山区公路工程地质勘察问题研究

山区公路工程地质勘察问题研究

【摘要】我国山地面积占陆地总面积的70%，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异，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。本文总结了山区公路勘察方法，并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

【关键词】山区公路；地质条件；勘察方法；高填深切路段勘察；边坡勘察

1.勘察方法的选择

勘察方法的选择应依据勘察阶段，地形、地质条件和勘察对象而定，大致分两种类型：

1.1宏观控制

一般采用遥感技术，从宏观上观察全貌，对区域地质条件进行大致了解，可发现大型地质构造和地质灾害。根据不同时期的资料，还可以掌握不良地质发展趋势，进行地质单元的划分。山区公路中最重要的一点就是首先进行地质单元的划分。地貌就是从地质的角度去论述地表形态，不同地貌的地质成因和历史不同。

1.2微观分析

通常采用地质调绘、物理勘探、钻探、挖探、取样、试验及原位测试等方法，其中地质调绘及物理勘探可以定性或半定量地判定地质条件；而钻探、挖探、取样、试验及原位测试则可以对地质条件及其对工程的影响程度进行定量分析。

2.路段勘察

2.1一般路基

一般路基工程勘察主要按沿线微地貌特征分段，查明各段的地质结构，岩土类别、土的密度和含水状态，基岩风化情况，地下水埋深、变化规律和地表水活动情况；确定路基基底的稳定性，边坡结构形式及坡度；确定设置支挡构造物和排水工程的位置，划分土石工程等级。

2.2高路堤

高路堤作为陡坡路堤的一种特例，也属于重点路基工程（即地形起伏大、路基填挖量大、工程地质条件差的路段），高路堤边坡必须进行稳定性验算，其参数的选择是稳定性验算的关键，需要对地基土及路堤填土提出准确的物理力学参数，因此要针对高路堤做专门的工程地质勘察。

高路堤主要病害是总体沉降、局部沉降、局部沉陷、滑移、路基破坏等。一般的填方路堤和高路堤对路基基底要求应有足够的承载力，路堤基底土的变形性质和变形量的大小主要决定于路堤填土高度、基底土的力学性质、基底倾斜程度、软土层和软弱结构面的性质和产状等。软土层或较软结构面往往使基底发生较大的塑性变形而造成路基的破坏。因此其勘察中的重点是沿陡坡路基顶或软土层及较软结构面，对陡坡路堤进行设计时必须进行地基稳定性验算，应通过有针对性的工程地质勘察提供准确的陡坡路堤地基岩土物理力学参数。

2.3陡坡路堤

当地面自然横坡陡于1∶5时（包括纵断面方向）就应视为斜坡路堤，当地面横坡陡于1∶2.5时，就视为陡坡路堤。根据斜坡路基病害调查，公路陡坡路基常见病害是纵向裂缝和路基滑移。影响陡坡路基稳定性的主要工程地质因素有以下两个方面：（1）陡坡覆盖层土体与基岩接触带为透水软弱面，地下水活动引起陡坡路基下滑；（2）陡坡路基岩层软硬相间，其软弱面顺路基倾斜，由于风化强弱差异或地下水侵蚀，地基和路基顺软弱面滑移。

2.4深路堑

对于深路堑边坡、需要特殊设计加固的边坡以及稳定性差的边坡，均应作为单独工点进行工程地质勘察，以便对边坡的整体稳定性进行评价。首先应查明场地岩土体组成，岩层的倾向与坡向的关系，岩层分布以及风化层、区域地质、水文地质条件，地震资料，气象资料。利用赤平投影或者理论计算边坡整体的稳定性，提出支护（挡）建议。

部分地段拟建道路修筑后，路堑边坡形成临空面，边坡上覆松散堆积物失去支撑，易沿基岩面下滑。山区地形起伏大，植被茂密，进行工程钻探很困难，利用人工探槽（坑）是一种比较好的手段，要查明覆盖层厚度。提出适宜的防护、加固等措施，消除路堑边坡形成临空面的不利影响，防止边坡上覆松散堆积物沿基岩面下滑。

