淺談丘陵山區(qū)高速公路不同構(gòu)筑物的地質(zhì)勘察重點(diǎn)及勘察方法的綜合應(yīng)用

魏敏志

（廣東省地質(zhì)物探工程勘察院，廣東廣州510800）

1 山區(qū)高速公路工程特點(diǎn)

廣東省山區(qū)地形復(fù)雜，山巒起伏，溝谷縱橫，受線路縱平橫的設(shè)計(jì)指標(biāo)影響，必然造成山區(qū)高速公路橋梁、隧道比例高，路基段也因高填深挖形成眾多高填路堤、路塹及高邊坡等。山區(qū)公路勘察手段一般都是采用工程地質(zhì)測(cè)繪、鉆探、工程物探、原位測(cè)試等綜合勘察方法。由于不同構(gòu)筑物的場(chǎng)地及荷載等情況存在很大差異，其勘察工作的重點(diǎn)及勘察方法也是有所側(cè)重，高速公路一般涉及的主要構(gòu)筑物為橋梁、隧道、路塹邊坡、路堤邊坡等，現(xiàn)就根據(jù)多年山區(qū)高速公路勘察的經(jīng)驗(yàn)，談?wù)勆絽^(qū)高速公路不同構(gòu)筑物的地質(zhì)勘察重點(diǎn)及勘察手段的綜合應(yīng)用問(wèn)題。

2 不同構(gòu)筑物的地質(zhì)勘察重點(diǎn)及勘察手段應(yīng)用

2.1 高路堤、高邊坡的勘察重點(diǎn)及勘察方法

高路堤主要病害是沉降、滑移及路基破壞等，所以高路堤路基基底要求應(yīng)有足夠的承載力和抗滑力，勘察的重點(diǎn)是查明基底受力土層的物理力學(xué)性質(zhì)，查明有無(wú)軟土層及其軟弱結(jié)構(gòu)面存在，若有則要求查明軟土層和軟弱結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)和產(chǎn)狀等，為路堤進(jìn)行地基穩(wěn)定性驗(yàn)算提供準(zhǔn)確的巖土物理力學(xué)參數(shù)。

勘察方法多采用鉆探及原位測(cè)試的方法，鉆探時(shí)要求保證巖芯采取率及取樣質(zhì)量，原位測(cè)試多采用標(biāo)貫試驗(yàn)，軟土分布地段增加靜力觸探和十字板試驗(yàn)，靜力觸探和十字板試驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)位置最好能和勘察鉆孔位于1條剖面上，這樣有助于土層劃分及力學(xué)性質(zhì)比對(duì)。

2.2 深路塹、高邊坡勘察重點(diǎn)及勘察方法

對(duì)于深路塹及高邊坡勘察重點(diǎn)查明邊坡巖土體組成，對(duì)于土層邊坡重點(diǎn)是要提供土層的凝聚力c和內(nèi)摩擦角，對(duì)于由花崗巖殘積土等具有遇水易軟化、崩解特性的特殊性土組成的邊坡，同時(shí)應(yīng)提供飽和抗剪狀態(tài)下凝聚力c和內(nèi)摩擦角。巖質(zhì)邊坡重點(diǎn)是查清巖層的傾向與坡向的關(guān)系，查明邊坡有無(wú)軟弱帶、軟弱夾層及可能產(chǎn)生滑移的界面，利用赤平投影或者理論計(jì)算邊坡整體的穩(wěn)定性。對(duì)于土巖混合邊坡則要根據(jù)巖土層的厚度情況分別進(jìn)行勘察，重點(diǎn)查清巖土分界面處巖土層的工程性質(zhì)。

勘察方法多采用地質(zhì)調(diào)繪、鉆探、原位測(cè)試及物探的方法。地質(zhì)調(diào)繪的重點(diǎn)是調(diào)查邊坡是否位于大的滑坡體上，調(diào)查邊坡巖層的產(chǎn)狀、傾向等，初步判定是否順層坡。鉆探勘探剖面線要求垂直邊坡布置。鉆進(jìn)時(shí)要求干鉆，保證采取樣品具有代表性，對(duì)于取芯困難的軟弱帶，軟弱夾層要求采用雙管或多重管鉆進(jìn)工藝，以保證巖芯采取率，同時(shí)要求保證取樣質(zhì)量。物探手段多采用瞬態(tài)面波法和高密度電法等，工程實(shí)踐瞬態(tài)面波法效果較好，通過(guò)瞬態(tài)面波法技術(shù)獲得邊坡巖土層的瑞雷波波速，通過(guò)解譯劃分坡體巖土層界面及軟弱結(jié)構(gòu)面或滑動(dòng)面的空間分布規(guī)律。

3 橋梁勘察

橋梁工程的勘察主要任務(wù)是查明橋梁樁基位置地質(zhì)構(gòu)造、地基土層的巖性、水文條件等，查明各種不良地質(zhì)對(duì)工程的影響，重點(diǎn)是查明樁端持力層工程性狀及厚度滿足設(shè)計(jì)要求，在其受力影響范圍內(nèi)無(wú)軟弱夾層分布，確保樁端持力層承載力滿足上部荷載要求。

