试验检测选择适宜的路基填料;

(4)严格执行路基施工规范, 加强对密实度的控制与检测;

(5)加强对高路堤的沉降观测与监控;

(6)加强高边坡的超前防护。

2.桥梁施工的质量控制

除了传统的质量控制外,对桥梁特别是大型桥梁采取施工控制措施。桥梁施工控制是确保桥梁施工宏观质量的关键措施之一,也是桥梁建设的安全保证。大型桥梁施工控制是一个施工量测判别修正预报施工的循环过程,施工控制的最基本要求是确保施工中结构物的安全,其次必须保证结构物的外形和内力状态符合设计要求。影响桥梁施工控制的因素主要有结构参数、施工工艺、施工监测、结构分析计算模型、温度变化、材料收缩与徐变、施工管理等,所以,必须建立完善、有效的控制系统才能达到预期的控制目标。

3.公路隧道的质量控制

根据公路隧道建设的实践,应将隧道开挖及初期支护质量、隧道防排水施工质量、隧道施工监控测量作为主要质量控制目标,公路隧道的质量控制必须重视以下几个关键问题。

(1)严格实施信息化施工。公路长大隧道主要按新奥法设计与施工,新奥法是一种现代先进设计与施工一体化方法,基本特征是采用现场监控、量测信息来确认和修正预设计的依据,并对隧道施工方法、断面开挖步骤及顺序、初期支护参数等进行合理调整。

(2)加强隧道地质勘察,超前预报水文地质情况。为减少隧道施工的盲目性和事故发生率,保证隧道工程施工的顺利进行,应对开挖工作面前方一定距离工程、水文地质条件进行验证,及时超前预报,有的放矢地采取应对措施。预报内容是尽可能采取各种手段探明前方可能出现的坍塌、冒顶、涌水、溶洞、断层、瓦斯等地质灾害,并分析其对工程施工的影响程度。