摘 要:山區(qū)公路設(shè)計(jì)與施工中常會(huì)遇到一些不良地質(zhì)條件的影響,如滑坡、泥石流、軟土或凍土區(qū)域等,這些問(wèn)題會(huì)對(duì)公路建成后運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性有不良的影響。文章探討了山區(qū)公路選線(xiàn)設(shè)計(jì)的原則與方法,闡述了國(guó)內(nèi)山區(qū)公路建設(shè)中常見(jiàn)的不良地質(zhì)條件,進(jìn)行選線(xiàn)設(shè)計(jì)分析,望對(duì)相關(guān)公路選線(xiàn)設(shè)計(jì)有所借鑒。
關(guān)鍵詞:山區(qū)公路;不良地質(zhì)條件;選線(xiàn)設(shè)計(jì)
1 不良地質(zhì)條件下山區(qū)公路選線(xiàn)原則
通常所闡述的不良地質(zhì)條件是指自然因素作用下工程地質(zhì)產(chǎn)生不均勻分布,在外力作用下使得路面不均衡沉降、破壞等災(zāi)害。因此,山區(qū)公路選線(xiàn)中應(yīng)制定科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法與處理方式,減少不良地質(zhì)對(duì)公路安全的影響。
山區(qū)公路建設(shè)質(zhì)量與選線(xiàn)設(shè)計(jì)有密切關(guān)系,優(yōu)質(zhì)的選線(xiàn)設(shè)計(jì)方案能夠保證公路長(zhǎng)時(shí)間的安全運(yùn)行,尤其是工程建設(shè)區(qū)域存在不良地質(zhì)問(wèn)題,選線(xiàn)設(shè)計(jì)方案將直接影響到山區(qū)公路建設(shè)的工程造價(jià)以及建成后的安全可靠性,山區(qū)公路選線(xiàn)設(shè)計(jì)主要遵循兩個(gè)方面的原則:其一,前期做好公路沿線(xiàn)的地質(zhì)勘察,本著最小程度擾動(dòng)的原則,盡可能減少不良地質(zhì)問(wèn)題對(duì)公路設(shè)計(jì)的影響。其二,公路選線(xiàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循自然規(guī)律,有機(jī)協(xié)調(diào)好選線(xiàn)設(shè)計(jì)與環(huán)境保護(hù)兩個(gè)方面。
2 山區(qū)公路選線(xiàn)設(shè)計(jì)方法與步驟
山區(qū)公路選線(xiàn)設(shè)計(jì)涉及多方面的因素,為達(dá)到最優(yōu)化的選線(xiàn)方案,設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮各制約因素之間的關(guān)系。選線(xiàn)設(shè)計(jì)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)從兩個(gè)方面考慮:第一,兼顧行車(chē)安全快捷效率與工程造價(jià),工程區(qū)域如遇不良地質(zhì)問(wèn)題,選線(xiàn)設(shè)計(jì)方案的制定要從環(huán)境保護(hù)、運(yùn)行安全以及工程造價(jià)方面進(jìn)行綜合分析;第二,最大程度地節(jié)約與保護(hù)資源,選線(xiàn)設(shè)計(jì)中如要通過(guò)土地、礦產(chǎn)、水利等資源時(shí),應(yīng)綜合分析各方面的條件,通過(guò)比選分析確定選線(xiàn)設(shè)計(jì)方案。
公路選線(xiàn)設(shè)計(jì)一般包括三個(gè)步驟,首先分析研究工程建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)條件;其次,通過(guò)航拍或衛(wèi)星定位的方法初步擬定選線(xiàn)方案,并對(duì)方案中路線(xiàn)進(jìn)行實(shí)地考察,篩除或避免不良地質(zhì)和治理困難的路段,之后較為籠統(tǒng)地選定一山區(qū)公路選線(xiàn)方案;最后要進(jìn)行方案的優(yōu)化選擇,運(yùn)用專(zhuān)業(yè)的方法對(duì)不良地質(zhì)路段進(jìn)行探測(cè),確定對(duì)應(yīng)的處理措施,并進(jìn)行必選分析,確定最優(yōu)化的選線(xiàn)設(shè)計(jì)方案。
3 不良地質(zhì)的山區(qū)公路選線(xiàn)設(shè)計(jì)
不同于平原地區(qū)的公路建設(shè),山區(qū)公路選線(xiàn)一般會(huì)沿溝底或河岸布設(shè),這就導(dǎo)致了公路施工中的填挖量較大。大工程地填挖路基會(huì)對(duì)路段的地貌和河流的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,一些不良地質(zhì)區(qū)域(如石灰?guī)r地區(qū)、構(gòu)造脆弱地區(qū)、特殊巖層區(qū)域)會(huì)產(chǎn)生崩塌、滑坡、沉陷等問(wèn)題。這些工程災(zāi)害的出現(xiàn)與自然及人為因素都存在很大的關(guān)系,良好的公路建設(shè)能夠通過(guò)有效的措施(如擋土墻、掛網(wǎng)噴漿、片石砌護(hù)等)來(lái)減少災(zāi)害的發(fā)生,并起到水土保持的作用。山區(qū)公路選線(xiàn)常遇的不良地質(zhì)條件有以下幾種。
