研究高速公路工程中地質(zhì)勘察工作要點(diǎn)

武永明

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030006)

1 高速公路地質(zhì)勘察一般要求

(1)在全線范圍內(nèi)做好地質(zhì)調(diào)繪，在調(diào)繪范圍方面，需要和路線方案做好對(duì)比，并應(yīng)保證與工程設(shè)計(jì)提出的要求完全相符，另外，觀測(cè)點(diǎn)實(shí)際布置情況和密度大小都要滿足規(guī)范提出的要求，不同觀測(cè)點(diǎn)所在位置的定位精度應(yīng)能達(dá)到工程相對(duì)應(yīng)的要求。

(2)對(duì)勘探點(diǎn)實(shí)施布設(shè)時(shí)，要對(duì)微地貌情況及其變化進(jìn)行充分考慮，所有類型的地貌單元均應(yīng)進(jìn)行勘探點(diǎn)的布設(shè)，并在地貌可能出現(xiàn)突變和異常的位置，和對(duì)工程質(zhì)量有較大影響的位置需要對(duì)勘探點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)加密。

(3)將勘探的重點(diǎn)放在不良地質(zhì)分布和特殊巖土上，在地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單的段落，應(yīng)按照一定間距進(jìn)行勘探點(diǎn)的布設(shè)。

(4)在地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單的段落進(jìn)行勘探時(shí)，需以簡(jiǎn)便方式為主，如觸探、挖探與鉆探，而在地質(zhì)條件較為復(fù)雜的段落，以綜合物探為宜，并根據(jù)實(shí)際情況輔以鉆探。

(5)對(duì)于技術(shù)性鉆孔，需將其布設(shè)在有代表性與特殊性的位置，對(duì)于技術(shù)性鉆孔，其按照50%嚴(yán)格控制，并優(yōu)先考慮交互布設(shè)的方式。除此之外，針對(duì)技術(shù)性鉆孔，還需要采取有效措施保證巖芯的采取率，特別是復(fù)雜巖土層，如軟質(zhì)巖土、破碎巖層。

(6)測(cè)試中應(yīng)根據(jù)具體地質(zhì)單元選擇有代表性位置開展，用于確定沿線范圍內(nèi)不同土石的基本性質(zhì)及特性。

(7)不同的勘探點(diǎn)往往要實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)，對(duì)不同的分項(xiàng)工程予以統(tǒng)計(jì)，列出包含位置和工作量等在內(nèi)的內(nèi)容，然后給出合理化工程建議。

2 高速公路地質(zhì)勘察要點(diǎn)

2.1 路基初勘

(1)在一般路基中，初勘要確定地基和邊坡能否保持穩(wěn)定，同時(shí)要和路線對(duì)應(yīng)的地質(zhì)圖做到一同繪制。根據(jù)具體復(fù)雜情況對(duì)勘探點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)，多數(shù)情況下應(yīng)布設(shè)在特征點(diǎn)上，間隔距離一般按照200～500 m的范圍控制。測(cè)試點(diǎn)主要布設(shè)于土質(zhì)段落，其數(shù)量按照勘探點(diǎn)數(shù)量的50%控制，在野外鑒別的基礎(chǔ)上做好各項(xiàng)常規(guī)試驗(yàn)，包括物理試驗(yàn)、水理試驗(yàn)、化學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)。

(2)在高路堤中，初勘的目的是查明荷載持續(xù)作用影響下，地基可能出現(xiàn)的滑移與沉降現(xiàn)象，并確定地基能否保持穩(wěn)定，主要是對(duì)不同地層所在位置、層厚及土體類型等進(jìn)行全面調(diào)查和分析。除此之外，還應(yīng)確定承載力與抗剪強(qiáng)度等重要指標(biāo)，最終對(duì)路基在受到附加荷載持續(xù)作用后能否保持穩(wěn)定進(jìn)行判定。對(duì)地質(zhì)平面圖進(jìn)行測(cè)繪，得到路線平面圖，其精度需按1∶2 000嚴(yán)格控制。對(duì)控制橫斷面進(jìn)行測(cè)繪，其間隔距離按200～500 m控制，每個(gè)工段上要有2個(gè)以上斷面，在每個(gè)斷面上還要有2個(gè)以上勘探點(diǎn)。

