李滿+++羅光
摘 要:本文論述了山區(qū)高速公路建設各階段應重視的地質工作,提出了勘察設計、施工、運營等不同階段的地質工作重點,分析了目前在山區(qū)高速公路建設各階段地質工作中存在的主要問題,并對山區(qū)高速公路地質科技發(fā)展前景進行了展望。
關鍵詞:山區(qū)高速公路;勘察;設計;施工;運營;工程地質條件;地質病害
一、概述
由于國民經(jīng)濟的發(fā)展和路網(wǎng)完善的需求,高速公路逐步進入山區(qū)。高速公路由于其線形指標高,工程艱巨,投資巨大,對自然環(huán) 境的破壞也非常嚴重。隨著環(huán)境保護理念的日益深入人心,對于山區(qū)高速公路的勘察設計、施工運營等方面的環(huán)保要求也越來越高。山區(qū)公路環(huán)境載體主要是自然環(huán) 境,也是地質環(huán)境。山區(qū)一般地形地質條件復雜,地質環(huán)境脆弱,地質災害多發(fā),高速公路的建設不可避免的要切坡、填溝、打洞(隧道),對地質環(huán)境造成嚴重破 壞,處理不好還會誘發(fā)和加劇各種地質災害,增加公路建設投資,影響工期,甚至給運營階段帶來嚴重的安全隱患。因此山區(qū)高速公路的環(huán)保主要是地質環(huán)境的保護 和地質災害的防治。
二、勘察設計階段
1.工可階段——貫徹地質選線的原則。山區(qū)公路地質選線主要受到地形和不良地質現(xiàn)象的制約,主要的不良地質現(xiàn)象有滑坡、泥石流、巖崩、巖溶、巖堆(坡積層)、軟弱土、膨脹土、濕陷性黃土、凍土、水害、采空區(qū)以及強震區(qū)(高地應力)等。本階段應盡可能詳細地收集區(qū)域構造地質、巖石地層、水文地質、工程地質、地震地質、環(huán)境地質等方面的資料,利用遙 感資料(衛(wèi)片和航片),編制中比例尺(1:5萬或1:10萬)工程地質圖和地質災害(不良地質現(xiàn)象)分布圖,圖上標注大的地質構造(主要是斷層)、重大的 地質病害體,分析區(qū)域性的地質災害發(fā)生條件,進行初步的地質災害評估,配合路線方案設計,進行必要的現(xiàn)場踏勘和重點路段的調查,反復對比,優(yōu)選出工程地質 條件最好、地質災害最少、工程建設對地質環(huán)境的不利影響最小的路線走廊帶,真正貫徹地質選線的原則。對于滑坡、崩塌、巖堆、泥石流、巖溶、軟土、泥沼等嚴 重不良地質地段和沙漠、多年凍土等特殊地區(qū),一般情況下路線應設法繞避。
2.初設階段——突出重大地質病害對路線方案的制約。確定路線方 案前應對沿線地質構造帶、斷層、巖石的層理情況、地質病害的分布及范圍等,通過對遙感地質判釋資料以及不同勘測階段的勘探、調查資料的分析,研究路線通過 方案并不斷優(yōu)化。對地質較為復雜地段還應注意在設線后誘發(fā)并加劇地質病害的可能性,謹慎的確定路線的線位和采取的工程措施。地質技術人員應配合路線設計師 作好地質咨詢工作,可以沿初步擬定的路線線位,進行全線踏勘,對重點工點進行地質調查,得出初擬線位沿線的基本工程地質情況,評估路線方案的可行性,發(fā)現(xiàn) 重大不良地質地段或預測工后會出現(xiàn)難以治理的地質病害的路段要及時反饋信息,以便盡快調整路線線位。
以安徽省徽杭高速公路為例,該路全長約 80km,有四分之三路段位于山區(qū),由于勘測時間較早,對山區(qū)高速公路特點認識不足,以投資為主要控制因素,其中有一半左右的路段基本沿區(qū)域性的三陽斷裂 帶布設。受構造影響,巖體風化破碎嚴重,并且沿線分布有雄村滑坡、朱村滑坡等規(guī)模較大的不良地質體。施工開挖后,出現(xiàn)大量的不穩(wěn)定邊坡,甚至誘發(fā)了部分滑 坡。對于部分地質病害路段及時調整線位,進行了避讓,而更多的病害段只能采取治理措施,結果造價大幅攀升,嚴重影響了工期,并且治理效果也難以預測。
必要時應增加技術設計階段,對重大地質病害路段進行深入勘察,確定路線可行性。
三、施工階段——遵循信息化施工、補充勘察、動態(tài)設計原則
