关于山区高速公路地质工作的几点研究

关于山区高速公路地质工作的几点研究

宋威毕煜

宋威毕煜（中国煤炭国际经济技术合作总公司）

摘要：山区公路环境载体主要是自然环境，也是地质环境。山区一般地形地质条件复杂，地质环境脆弱，地质灾害多发，高速公路的建设不可避免的要切坡、填沟、打洞（隧道），对地质环境造成严重破坏，处理不好还会诱发和加剧各种地质灾害，增加公路建设投资，影响工期，甚至给运营阶段带来严重的安全隐患。因此山区高速公路的环保主要是地质环境的保护和地质灾害的防治。本文论述了山区高速公路建设地质工作存在的问题，并对山区高速公路地质科技发展前景进行了展望。

关键词：山区高速公路工程地质条件问题

0引言

由于国民经济的发展和路网完善的需求，高速公路逐步进入山区。高速公路由于其线形指标高，工程艰巨，投资巨大，对自然环境的破坏也非常严重。随着环境保护理念的日益深入人心，对于山区高速公路的勘察设计、施工运营等方面的环保要求也越来越高。

1正确认识地质工作的重要性和特殊性

由于岩土体的组成物质差异，更重要的是在岩土体内部分布有大量的不连续界面，把完整的岩土体分割成许多块体，总体为非均质体，在应力的传递上非常复杂，因此岩土工程属于非线性科学。现有的岩石力学、土力学、岩体力学等均难以准确的描述岩土体实际的力学本构关系。地质灾害的发生除了其本身的因素外，还受到许多外界的因素影响，十分复杂。因此，对于岩土工程的分析计算只能是半定量的，在很大程度上受分析者经验的制约。对于已经存在的滑坡、崩塌、泥石流等地质病害，其周界相对清楚，各种勘察设计技术规范较完备，认识起来相对容易。最难的是对于现状稳定的高边坡，预测其人工开挖后的稳定性。对于其地质构造的分析，地质－力学模型的建立，稳定计算分析都十分困难。勘察深度难以保证，稳定性计算方法不够科学，边坡设计时也有其不合理之处，如一般都只给出最终的边坡坡率和边界，各种边坡加固设计也是针对最终边坡的，各种分析计算也是以最终边坡为约束条件的。这样即使地质条件清楚，分析计算合理，设计稳妥，施工严格遵循规范和设计要求，也往往会出现难以预料的地质病害。其中一个重要原因是未对开挖过程中的各种边坡条件进行分析计算，虽然按最终边坡条件计算是稳定的，但不能够保证任意开挖条件下边坡都是稳定的。因此对于从事边坡设计的岩土工程师而言，应该对于边坡开挖过程中的多种控制性断面稳定性进行计算，提供合理的开挖步骤和各种稳定的开挖断面，并对不稳定的中间边坡提出临时性的工程加固措施，以保证边坡的稳定开挖。

2山区公路建设地质工作中存在的问题

2.1前期阶段一般表现为前期阶段对地质工作不够重视，地质遥感工作不做或精度不够，不能够贯彻地质选线的原则，导致选定的路线走廊带中地质病害多，处理难度大，给后期工作带来极大难度。

初步设计阶段，由于路线方案调整较大，而工期紧张，因此很多勘察工作量作废，路线地质精度不够，部分工点缺少地质资料，给设计工作带来隐患，也使得施工图设计阶段路线方案有时发生较大调整。

施工图设计阶段不做或漏做重要工点的1：2000地质测绘，或虽做了但精度不够；对一些地质病害研究不深，导致对一些重要工点的勘察深度不够；对于路线地质调查深度不够，导致一些地质敏感点遗漏，在施工中出现地质病害。构造物勘察相对较细，而路基方面的勘察则往往较粗略。

