關(guān)于山區(qū)高速公路地質(zhì)工作的幾點(diǎn)研究

宋　威　畢　煜

摘要：山區(qū)公路環(huán)境載體主要是自然環(huán)境，也是地質(zhì)環(huán)境。山區(qū)一般地形地質(zhì)條件復(fù)雜，地質(zhì)環(huán)境脆弱，地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)，高速公路的建設(shè)不可避免的要切坡、填溝、打洞(隧道)，對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，處理不好還會(huì)誘發(fā)和加劇各種地質(zhì)災(zāi)害，增加公路建設(shè)投資，影響工期，甚至給運(yùn)營(yíng)階段帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。因此山區(qū)高速公路的環(huán)保主要是地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)和地質(zhì)災(zāi)害的防治。本文論述了山區(qū)高速公路建設(shè)地質(zhì)工作存在的問題，并對(duì)山區(qū)高速公路地質(zhì)科技發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：山區(qū)高速公路工程地質(zhì)條件問題

0引言

由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和路網(wǎng)完善的需求，高速公路逐步進(jìn)入山區(qū)。高速公路由于其線形指標(biāo)高，工程艱巨，投資巨大，對(duì)自然環(huán)境的破壞也非常嚴(yán)重。隨著環(huán)境保護(hù)理念的日益深入人心，對(duì)于山區(qū)高速公路的勘察設(shè)計(jì)、施工運(yùn)營(yíng)等方面的環(huán)保要求也越來(lái)越高。

1正確認(rèn)識(shí)地質(zhì)工作的重要性和特殊性

由于巖土體的組成物質(zhì)差異，更重要的是在巖土體內(nèi)部分布有大量的不連續(xù)界面，把完整的巖土體分割成許多塊體，總體為非均質(zhì)體，在應(yīng)力的傳遞上非常復(fù)雜，因此巖土工程屬于非線性科學(xué)?，F(xiàn)有的巖石力學(xué)、土力學(xué)、巖體力學(xué)等均難以準(zhǔn)確的描述巖土體實(shí)際的力學(xué)本構(gòu)關(guān)系。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生除了其本身的因素外，還受到許多外界的因素影響，十分復(fù)雜。因此，對(duì)于巖土工程的分析計(jì)算只能是半定量的，在很大程度上受分析者經(jīng)驗(yàn)的制約。對(duì)于已經(jīng)存在的滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)病害，其周界相對(duì)清楚，各種勘察設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范較完備，認(rèn)識(shí)起來(lái)相對(duì)容易。最難的是對(duì)于現(xiàn)狀穩(wěn)定的高邊坡，預(yù)測(cè)其人工開挖后的穩(wěn)定性。對(duì)于其地質(zhì)構(gòu)造的分析，地質(zhì)一力學(xué)模型的建立，穩(wěn)定計(jì)算分析都十分困難?？辈焐疃入y以保證，穩(wěn)定性計(jì)算方法不夠科學(xué)，邊坡設(shè)計(jì)時(shí)也有其不合理之處，如一般都只給出最終的邊坡坡率和邊界，各種邊坡加固設(shè)計(jì)也是針對(duì)最終邊坡的，各種分析計(jì)算也是以最終邊坡為約束條件的。這樣即使地質(zhì)條件清楚，分析計(jì)算合理，設(shè)計(jì)穩(wěn)妥，施工嚴(yán)格遵循規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，也往往會(huì)出現(xiàn)難以預(yù)料的地質(zhì)病害。其中一個(gè)重要原因是未對(duì)開挖過程中的各種邊坡條件進(jìn)行分析計(jì)算，雖然按最終邊坡條件計(jì)算是穩(wěn)定的，但不能夠保證任意開挖條件下邊坡都是穩(wěn)定的。因此對(duì)于從事邊坡設(shè)計(jì)的巖土工程師而言，應(yīng)該對(duì)于邊坡開挖過程中的多種控制性斷面穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，提供合理的開挖步驟和各種穩(wěn)定的開挖斷面，并對(duì)不穩(wěn)定的中間邊坡提出臨時(shí)性的工程加固措施，以保證邊坡的穩(wěn)定開挖。