(3)在坡度為1∶2以上的陡坡段，需查明是否會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)，并對(duì)覆蓋層具體層位、厚度、土體類型、基巖具體傾斜度、巖性產(chǎn)狀、風(fēng)化強(qiáng)度、地表水情況、地下水情況，最終確定相應(yīng)的抗滑指標(biāo)與抗剪指標(biāo)。

(4)對(duì)于邊坡超過20 m的深路塹，以及需要處理的危險(xiǎn)邊坡，應(yīng)通過細(xì)致的調(diào)查明確軟弱結(jié)構(gòu)面是否存在滑動(dòng)的危險(xiǎn)，并對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行判斷。調(diào)查開挖邊坡揭露的巖土層與軟弱結(jié)構(gòu)面整體滑動(dòng)穩(wěn)定性、邊坡體的巖土體具體構(gòu)成、不同層位巖土界面坡度與傾向、風(fēng)化程度、邊坡上各層位的厚度、邊坡巖層的具體層位與厚度，此外還需對(duì)地形地貌及水文地質(zhì)做詳細(xì)調(diào)查，特別是地下水具體埋深和滲水等狀況。

(5)在支擋工程路段中，需探明是否有下臥層存在，當(dāng)存在下臥層時(shí)，還要對(duì)其具體分布狀況予以調(diào)查。對(duì)承重地基當(dāng)中處于不同層位的地質(zhì)構(gòu)造、物理力學(xué)指標(biāo)與水文地質(zhì)條件等做全面調(diào)查，以此為依據(jù)選定最佳工程方案。

(6)在河岸防護(hù)工程中，需對(duì)岸坡的地質(zhì)情況、水力特征和沖淤變化規(guī)律等進(jìn)行調(diào)查，確定地層條件、巖土構(gòu)成和各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)，最終確定具體的工程范圍。

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(7)在改河工程中，需對(duì)原河道中的水流情況、水力、沖刷等進(jìn)行調(diào)查，確定改移河段對(duì)應(yīng)的地形地貌條件和水文地質(zhì)條件，在完成改移工程之后，需對(duì)河岸兩側(cè)與下游實(shí)際沖刷情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，進(jìn)而通過分析確定是否需要采取防護(hù)工程。

2.2 橋梁勘察

(1)重點(diǎn)對(duì)橋梁的臺(tái)、墩地基覆蓋層厚度與承載力、基巖埋深、風(fēng)化程度與承載力進(jìn)行勘察。

(2)繪制橋梁的軸線和墩臺(tái)軸線地質(zhì)縱斷圖，其比例和路基的橫斷面完全相同。

(3)每條軸線都要有一個(gè)以上勘探點(diǎn)，包括露頭、挖探、鉆探、觸探與物探。

(4)測(cè)試主要采用鉆探、露頭與挖探的方法進(jìn)行，既可目測(cè)，也可進(jìn)行原位測(cè)試。

2.3 不良地質(zhì)勘察

(1)滑坡

①和路線或工程方案有一定關(guān)聯(lián)的滑坡必須提供專門的勘察報(bào)告，處于路線走廊中的滑坡，應(yīng)認(rèn)真做好調(diào)繪，在必要的情況下還應(yīng)開展物探。

②查明滑床和滑體對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)特征，并對(duì)滑坡范圍內(nèi)的地貌、水文和氣象條件等進(jìn)行調(diào)查。

