地質(zhì)選線在甘肅臨夏地區(qū)高速公路中的實踐

王智佼

摘 要：甘肅臨夏地區(qū)多為山嶺區(qū)地形，地質(zhì)條件復(fù)雜，不良地質(zhì)類型多樣，選線時地質(zhì)因素作為重要控制指標(biāo)，地勘工作的質(zhì)量對路線方案選擇的成敗與優(yōu)劣起著關(guān)鍵作用。因此，在臨夏地區(qū)高速公路設(shè)計中必須貫徹地質(zhì)選線的理念，提高地質(zhì)勘察工作質(zhì)量，針對不同地質(zhì)災(zāi)害采取不同的應(yīng)用措施，以有效降低工程造價、減少工程建設(shè)風(fēng)險、提高后期運(yùn)營安全。并以甘肅臨夏至大河家高速公路典型地質(zhì)勘察與選線為例，介紹地質(zhì)選線相關(guān)應(yīng)用實踐。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)選線；臨夏地區(qū)；臨大高速；勘察

中圖分類號：U412.32 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）18-0083-01

臨夏州位于黃河上游，甘肅省中部西南面，地處青藏高原與隴西黃土高原過渡地帶，構(gòu)造形跡復(fù)雜。境內(nèi)多屬山嶺重丘區(qū)地形，地質(zhì)情況多樣，崩塌、滑坡、泥石流、欠穩(wěn)定斜坡等不良地質(zhì)發(fā)育，濕陷性黃土及膨脹性泥巖等分布廣泛。全區(qū)大部分屬溫帶半干旱氣候，西南部山區(qū)高寒陰濕，東北部干旱。針對本區(qū)地形地質(zhì)，高速公路選線過程中地質(zhì)調(diào)查結(jié)果作為項目的先行和指導(dǎo)，地質(zhì)選線的重要性不言而喻。

1 本區(qū)高速公路地質(zhì)選線一般原則

筆者根據(jù)臨夏地區(qū)多條山嶺區(qū)項目工程地質(zhì)選線結(jié)果，參照甘肅省山嶺區(qū)高速公路地質(zhì)選線指導(dǎo)思想，總結(jié)一般應(yīng)遵循原則如下：

（1）對于活動性斷裂等區(qū)域穩(wěn)定性問題及泥石流、大型滑坡、連片黃土洞穴等重大不良地質(zhì)現(xiàn)象，“宜避不宜擾”，一般均應(yīng)優(yōu)先考慮采取繞避方案。當(dāng)不良地質(zhì)病害難以避讓時應(yīng)采取合理的路線線位及標(biāo)高予以穿越，選擇與構(gòu)造形跡大角度相交或垂直線路走向，盡量減少對不良地質(zhì)的擾動，提高工程的可靠度與安全性。主要原因是對其產(chǎn)生擾動后，會引發(fā)工程地質(zhì)條件的不確定性，后期需重點(diǎn)治理重大不良地質(zhì)現(xiàn)象，費(fèi)用難以控制，甚至出現(xiàn)擾動后個別路段不良地質(zhì)現(xiàn)象的無法整治，不得不變更改線，浪費(fèi)嚴(yán)重。（2）臨夏山嶺區(qū)多海拔高，地形起伏大，陽坡與陰坡對冰雪的反應(yīng)差異大，陰坡日照時間短，冬季積雪不易消融，加上山嶺區(qū)平縱指標(biāo)相對平原區(qū)較低，陰坡側(cè)布線極不利冬季行車安全。此外，陰坡坡體地質(zhì)條件一般較破碎，一旦開挖，邊坡失穩(wěn)的幾率相對陽坡更大，因此路線布設(shè)時應(yīng)盡量選擇陽坡展線。（3）臨夏地區(qū)地形較破碎，選線時應(yīng)該注重隧道洞口的選擇與橋址處工程地質(zhì)環(huán)境及其穩(wěn)定性。洞口應(yīng)避開不良地質(zhì)地段，不宜設(shè)在埡口溝谷的中心或溝底低洼處，以及避開地表水匯集處。對于層面不穩(wěn)定的巖層，開挖后容易引起順層滑動或坍塌的地段，宜提早進(jìn)洞，否則應(yīng)采取有效的工程措施防止病害。此外，還應(yīng)預(yù)判隧道建設(shè)引起的新的環(huán)境工程地質(zhì)問題。橋址選擇要從工程地質(zhì)的角度分析其合理性，從分析橋址處工程地質(zhì)環(huán)境是否穩(wěn)定出發(fā)，進(jìn)行若干橋位方案比選，提高橋址處地質(zhì)穩(wěn)定性。（4）為降低山嶺區(qū)橋隧比例，路線易選擇從山間埡口處穿越，從而減短隧道長度，降低挖方邊坡高度。但需注意埡口段工程地質(zhì)條件。從眾多工程實踐來看，埡口開挖過程中應(yīng)力釋放對邊坡穩(wěn)定的影響大，邊坡多易失穩(wěn)。因此應(yīng)慎重選擇穿越埡口處方式及標(biāo)高，查明埡口處工程地質(zhì)情況，提高埡口段路線安全性。