2山區(qū)公路建設(shè)地質(zhì)工作中存在的問題

2.1前期階段一般表現(xiàn)為前期階段對(duì)地質(zhì)工作不夠重視，地質(zhì)遙感工作不做或精度不夠，不能夠貫徹地質(zhì)選線的原則，導(dǎo)致選定的路線走廊帶中地質(zhì)病害多，處理難度大，給后期工作帶來(lái)極大難度。

初步設(shè)計(jì)階段，由于路線方案調(diào)整較大，而工期緊張，因此很多勘察工作量作廢，路線地質(zhì)精度不夠，部分工點(diǎn)缺少地質(zhì)資料，給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)隱患，也使得施工圖設(shè)計(jì)階段路線方案有時(shí)發(fā)生較大調(diào)整。

施工圖設(shè)計(jì)階段不做或漏做重要工點(diǎn)的1:2000地質(zhì)測(cè)繪，或雖做了但精度不夠：對(duì)一些地質(zhì)病害研究不深，導(dǎo)致對(duì)一些重要工點(diǎn)的勘察深度不夠；對(duì)于路線地質(zhì)調(diào)查深度不夠，導(dǎo)致一些地質(zhì)敏感點(diǎn)遺漏，在施工中出現(xiàn)地質(zhì)病害。構(gòu)造物勘察相對(duì)較細(xì)，而路基方面的勘察則往往較粗略。

目前的山區(qū)公路工程勘察還存在許多有待改進(jìn)的地方。由于現(xiàn)在很多項(xiàng)目的勘察設(shè)計(jì)工期都非常緊張，如何在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到盡可能高的勘察精度，的確是一個(gè)難題。為搶時(shí)間，現(xiàn)在地質(zhì)勘察工作很大一部分外委出去，全線人員設(shè)備上了很多，但在施工中仍會(huì)暴露出很多地質(zhì)問題。這一方面是由于地質(zhì)現(xiàn)象的隱蔽性和地質(zhì)科學(xué)的復(fù)雜性，難以全面深入地認(rèn)識(shí)地質(zhì)現(xiàn)象，另一方面也是由于從事巖土工程的技術(shù)人員本身能力有限所致。巖土工程在一定程度上屬于經(jīng)驗(yàn)學(xué)科，技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)非常重要。外委的勘察單位一定要過硬，對(duì)于其提供的地質(zhì)資料要進(jìn)行審核，去偽存真，對(duì)于不能夠滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求的堅(jiān)決返工。在其外業(yè)和內(nèi)業(yè)階段要進(jìn)行監(jiān)督，多溝通。外行業(yè)的地勘隊(duì)伍往往對(duì)公路工程的特點(diǎn)及公路勘察規(guī)范了解不夠，不能夠有針對(duì)性的進(jìn)行勘察，資料經(jīng)常不能滿足設(shè)計(jì)要求。另外由于工期緊，技術(shù)準(zhǔn)備不足，勘察手段不合理，經(jīng)常導(dǎo)致勘察深度不足，如隧道勘探未采用雙管單動(dòng)鉆進(jìn)，無(wú)法判斷RQD，鉆探工藝和技術(shù)不過硬，巖石取心率低，鉆孔水文地質(zhì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)不足，對(duì)邊坡勘察無(wú)法判斷滑動(dòng)面，無(wú)法取得可信的各種力學(xué)參數(shù)，物探手段與其他勘探手段的互相校核精度不夠等，甚至有個(gè)別單位編造資料應(yīng)付設(shè)計(jì)。所以不僅要看投入了多少人力物力，還要看投入人員技術(shù)水平、職業(yè)技能和職業(yè)道德素質(zhì)如何，擬定的勘察方案是否合理，對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)是否科學(xué)。在實(shí)踐中，由于技術(shù)人員水平參差不齊，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)判、漏判地質(zhì)病害的現(xiàn)象。因此加強(qiáng)公路巖土工程從業(yè)人員的技術(shù)水平是非常緊迫的事情。