由于地質條件的復雜性和勘察周期的制約,有些復雜場地(巖 溶、破碎帶、巖性縱橫向差異大的地區(qū))或地形困難場地(陡坡、魚塘等)在設計階段難以布置充分的勘察工作量,無法查清場地詳細工程地質條件。在施工期間, 可以進行補充勘察,如對巖溶發(fā)育區(qū)或巖性差異大的場地逐樁鉆探,對原進場困難場地通過施工便道進場鉆探。施工中發(fā)現(xiàn)新的地質問題也要補充勘察。應該把施工 期間的勘察工作視作設計期間勘察工作的重要補充。
另外本階段應遵循信息化施工(施工中監(jiān)測)、動態(tài)設計的原則。隧道的超前預報、邊坡的動態(tài)監(jiān)測都 是施工階段必須要進行的工作。施工單位一定要配備過硬的地質技術人員,及時發(fā)現(xiàn)問題,不要等到地質病害已經(jīng)發(fā)生才去治理,要有前瞻性、預見性,發(fā)現(xiàn)邊坡、隧道等有失穩(wěn)的趨勢之后要立即反饋業(yè)主和設計單位,并及時采取合適的加固措施,避免邊坡、隧洞大面積失穩(wěn)。應該認識到,設計階段的勘察工作對地質現(xiàn)象和地 質規(guī)律的認識往往是不全面的,甚至是錯誤的,據(jù)此進行的設計只能稱為預設計。 在邊坡或隧道斷面開挖以后,很多問題才會發(fā)現(xiàn),此時應有巖土工程技術人員在現(xiàn)場,對照原有的勘察設計方案,發(fā)現(xiàn)新的問題之后通過合理工序及時調整設計方 案。等到問題已經(jīng)發(fā)生才去采取措施,既多花了錢,又耽誤了工期。
四、運營階段——加強敏感點監(jiān)測
山區(qū)高速公路運營期間也要高度重視地質工作。因為有些地質災害的發(fā)生是一個長期的過程,應力釋放或邊坡的蠕變有些需要長達幾年乃至十幾年的時間,一次性治理 有時并不能保證長治久安。因此對于一些在施工中出現(xiàn)病害的路段或重要工點要建立數(shù)據(jù)庫,進行變形、位移和地下水的動態(tài)監(jiān)測,定期巡查,建立防災和預警系 統(tǒng),在雨季或洪水季節(jié)要加強對敏感點的監(jiān)測。通過長期觀測記錄,還可以更深入的認識地質規(guī)律,分析地質病害的發(fā)生發(fā)展機理,預測發(fā)展趨勢,發(fā)現(xiàn)有不利的趨勢要及時采取措施。
五、山區(qū)公路建設地質工作中存在的問題
1.前期階段。工可階段對地質工作不夠重視,地質遙感工作不做或精度不夠,不能夠貫徹地質選線的原則,導致選定的路線走廊帶中地質病害多,處理難度大,給后期工作帶來極大難度。
初步設計階段,由于路線方案調整較大,而工期緊張,因此很多勘察工作量作廢,路線地質精度不夠,部分工點缺少地質資料,給設計工作帶來隱患,也使得施工圖設計階段路線方案有時發(fā)生較大調整。
施工圖設計階段不做或漏做重要工點的1:2000地質測繪,或雖做了但精度不夠;對一些地質病害研究不深,導致對一些重要工點的勘察深度不夠;對于路線地質調查深度不夠,導致一些地質敏感點遺漏,在施工中出現(xiàn)地質病害。構造物勘察相對較細,而路基方面的勘察則往往較粗略。
2.施工階段。地質技術力量薄弱,巖土工程監(jiān)測和監(jiān)理不力,施工工序和方法不對,導致地質病害的加劇,甚至誘發(fā)地質病害。對工程地質特點認識不足,不能夠及時預測和反饋地質病害,只能被動地等待地質病害的發(fā)生。
3.運營階段。地質工作目前還基本上是空白,無法保證山區(qū)高速公路的安全順暢。
參考文獻:
[1] JTJ 064-98 公路工程地質勘察規(guī)范.北京:人民交通出版社,1999.
[2] 霍明.建設生態(tài)公路考慮的幾個問題.見:中交第一公路勘察設計研究院 公路勘察設計技術論文集.西安:陜西人民出版社,2002.1-8.
[3] 孔祥金.當今山區(qū)公路邊坡治理新技術.見:中交第一公路勘察設計研究院 公路勘察設計技術論文集.西安:陜西人民出版社,2002.226-229.
[4]崔建恒,單永森.西部公路建設中環(huán)境工程地質問題的思考.見:中交第一公路勘察設計研究院 公路勘察設計技術論文集.西安:陜西人民出版社,2002.230-235.