喀斯特地貌对高速公路的影响及设计要点

喀斯特地貌对高速公路的影响及设计要点

何兴昱

江苏瑞沃建设集团有限公司 江苏 扬州 225600

[摘要]：在喀斯特地貌的地区，地形十分复杂，进行工程建设具有较大的难度和风险，管理起来十分困难，为了在喀斯特地貌对高速公路进行建设，需要明确喀斯特地貌对高速公路的影响，并由此提出设计和管理的要点，本文即对此进行分析，通过本文的分析以期为喀斯特地貌地区的高速公路建设起到理论参考和实践借鉴作用。

[关键词]：喀斯特地貌；高速公路；设计；施工

1喀斯特地貌的环境特征及其对高速公路的影响

1.1喀斯特地貌的环境特征

喀斯特地貌是因为岩石被流水冲击，继而造成了腐蚀，由此形成地层中崩塌、侵蚀组织互相之间发生了作用的地貌。在我国，主要是西部地区和西南地区的喀斯特地貌众多。在这样的地貌当中，碳酸盐岩风化淋溶之后留下的物质累积而形成了地貌当中的土壤，然而这些物质非常不稳定，它们极易溶于水中或者被水冲刷而流走，这样就使得喀斯特地貌下的土壤形成速度非常的慢，水土流失成为非常严重的问题，加上土壤并没有足够的黏合力，地表土层也由此不够稳定[1]。

总的来说，在喀斯特地貌当中，土壤形成速度慢、黏性低，而且分布非常不均匀，这些因素对于高速公路的建设具有重要影响，公路的稳定性难以得到很好的保证[2]。

1.2喀斯特地貌对高速公路的影响

由于上述喀斯特地貌的特征，其对高速公路具有非常大的影响。容易造成高速公路塌陷、滑移、不均匀沉降等方面的问题，对高速公路有极大危害。

喀斯特地貌容易造成高速公路塌陷。塌陷是非常常见的高速公路的问题，因为喀斯特地貌所覆盖的土层没有足够的密度，而且地下水的活动非常的频繁，加上一些人为的因素，使得公路的路面容易塌陷。在喀斯特地貌下，公路很容易没有足够的抗渗透和抗变形的能力，加上土壤的粘着性不够，在受到地下水冲击的时候就容易发生问题，使得公路的承载力不足了[3]。

喀斯特地貌容易造成高速公路滑移。当公路的路基是在不够稳定的坡面的时候，路基的附近如果有溶洞、裂隙等等，就容易使得路基的基地覆盖层发生滑移的情况。因为在喀斯特地貌下，地下水的活动比较多，由此会使得溶洞洞顶板发生问题，会发生扭曲或者断裂，而且喀斯特地貌的土层稳定性又差，这样就容易使得高速公路的地面发生问题，造成公路滑移的情况[4]。

喀斯特地貌容易造成高速公路不均匀沉降。岩溶作用于路基是有非常多的方式和途径的，因为他们具有着不一样的发育形式，所以在高速公路上容易出现起伏不平的状况。在熔岩岩洞的上面部分，土体一般具有着比较大的压缩性，各个地方都有着不同的厚度，在雨水比较多的时候，到处都会有坑洼的情况出现。并且，因为道路地基溶洞的顶板有着不同的厚度和跨度，由此顶板顶部沉降也有非常大的几率发生，正是因为这样的原因，高速公路由此就发生了不同程度的沉降[5]。

喀斯特地貌容易受到岩溶水环境的干扰。在喀斯特地貌当中，岩溶的地下水不但会使得路基受到冲刷和水淹，容易导致突水突泥的情况，还有可能使得路基发生变形，造成稳定性下降[6]。岩溶的水经过了流淌、排泄等等容易使得通道发生堵塞或者变化，有可能导致一系列的地址环境的变化和问题。正是由于水环境的问题，地表和低下的水有不同的压力，使得不平衡的现象发生，路基基底由此会受到影响和损害，使得告诉公路不稳定，影响了行车安全。

2喀斯特地貌下高速公路的设计要点分析

2.1注意根据地质情况来选线

喀斯特地貌地区的地质是十分复杂的，因此在高速公路的设计的时候，需要注意按照地质情况来进行高速公路的选线。

对于溶蚀洼地情况的选线。溶蚀洼地呈现出盆状的特征，其最为特殊的地方就是周围都是灰岩山丘，所以，这样的地质情况的底部往往会有落水洞、漏斗的情况，而且还一般会有2到3米厚的红土，溶蚀洼地大多都是圆形或者椭圆形的，直径也很大，一般超过500米[7]。通常来说，溶蚀洼地是会有很多个相近的漏斗而产生的，如果在选线的时候是从其的中间通过，那么地下的水流系统会给高速公路带来严重的威胁，因此是要避开的。

对于土洞发育区的情况。土洞被红土牢牢覆盖着，它们通常是在岩溶的可溶岩区域。地表的水在逐渐向下渗透的这个过程里就会对土壤侵蚀，进而将其掏空，就形成了土洞，比如，在地下水位在基岩顶面发生改变。地下水在升起来的时候，土壤就受到了水的浸泡，继而崩解了，由此基岩顶面就会有很多的软土，在地下水发生下降的时候，水就会把软土给潜蚀和搬运，这样使得土体就被侵蚀空了，土豆也就这样产生了。土洞一般会有分布比较密集、发育非常迅速、顶板没有足够的强度的特征。土洞对于公路是有着很大危害的，在线路选择的时候是需要做好规避的。