2 本區(qū)高速公路地質(zhì)勘察方法及注意事項

工程地質(zhì)調(diào)繪作為地質(zhì)選線的先行指導(dǎo)及重要依據(jù)，對路線方案選擇是否合理及后續(xù)設(shè)計開展作用重大。應(yīng)結(jié)合本區(qū)實際，嚴(yán)格按照公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范要求做好工程地質(zhì)調(diào)繪工作。在搜集調(diào)查區(qū)已有工程地質(zhì)相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，分級、分路段進(jìn)行系統(tǒng)的野外實地調(diào)繪。工作中，對重要地段、重點(diǎn)構(gòu)造物進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，詳細(xì)描述記錄、拍照，測量地層產(chǎn)狀，徹底查明初步擬定路線范圍不良地質(zhì)現(xiàn)象的規(guī)模及分布規(guī)律等，調(diào)繪范圍應(yīng)不小于路線兩側(cè)200米，盡量避免遺漏，消除線位調(diào)整的反復(fù)工作。不良地質(zhì)對路線方案的影響評價應(yīng)準(zhǔn)確，對于地調(diào)確定影響范圍較小或路線不得已穿過地區(qū)，應(yīng)布置地勘工作（包括鉆探、物探、動力觸探等），查明影響范圍，影響較小或處治費(fèi)用較低時暫維持原有路線方案。

地調(diào)時應(yīng)注意采用不同觀察角度并適當(dāng)擴(kuò)大調(diào)查范圍，冬季地調(diào)應(yīng)待積雪融化再進(jìn)行，并應(yīng)防止植被覆蓋及后期人工改造引起的誤判，消除因災(zāi)害隱蔽性或季節(jié)性因素導(dǎo)致的地調(diào)成果不準(zhǔn)確現(xiàn)象。同時，應(yīng)在地質(zhì)勘察前針對項目的工程地質(zhì)條件和工程的特點(diǎn)，對項目工程勘察進(jìn)行前期預(yù)判與詳細(xì)規(guī)劃，并保證勘察深度，適當(dāng)增加定量成果。合理布置隧道縱橫剖面、圍巖級別劃分及地下水分布，隧道地下水發(fā)育時，應(yīng)進(jìn)行抽（注）水試驗。鉆孔過程中發(fā)現(xiàn)橋位處于軟弱夾層、斷層等不良地質(zhì)路段時，應(yīng)及時反饋，以便增加或調(diào)整鉆孔布置。深路塹、陡坡路堤每條勘探橫斷面上的勘探點(diǎn)數(shù)量不宜少于2個，宜進(jìn)行綜合勘探，控制性鉆孔深度應(yīng)至設(shè)計高程以下穩(wěn)定地層中不小于3m。地質(zhì)勘察工作應(yīng)能基本全面地反映沿線真實的地質(zhì)情況，加強(qiáng)分析和比選，努力加大勘探密度，提交符合度高的地勘成果，保證地質(zhì)選線工作的有效開展及項目后期的順利實施。