對(duì)于一些特大橋梁，查明橋址的地質(zhì)構(gòu)造情況也是重中之重，斷裂構(gòu)造對(duì)橋位、橋墩選擇、基礎(chǔ)形式及埋深等都有很大的影響，一般在選址階段就應(yīng)進(jìn)行必要的構(gòu)造專題勘察，通過(guò)收集區(qū)域地質(zhì)資料及現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)調(diào)繪工作，對(duì)橋位區(qū)所在位置的斷裂構(gòu)造有大致了解，最后再采取淺層地震及鉆探綜合手段進(jìn)行專題勘察，查明橋址的地質(zhì)構(gòu)造的產(chǎn)狀、寬度等，并評(píng)價(jià)其對(duì)橋梁工程建設(shè)的影響，如屬活動(dòng)性斷裂的，尚需委托地震部門進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià)工作。

對(duì)橋位處樁端持力層工程性狀的勘察則根據(jù)橋位所在位置地層巖性情況，其勘察要求及手段有所側(cè)重。如在花崗巖或碎屑巖地區(qū)，主要是采用鉆探手段為主，因花崗巖存在差異風(fēng)化、球狀風(fēng)化問(wèn)題，孤石較發(fā)育，如砂巖泥巖等碎屑巖極易形成“軟硬夾層”和“軟硬互層”，勘察時(shí)應(yīng)采取有效鉆探工藝保證巖芯采取率，同時(shí)應(yīng)確?？辈煦@孔有足夠的入巖深度，避免樁端落在非完整穩(wěn)定基巖。在巖溶地區(qū)，主要是采用鉆探結(jié)合物探的綜合勘察手段，目的要查清樁端巖層的巖溶的發(fā)育程度和發(fā)育情況，如溶洞的頂板厚度情況、充填物情況等，對(duì)于復(fù)雜地段可結(jié)合物探手段進(jìn)行勘察，如可采用跨孔CT或管波探測(cè)法等，確保樁端持力層厚度及強(qiáng)度滿足上部荷載要求。

4 隧道勘察重點(diǎn)

隧道勘察的重點(diǎn)主要是劃分洞身圍巖等級(jí)和隧道出入口的巖土層及其邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。由于山區(qū)的地形特點(diǎn)及隧道出入口對(duì)地形有較高的要求，進(jìn)行工程鉆探往往比較困難。近年來(lái)，隨著物探技術(shù)逐漸成熟和山區(qū)高速公路的發(fā)展，已被作為主要勘察手段，廣泛應(yīng)用在山區(qū)公路隧道勘察中，目前，常用的方法主要有：地震法、瞬變電磁法、高密度電法及可控源音頻大地電磁法。工程物探作為公路隧道工程地質(zhì)勘探的主要手段，測(cè)得巖質(zhì)隧道圍巖巖體、巖石縱波速、橫波速，從而求得圍巖動(dòng)彈性模量、泊松比等物理力學(xué)指標(biāo)，為隧道洞身的圍巖分類、隧道洞室的開挖和襯砌設(shè)計(jì)提供依據(jù)。具體選用何種工程物探方法時(shí)，要根據(jù)隧道的埋深及場(chǎng)地地層情況進(jìn)行必選，如公路隧道用的最多的淺層地震，在對(duì)深埋隧道其效果就不太理想，同時(shí)淺震對(duì)于微風(fēng)化巖面之下還存在的軟弱夾層就不能揭示?？蛇x大地音頻法。隧道勘察中水文地質(zhì)勘察也是重點(diǎn)之一，采取抽水試驗(yàn)或壓水試驗(yàn)，查明各巖土層的滲透系數(shù)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)隧道涌水量，此外對(duì)于深埋隧道，巖爆勘察也是重中之重，地應(yīng)力測(cè)量也是重點(diǎn)，這幾年由于公路深埋隧道逐漸增多，涉及的這方面工程問(wèn)題也越來(lái)越多，這也需要公路地質(zhì)勘察工作者在這塊工作中多總結(jié)。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著山區(qū)公路的高速發(fā)展，由于山區(qū)特殊的地形地貌，給勘察專業(yè)帶來(lái)諸多新課題，采用傳統(tǒng)的勘察方法和傳統(tǒng)的勘察手段已經(jīng)很難滿足設(shè)計(jì)的需要，存在著許多急需解決的巖土工程勘察技術(shù)問(wèn)題，作為勘察工作者要根據(jù)不同的工點(diǎn)的勘察重點(diǎn)和要求，并綜合考慮地區(qū)地層地形情況，勘察開工前要編制有針對(duì)性的勘察大綱，明確各工點(diǎn)各種工程構(gòu)筑物的勘察要求和勘察重點(diǎn)，采用有效的綜合勘察手段，就能保證提交的勘察成果能滿足設(shè)計(jì)施工的要求。

[1]JTG C20-2011公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].