2.5支挡工程

支挡工程的勘察主要任务为查明支挡构筑物位置承重地基的地层层位、层厚、岩土类别、分布范围，调查地下水埋深、分布；确定岩土的承载力、抗剪指标和压缩指标；判定在路基附加荷载作用下，路基沉降和滑移的稳定性。

3.桥涵勘察

桥涵工程的勘察主要任务是查明桥涵位置地基土层的岩性、地质构造、水文条件，查明其软弱下卧地层的厚度及分布，依据调查结果绘制断面图。确定岩土的承载力、抗剪指标和压缩指标。在地形图上绘出汇水面积；根据收集的气象资料，估算最大的流量，过水断面尺寸，计算墩台最大冲刷深度，提出合理的基础埋深。

4.隧道勘察

由于山区的地形特点及隧道出入口对地形有较高的要求，进行工程钻探往往比较困难。近年来，随着物探技术逐渐成熟和山区高速公路的发展，已被作为主要勘察手段，广泛应用在山区公路隧道勘察中，目前，常用的方法主要有：地震法、瞬变电磁法、高密度电法及可控源音频大地电磁法。工程物探作为公路隧道工程地质勘探的主要手段，测得岩质隧道围岩岩体、岩石纵波速、横波速，从而求得围岩动弹性模量、泊松比等物理力学指标，为隧道洞身的围岩分类、隧道洞室的开挖和衬砌设计提供依据。

5.公路涎流冰的勘察要点与防治措施

涎流冰冲坏桥涵结构，破坏路基路面，危害公路行车的安全，已成为高寒地区公路主要病害之一。涎流冰的防治工作，应从公路勘察设计的源头上采取积极地防治措施。若路线不可避免地要从涎流冰地段通过，则应进行全面细致的水文、地质、地形调查，认真分析水的来源，涎流冰的形式、规模及对公路的危害程度，因地制宜地选择防治方案，将涎流冰的危害降到最小程度。一般采用因势利导及相互隔离的办法处置。

6.结语

随着山区公路的高速发展，由于山区特殊的地形地貌，给勘察专业带来诸多新课题，采用传统的勘察方法和传统的勘察手段已经很难满足设计的需要，存在着许多急需解决的岩土工程勘察技术问题。

6.1解决传统钻探手段以点带面划分地质界面时常带来的漏判、推断不准确等问题，如地下不明物体、洞穴、软弱结构面、滑动面、断层、破碎带等在地下的分布特征、形态、埋藏深度、位置。传统的钻探方法受地形的限制，而利用人工挖探、工程物探技术等多种辅助手段和钻探联合使用的方法，起到相互补充、相互验证的作用。将工程物探技术与传统勘探手段相结合，是解决岩土工程勘察中存在的主要问题的有效手段之一。

6.2加强室内、外测试新技术（标准贯入试验、波速测试、静载荷试验、现场剪切试验等）和施工检测、监测技术的使用，通过其获得的数据和资料，进过分析、对比，建立它们之间的经验关系，并将工程施工检测、监测所获取的实测资料反算得到的参数作为对比依据，确保所提供的岩土工程设计参数的可靠性。同时，达到解决那些采用传统勘探手段难于获取可靠的岩土工程设计参数（如粗颗粒土、花岗岩残积土、风化岩的承载力、变形指标）等问题。

地质勘察工作是山区公路建设成败的前期关键，各阶段的地质勘察工作必须认真对待，要达到必要的深度。对于地质条件复杂的或存在不可避绕的不良地质路段，前期的工程地质勘察更要做细，并请多方专家共同研讨决策。勘察设计单位应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。■

【参考文献】

［１］GB50021-20001.岩土工程勘察规范［S］.

［２］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）.