3 地質(zhì)選線和方案比選

臨夏至大河家高速公路位于甘肅省臨夏自治州境內(nèi)，是省級高速公路18條聯(lián)絡(luò)線中的一條，即“S32臨夏—積石山”，同時也是連接甘青兩省的一條重要省際通道。項目區(qū)地處青藏高原東北邊緣的太子山北麓，也是祁連山支脈東延與隴西沉降盆地間交錯的過渡地區(qū)。路線走向呈東南—西北走向，沿線地勢起伏頻繁，其中積石山縣城至大河家段高差400余米。沿線平均海拔1900m。

本項目地質(zhì)情況在臨夏地區(qū)較為普遍。沿線地形破碎，滑坡分布廣泛，部分滑坡由磚瓦廠取土等人工開挖引起；巖石抗風(fēng)化能力相對較弱，極易風(fēng)化崩塌成地表淺層松散堆積層，這類地層處在較陡的斜坡地帶，在長期的風(fēng)化剝蝕作用下，雨水期極易沿基巖裂隙面順坡滑溜。沿線地貌根據(jù)成因類型主要劃分為侵蝕—堆積河谷川臺區(qū)、剝蝕—侵蝕黃土丘陵區(qū)、構(gòu)造剝蝕丘陵地貌區(qū)等三種地貌類型。結(jié)合地質(zhì)選線原則及地質(zhì)勘察，對本項目較典型的兩段方案地質(zhì)選線情況進(jìn)行介紹。

（1）劉中社至團(tuán)結(jié)村段。該段沈家坪滑坡為基巖滑坡，前緣長度約1000米，后緣寬度約600米，坡長約800米，該滑坡體厚土約5米左右，滑坡體體積約3.2×106立方米，屬巨型滑坡。該處植被較發(fā)育，多處發(fā)生次級滑坡，現(xiàn)場局部還有小型滑塌，特別是秋季集中降雨期，更易發(fā)生次級滑坡。原路線由于現(xiàn)場調(diào)研有限在局部小型滑坡處進(jìn)入隧道，未將巨型滑坡整體考慮，線路存在一定安全風(fēng)險。由于滑坡體規(guī)模較大，考慮重新選擇線位，繞避大規(guī)?；拢瑥氐紫撎幘扌突聦Ρ径谓ㄔO(shè)及建成后運(yùn)營產(chǎn)生的地質(zhì)風(fēng)險。調(diào)整后方案較原線位路線長度增加約400m，隧道增長1101m，橋梁減短680m，整體規(guī)模較原方案大，工程造價較高，但調(diào)整線位徹底避開了大規(guī)?；碌挠绊?，對施工安全及后期運(yùn)營均較有利，從全壽命周期成本角度考慮，線位調(diào)整極為必要。（2）花陽屲至馬家村段。本段柳溝1號隧道出口接馬家村1號大橋，隧道出口有一淺層黃土滑坡，前緣長度約120米，后緣寬度約70米，坡長約60米，厚度約1米，方量約800立方米，該處自然坡較緩，為小型淺滑坡。隧道標(biāo)高位于滑坡后緣以上約20米，橋隧相接，滑坡對隧道出口及橋臺穩(wěn)定性無影響，考慮前后路線布置、滑坡規(guī)模及工程經(jīng)濟(jì)性等因素，結(jié)合鉆探資料，對該處小型淺層滑坡進(jìn)行清理并在坡腳增加支擋措施，同時結(jié)合地形適當(dāng)加大橋梁跨徑，采用40米標(biāo)準(zhǔn)跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，綜合提高橋址處地質(zhì)穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

總體而言，地質(zhì)選線在甘肅臨夏地區(qū)極為重要，應(yīng)放在首要位置。地質(zhì)選線對提高工程安全性，有效降低全壽命周期成本，意義重大。設(shè)計時應(yīng)堅持地質(zhì)選線的各項原則，同時應(yīng)結(jié)合多種地質(zhì)勘察方法，仔細(xì)、準(zhǔn)確做好工程地質(zhì)勘察工作，為路線布設(shè)提供重要依據(jù)。

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