3.1 巖溶、滑坡、崩塌和泥石流
山區(qū)公路路段如存在巖溶問(wèn)題,將會(huì)對(duì)公路路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)p毀路基及其上構(gòu)筑物。對(duì)于此類(lèi)地質(zhì)條件的公路選線(xiàn)設(shè)計(jì),應(yīng)首先對(duì)巖溶危害程度進(jìn)行評(píng)級(jí),掌握詳細(xì)的地質(zhì)災(zāi)害資料(包括規(guī)模、性質(zhì)以及性質(zhì)),以便后期對(duì)所選線(xiàn)路進(jìn)行優(yōu)化處理。山區(qū)公路選線(xiàn)應(yīng)盡可能繞避巖溶路段,如路線(xiàn)必須穿過(guò)巖溶區(qū)域,則應(yīng)采取合理有效的治理措施?;碌貐^(qū)選線(xiàn)也應(yīng)遵循繞避原則,如路線(xiàn)選擇通過(guò)滑坡區(qū)域時(shí),首先要掌握滑坡地段的滑坡體特性,并將路基選擇設(shè)置在滑坡體的下部,降低滑坡體載荷與公路路基載荷之間的影響,并設(shè)置必要的保護(hù)措施,如截排水、支擋、卸載清方等。崩塌區(qū)域公路選線(xiàn)應(yīng)采用綜合的防治措施,并適當(dāng)減緩坡體坡度。路線(xiàn)過(guò)泥石流區(qū)域時(shí)應(yīng)遵循其流勢(shì),建設(shè)橋梁以通過(guò)此區(qū)域。
3.2 凍土地區(qū)
凍土地區(qū)的公路危害主要為路基下沉與凍脹、路塹邊坡滑動(dòng)、橋涵冰塞與擠壓等,此類(lèi)區(qū)域的公路設(shè)計(jì)選線(xiàn)路段以干燥、向陽(yáng)、平緩為優(yōu)。向陽(yáng)地帶由于受日光照射,相比陰面的融解層較深,如此區(qū)域坡度較陡、風(fēng)化嚴(yán)重或地層節(jié)理較為發(fā)育時(shí),路基會(huì)存在較大的不穩(wěn)定因素,選線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)繞避;路線(xiàn)過(guò)多冰凍土層或凍土邊緣時(shí),選線(xiàn)設(shè)計(jì)應(yīng)繞避富冰土層、不良土質(zhì)地段,易選擇在穩(wěn)定的、含水量較少的地層;山區(qū)凍土地區(qū)路線(xiàn)設(shè)計(jì)施工中宜運(yùn)用填方施工,填方能夠在很大程度上改善路基條件,雖然填方施工工程量較大,并且所填土亦存在的一定的不穩(wěn)定因素,但相比凍土地區(qū)路基要有很大程度的改觀(guān);設(shè)計(jì)路線(xiàn)要少用挖方施工,如工程需要?jiǎng)t應(yīng)盡可能減少工程量,尤其對(duì)于深厚地下冰與飽冰凍土區(qū)域,路線(xiàn)通過(guò)方式不可選用挖方方案。
3.3 濕陷性黃土地區(qū)
濕陷性黃土內(nèi)部顆粒的粘結(jié)力較弱,在力的作用下會(huì)產(chǎn)生快速的沉陷變形,而公路不允許有較大的沉降變形,如公路路基為濕陷性黃土,公路建筑物會(huì)隨著濕陷性黃土變形而導(dǎo)致變形甚至破壞坍塌。而且一般黃土地區(qū)的溝谷兩岸地質(zhì)條件較差,由于其自身穩(wěn)定性不夠使得坡角容易產(chǎn)生失穩(wěn)破壞、坡體滑坡或者崩塌。黃土易受到地下水的侵蝕,破壞黃土自身結(jié)構(gòu)特性,土壤顆粒被水流帶走,易產(chǎn)生塌陷與陷穴。
黃土地區(qū)公路選線(xiàn)設(shè)計(jì)主要問(wèn)題是路塹邊坡失穩(wěn),其受路段區(qū)域黃土性質(zhì)、氣候以及地形地貌的影響,且與所建公路路塹結(jié)構(gòu)尺寸、邊坡坡度以及其他防護(hù)措施有關(guān)。此類(lèi)不良地質(zhì)區(qū)域的公路選線(xiàn)應(yīng)盡可能繞避,選擇穩(wěn)定性較好的平緩斜坡、溝谷地帶。如路線(xiàn)設(shè)計(jì)必須通過(guò)濕陷性黃土區(qū)域,也應(yīng)選擇濕陷性表現(xiàn)較弱、擁有較好排水條件的路段。為控制工程施工中的填土高度,路線(xiàn)可根據(jù)實(shí)際地形選擇適當(dāng)?shù)奈恢茫^(guò)高的填土不利于維持路基的穩(wěn)定性,并且占用大量的人力與物力資源,也可選擇橋梁方案。除高填土之外,工程施工中還應(yīng)考慮深挖與隧道方案,在方案制定過(guò)程中應(yīng)結(jié)合條件進(jìn)行比選分析,以免造成不良的工程效果與不必要的浪費(fèi)。
4 結(jié)束語(yǔ)
作為公路的骨架,路線(xiàn)選擇的優(yōu)劣會(huì)直接影響其功能的發(fā)揮,尤其對(duì)于不良地質(zhì)條件下的公路選線(xiàn),設(shè)計(jì)應(yīng)重視地質(zhì)勘察,運(yùn)用靈活的繞避技巧通過(guò)災(zāi)害區(qū)域,并采用綜合的防治措施保證山區(qū)公路路線(xiàn)的安全可靠。
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作者簡(jiǎn)介:郭星煌(1982,10-),男,福建福安人,畢業(yè)于北京交通大學(xué),本科,工程師,研究方向:道路工程設(shè)計(jì)。