目前的山区公路工程勘察还存在许多有待改进的地方。由于现在很多项目的勘察设计工期都非常紧张，如何在很短的时间内达到尽可能高的勘察精度，的确是一个难题。为抢时间，现在地质勘察工作很大一部分外委出去，全线人员设备上了很多，但在施工中仍会暴露出很多地质问题。这一方面是由于地质现象的隐蔽性和地质科学的复杂性，难以全面深入地认识地质现象，另一方面也是由于从事岩土工程的技术人员本身能力有限所致。岩土工程在一定程度上属于经验学科，技术人员的经验非常重要。外委的勘察单位一定要过硬，对于其提供的地质资料要进行审核，去伪存真，对于不能够满足规范和设计要求的坚决返工。在其外业和内业阶段要进行监督，多沟通。外行业的地勘队伍往往对公路工程的特点及公路勘察规范了解不够，不能够有针对性的进行勘察，资料经常不能满足设计要求。另外由于工期紧，技术准备不足，勘察手段不合理，经常导致勘察深度不足，如隧道勘探未采用双管单动钻进，无法判断RQD，钻探工艺和技术不过硬，岩石取心率低，钻孔水文地质试验数据不足，对边坡勘察无法判断滑动面，无法取得可信的各种力学参数，物探手段与其他勘探手段的互相校核精度不够等，甚至有个别单位编造资料应付设计。所以不仅要看投入了多少人力物力，还要看投入人员技术水平、职业技能和职业道德素质如何，拟定的勘察方案是否合理，对地质现象的认识是否科学。在实践中，由于技术人员水平参差不齐，经常会出现错判、漏判地质病害的现象。因此加强公路岩土工程从业人员的技术水平是非常紧迫的事情。

2.2施工阶段地质技术力量薄弱，岩土工程监测和监理不力，施工工序和方法不对，导致地质病害的加剧，甚至诱发地质病害。对工程地质特点认识不足，不能够及时预测和反馈地质病害，只能被动地等待地质病害的发生。

2.3运营阶段地质工作目前还基本上是空白，无法保证山区高速公路的安全顺畅。

3未来展望

技术进步是山区高速公路成功修筑的重要保证。现在采用三维数模，可以很快的得出路线平纵面模型，任意切割纵横断面，发现问题之后可以很快的调整线位并重新进行分析，大大提高了工作效率。相信随着3S技术的发展，今后三维数模会和三维地学模型、岩土工程专家分析系统结合起来，对于重要工点通过现场地质工作，建立地质－力学模型，通过专家分析系统，可以任意模拟边坡开挖后的形状及物理力学状态的变化，迅速分析其稳定性，进行针对性的设计。甚至还可以对边坡等地质病害通过互联网进行远程会诊，聚集各方面力量以解决问题。

4工程质量控制措施

地质环境保护和地质灾害防治是山区高速公路建设成败的关键，为此必须重视地质工作。

4.1业主要认识到，前期的地质工作一定要认真细致，勘察设计阶段多花些钱和时间，尽量详细地查明地质条件，避免地质隐患，对于施工来说会节约大量的投资和工期。

4.2设计阶段的地质勘察工作必须加强，要达到必要的深度。

4.3施工单位要加强地质技术力量，业主单位也要增加地质技术人员，岩土工程监理工作要加强。

4.4运营阶段的岩土工程监测工作必须重视。

4.5单纯依靠前期地质工作对地质客观规律和地质环境的认识是不够的，在设计施工运营的全过程中要不断的加强地质工作。

4.6由于地质条件的复杂性，虽然进行了前期地质勘察工作，在施工和运营中出现地质病害也是正常的。

4.7设计阶段深入细致的地质工作可以确保施工时不出现大的地质病害，施工阶段的细致的地质工作可以确保运营期间不出现大的地质病害。

4.8公路勘察设计、施工、建设及运营管理单位一般岩土工程技术力量相对薄弱，应加强人才培养，适应山区高等级公路建设的需要。

山区高速公路的修建对勘察、设计、施工、监理、管理等各个环节和部门都提出了更高的要求，大家要加强学习，真正重视问题的严重性。可以说，山区高速公路的修建，岩土工程是关键，地质病害是控制性因素。