2.2施工階段地質(zhì)技術(shù)力量薄弱，巖土工程監(jiān)測(cè)和監(jiān)理不力，施工工序和方法不對(duì)，導(dǎo)致地質(zhì)病害的加劇，甚至誘發(fā)地質(zhì)病害。對(duì)工程地質(zhì)特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足，不能夠及時(shí)預(yù)測(cè)和反饋地質(zhì)病害，只能被動(dòng)地等待地質(zhì)病害的發(fā)生。

2.3運(yùn)營(yíng)階段地質(zhì)工作目前還基本上是空白，無(wú)法保證山區(qū)高速公路的安全順暢。

3未來(lái)展望

技術(shù)進(jìn)步是山區(qū)高速公路成功修筑的重要保證?，F(xiàn)在采用三維數(shù)模，可以很快的得出路線平縱面模型，任意切割縱橫斷面，發(fā)現(xiàn)問題之后可以很快的調(diào)整線位并重新進(jìn)行分析，大大提高了工作效率。相信隨著3S技術(shù)的發(fā)展，今后三維數(shù)模會(huì)和三維地學(xué)模型、巖土工程專家分析系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，對(duì)于重要工點(diǎn)通過現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)工作，建立地質(zhì)一力學(xué)模型，通過專家分析系統(tǒng)，可以任意模擬邊坡開挖后的形狀及物理力學(xué)狀態(tài)的變化，迅速分析其穩(wěn)定性，進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)。甚至還可以對(duì)邊坡等地質(zhì)病害通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)診，聚集各方面力量以解決問題。

4工程質(zhì)量控制措施

地質(zhì)環(huán)境保護(hù)和地質(zhì)災(zāi)害防治是山區(qū)高速公路建設(shè)成敗的關(guān)鍵，為此必須重視地質(zhì)工作。

4.1業(yè)主要認(rèn)識(shí)到，前期的地質(zhì)工作一定要認(rèn)真細(xì)致，勘察設(shè)計(jì)階段多花些錢和時(shí)間，盡量詳細(xì)地查明地質(zhì)條件，避免地質(zhì)隱患，對(duì)于施工來(lái)說會(huì)節(jié)約大量的投資和工期。

4.2設(shè)計(jì)階段的地質(zhì)勘察工作必須加強(qiáng)，要達(dá)到必要的深度。

4.3施工單位要加強(qiáng)地質(zhì)技術(shù)力量，業(yè)主單位也要增加地質(zhì)技術(shù)人員，巖土工程監(jiān)理工作要加強(qiáng)。

4.4運(yùn)營(yíng)階段的巖土工程監(jiān)測(cè)工作必須重視。

4.5單純依靠前期地質(zhì)工作對(duì)地質(zhì)客觀規(guī)律和地質(zhì)環(huán)境的認(rèn)識(shí)是不夠的，在設(shè)計(jì)施工運(yùn)營(yíng)的全過程中要不斷的加強(qiáng)地質(zhì)工作。

4.6由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性，雖然進(jìn)行了前期地質(zhì)勘察工作，在施工和運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)地質(zhì)病害也是正常的。

4.7設(shè)計(jì)階段深入細(xì)致的地質(zhì)工作可以確保施工時(shí)不出現(xiàn)大的地質(zhì)病害，施工階段的細(xì)致的地質(zhì)工作可以確保運(yùn)營(yíng)期間不出現(xiàn)大的地質(zhì)病害。

4.8公路勘察設(shè)計(jì)、施工、建設(shè)及運(yùn)營(yíng)管理單位一般巖土工程技術(shù)力量相對(duì)薄弱，應(yīng)加強(qiáng)人才培養(yǎng)，適應(yīng)山區(qū)高等級(jí)公路建設(shè)的需要。

山區(qū)高速公路的修建對(duì)勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、管理等各個(gè)環(huán)節(jié)和部門都提出了更高的要求，大家要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，真正重視問題的嚴(yán)重性?？梢哉f，山區(qū)高速公路的修建，巖土工程是關(guān)鍵，地質(zhì)病害是控制性因素。