对于一些地质比较复杂的地区的线路选择。可以更多地从难溶岩分布的地区进行，可溶岩的地区一般都有着非可溶岩和弱可溶岩，会受到断裂带的影响，因此在选择路线的时候需要更多地从难溶岩的地区进行。

路线需要对大断层破碎带的地方避开，如果实在是没有办法避开，那就和它相交，相交的角度要尽可能地大，因为断裂带的岩石都是比较碎的，所以其是非常容易被水浸泡侵蚀的，因为岩溶区断裂的地方通常是地质组织发育非常强烈的区域，这些区域的岩溶水一般都比较多，会对公路造成很大的危害。

如果在不得已非要在大型岩溶谷地穿越的时候，那么一般在山坡下部会比较好，尤其可以在大型槽谷周边，这样不仅仅不会讲农田占用太多，而且也减少了路基受到侵蚀的可能。

总之，在对高速公路进行选线的时候，要注意根据喀斯特地貌的多种情况来进行比较选择，例如表1的选线表：

表1 高速公路选线表

2.2以多目标协调设计

喀斯特地貌下高速公路的设计还需要注意的是，要以多目标协调设计。在设计的具体过程中，要将多目标协调作为重要的原则，设计的时候尤其要以地质和生态的建设作为其中优先的目标，结合当地的地质情况以及社会经济的具体情况，通过对技术灵活应用，充分做好高速公路建设和使用中经济、安全、快捷、舒适之间的联系。

以瑞丽至孟连高速公路为例，路线经过德宏州、保山市、临沧市和普洱市，串联了瑞丽、畹町、南伞、清水河、永和、孟连等地区，公路沿线穿越地貌有剥蚀低山、岩溶山地、构造侵蚀与溶蚀谷地，相间峡谷、河谷，中山等多种地貌单元，坡30°～60°，沟谷多呈“V”字型，谷底有少量第四系冲洪积层堆积，局部见基岩出露。

其处于喀斯特地貌下，建设过程中受到地质环境的诸多影响，在该高速公路设计的过程中，就充分考量到了周边的环境，以地形地貌、气象条件、河流、水文、地质条件进行综合评判，以安全、生态、文化、优质、和谐、示范来作为公路设计的目标，在设计的环节中都要秉承安全、环保、和谐的理念，在设计的路线上，避免了农田和生态保护区，避开了喀斯特地貌地质不符合要求的地段。

2.3做好喀斯特地貌环境下地质问题防治的计划

在喀斯特地貌下高速公路的设计来看，还需要做好喀斯特地貌环境下地质问题防治的计划，针对岩洞、岩溶水、溶蚀裂隙、岩溶路基做好处理。对于不一样的层级当中的岩溶，需要具有针对性的手段，按照岩溶具体的位置、包括的范围、水流的具体状况等等因素，通过综合手段来进行治理。在对路基进一步加强稳定，还需要兼顾对于周围的生态情况的保护，以免进一步造成环境破坏或者污染的情况。要做好喀斯特地貌下高速公路地质问题防治，需要兼顾非常多的方面，对于一些典型的问题需要有针对性地处理，例如，对于溶洞问题，可以对溶洞进行注浆或填埋，提升稳定性。对于岩溶水这个问题，那么则可以做好排泄和疏导，还可以进行截留的处理[8]。

3 总结

总而言之，在喀斯特地貌的地区，地形十分复杂，进行工程建设具有较大的难度和风险，管理起来十分困难，因此应当明确喀斯特地貌对高速公路的影响，并注意各项设计要点，在对公路进行设计的过程中，还需做到注意根据地质情况来选线，以多目标协调设计，做好喀斯特地貌环境下地质问题防治的计划，通过多种措施来规避喀斯特地貌对高速公路的影响。

参考文献：

[1]王建,王丽君,等.岩溶地区公路隧道穿越大型溶洞处治措施分析[J].地下空间与工程学报,2020(S02):8.

[2]范冠英.地下水对岩溶公路隧道施工安全性影响模糊评价模型研究[J].市政技术,2020,38(3):4.

[3]王梅,肖斌,等.川东互层式岩溶山区公路隧道涌水量预测分析[J].地下水,2020,42(5):5.

[4]蒋能,宁世江,等.广西喀斯特公路护坡植物的选择与配置研究[J].湖北农业科学,2019,058(004):63-67,73.

[5]朱赞,甘淑,袁希平,等.三维激光扫描技术对岩溶区公路滑坡要素提取[J].测绘科学,2019.

[6]苗勇.岩溶地区公路桥梁工程勘察与桥基处理[J].湖北农业科学,2021(2):118.

[7]曹鸿斌.岩溶区公路路基稳定性的区间模糊评判分析方法[J].新丝路：上旬,2020(7):1.

[8]赵水鹏.公路隧道岩溶施工技术方法思考[J].交通节能与环保,2019,15(01):110-112.