③繪制比例為1∶500～1∶2 000的地質(zhì)平面圖和比例為1∶100～1∶400的地質(zhì)縱斷面圖。

④對(duì)于大型滑坡，需設(shè)置足夠的地質(zhì)斷面，在主滑動(dòng)方向上進(jìn)行布設(shè)，對(duì)于每條勘探線，都應(yīng)設(shè)置3個(gè)以上勘探點(diǎn)，各勘探點(diǎn)之間的距離應(yīng)控制在50 m以內(nèi)，在穩(wěn)定地段也應(yīng)布設(shè)勘探點(diǎn)。在滑坡的邊緣和埋藏相對(duì)較淺的地段應(yīng)進(jìn)行挖探，以此揭露出滑動(dòng)帶，并對(duì)滑動(dòng)帶的原狀樣進(jìn)行采集。

⑤鉆孔巖芯不僅要滿足一般要求，還應(yīng)對(duì)各項(xiàng)滑坡特征進(jìn)行描述，如擦痕、摩擦熱變質(zhì)、燒結(jié)情況、變色情況和滑帶的厚度。

⑥鉆挖探以干鉆為宜，同時(shí)要合理安排試驗(yàn)，對(duì)于粘性土和巖石，都應(yīng)取原狀樣；而對(duì)于砂、礫和碎石，應(yīng)取擾動(dòng)樣。

⑦試驗(yàn)項(xiàng)目主要包括以下幾種：a相對(duì)密度與天然密實(shí)試驗(yàn)；b天然含水量試驗(yàn)；c顆粒分析；d塑、液限試驗(yàn)；e內(nèi)摩擦角試驗(yàn)；f粘聚力試驗(yàn)。對(duì)于無(wú)法通過測(cè)定得出的內(nèi)摩擦角與粘聚力，可通過反算確定。

(2)崩塌和巖堆

①查明巖堆體基本地層結(jié)構(gòu)和巖性等情況，并對(duì)包含地貌、氣象和水文在內(nèi)的各項(xiàng)資料進(jìn)行收集。

②繪制比例在1∶500～1∶2 000范圍內(nèi)的地質(zhì)平面圖和比例在1∶200～1∶2 000范圍內(nèi)的地質(zhì)縱斷面圖。

③每個(gè)巖堆都要布設(shè)1條以上勘探線，其間隔距離按照不超過50 m嚴(yán)格控制，在每條勘探線上都要布設(shè)3個(gè)以上勘探點(diǎn)。

④在做好以上調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，還應(yīng)安排各項(xiàng)必要的試驗(yàn)。

(3)泥石流

①對(duì)泥石流的形成范圍和溝谷中的縱坡及物源分布情況等進(jìn)行調(diào)查，確定堆積區(qū)、形成區(qū)和流通區(qū)具有的各項(xiàng)特征?？碧讲⒉槊鞫逊e區(qū)中的地層結(jié)構(gòu)和巖性。

②測(cè)繪比例在1∶2 000～1∶10 000范圍內(nèi)的地質(zhì)平面圖和比例在1∶2 000～1∶10 000范圍內(nèi)的地質(zhì)縱斷面圖，同時(shí)還要做好氣象水文調(diào)查工作，包括暴雨的強(qiáng)度與持續(xù)時(shí)間。

③勘探線通常按照十字形進(jìn)行布設(shè)，其中，縱向勘探線一般沿洪積扇脊部進(jìn)行布置，而橫向勘探線則沿等高線進(jìn)行布置，橫、縱向的交點(diǎn)應(yīng)處在洪積扇的重心。在每條勘探線上，應(yīng)布設(shè)兩個(gè)以上勘探點(diǎn)，相鄰兩個(gè)勘探點(diǎn)之間的距離應(yīng)控制在50 m以內(nèi)。

④在做好以上調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，還應(yīng)安排各項(xiàng)必要的試驗(yàn)。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，地質(zhì)勘察是高速公路工程建設(shè)重要基礎(chǔ)工作，對(duì)保證工程建設(shè)順利完成和工程質(zhì)量有重要意義。為使地質(zhì)勘察發(fā)揮出應(yīng)有作用效果，應(yīng)在滿足各項(xiàng)一般要求的基礎(chǔ)上，明確勘察要求，并予以嚴(yán)格控制。