山区高速公路勘察主要岩土问题分析

山区高速公路勘察主要岩土问题分析

蒋栋梁

中铁十四局集团隧道工程有限公司

摘要:随着经济的发展和人们对于出行便利的要求,我国高速公路建设正在如火如荼的展开。高速公路的建设为我国经济的发展和人们生活水平的提高作出了巨大的贡献。目前,沿海以及内陆地区的高速公路建设水平比较高,而山区由于地势地貌的限制,高速公路建设水平相对滞后。在施工过程中,对高速公路的施工质量具有严格的要求。尤其是山区高速公路建设,需要在施工前,对当地的气候、地质地貌尤其是岩土情况进行勘察,保证高速公路建设符合要求,且具有安全性。另外,对周围岩土情况进行勘察,也能够避免在施工当中路线选择不当导致的工期延长、停止,费用增加等情况的发生。本文以江门至肇庆高速公路的公路勘察为例,从中吸取实践经验,对山区高速公路工程勘察方法和内容进行简单的介绍,并提出公路勘察的注意事项,希望给山区高速公路的勘察工作带来一点帮助。

关键词:山区;高速公路;勘察;岩土问题

一、岩土工程概述

岩土工程,是指通过对现场岩体和土体等地质情况进行勘察,并对其与工程结构、施工过程等的关系进行分析,最终加以利用的过程。岩土工程的整个实施过程包括勘察-设计-施工-监测-监理等几大方面。作为专业的岩土工程施工人员来说,要对岩土知识进行熟练的掌握,并对施工过程进行了解,将两者将结合,才能够促进工程施工的顺利进行。

就我国目前山区高速公路建设来说,其建设标准越来越高,对施工质量的要求也越来越严格。施工前的岩土工程的勘测问题,涉及到公路线性、走向、施工安全以及投入使用后的安全问题与当地地形地貌的关系,需要保持科学严谨的态度开展工作。由于山区地形比较复杂,在高速公路建设中,还涉及到铺设高架桥、进行隧道深挖和高填深挖等工程,其复杂程度可想而知[1]。而施工前的岩土勘测正是要解决这些问题。

二、山区高速公路勘察中遇到的主要岩土问题

本文以江门至肇庆高速公路为例,对山区高速公路中的岩土问题进行分析。江门至肇庆高速公路位于珠江三角洲西部地区,是珠江三角洲经济区外环公路西环段。这条高速公路起始段分别是江门市杜阮镇和肇庆四会市东城区。该项目通过与广明、广肇、广贺和江鹤、佛开等高速公路相连,使珠江三角洲形成一个高速公路网。其中G11施工合同段,全长7.1km,位于肇庆市内,沿线经过高要蚬岗镇。针对其岩土工程勘察中遇到的问题进行简单分析。

(一)隧道工程问题

山区高速公路建设过程中,不可避免的要遇到隧道建设问题。在地质勘察当中,需要对当地地形地貌进行分析。江门至肇庆高速公路中,毛毡岭隧道,左右线分别长4762m和4821m,左右隧道分离设计。在进行岩土勘察过程中,采用了十分复杂的岩土工程实际方法和施工工艺,在整个高速公路建设中,技术含量比较高。其复杂性主要表现在:1、支护结构之上的荷载受到多种因素的影响。该地区的地质环境、地貌地形以及隧道跨度等自然因素和支护过程中使用的技术、施工方法以及对施工质量的要求等主观条件都是其影响因素。2、施工过程中针对不同地段和施工要求,需要采取不同的支护方式。3、支护结构与周围岩土进行相互作用,导致施工设计和对施工质量的维持比较困难。4、岩土的质量、施工中的荷载、支护结构和施工方法几种因素共同影响,给施工带来了难度。在施工过程中,需要对这些条件进行反复的分析,是施工难度比较大的原因[3]。地质条件、开挖隧道的跨度和隧道洞口处地形地质的状况,对隧道的施工起到关键性作用,因此,在进行公路勘察过程中,需要针对这几项问题进行重点勘察[3]。隧道洞口周围的地质条件越好,越便于高速公路工程的设计和施工。

(二)高边坡防护问题

在对山区高速公路施工之前,需要对周围岩土环境进行勘察。对于公路两侧,需要进行高边坡的防护。对于矮边坡,岩土条件比较好的地区,可以使用草类植被进行防护,避免雨季对路堤进行冲刷,以维持边坡稳定。对于高边坡,由于雨水和风化作用,需要采取护面墙、砌拱砖等方式进行防护,防止边坡不稳。对于高度在16米以上的高边坡,则需要实施高边坡防护措施,或者采用挡土请等工程进行防护。对岩体内部进行加固后,可以使用预应力锚杆挡土墙、锚杆挡土墙等进行高边坡防护。在进行边坡岩土土质的勘察时,需要对边坡稳定性和挡土墙的最大承受力进行科学的计算,以保证高边坡防护的科学性[4]。边坡去稳有很多种形式,采取什么样的形式,需要在勘察过程中,对地势、地形和地质条件进行详细的勘察。例如,对于硬岩层,需要针对其容易崩塌的特点进行防护,对于软岩层,则需要对其顺层滑动特质进行防护,对于土质边坡则需要防止其整体滑动。由此看来,高边坡防护问题需要根据岩土勘察的结果进行合理的设计。

(三)滑坡问题

作为一种地质灾害,滑坡对高速公路的危害比较大。这也是在高速公路勘察中需要注意的问题,此类岩土问题在雨水比较多的南方地区比较常见。特别是对于雨季比较长且雨水量比较多的地区,山区滑坡现象会更加的普遍。滑坡不仅会给高速公路通车带来安全隐患,还会进一步造成交通瘫痪,引发很多的安全事故。对其进行整治,需要付出高昂的代价并且处理起来比较复杂。尤其是对于规模比较大且滑动面深的滑坡。对于这类岩土问题,在勘察的时候,尽量避开此类地段的高速公路设计,如果必须要经过滑坡地区,需要采用抗滑挡土墙、抗滑桩、防护网、注浆等手段进行防护[6]。在进行滑坡整治时,需要采取多种防护方式相结合的手段,以增加防滑效果。对于滑坡发生比较频繁且力度比较大的地区,可以采用抗滑桩和抗滑锚索进行防护,效果比较好。

(四)桥涵问题

高速公路桥涵基础建设,在地质条件好的地区,施工难度比较小,但是在地基承载力比较低的地质条件下,会出现使用施工问题。在进行勘察过程中,需要针对当地的地质条件进行详细的勘察,在对桥涵进行设计时,需要结合地质条件对桥涵进行不同的处理。一般情况下,可以采用岩土工程技术对桥涵技术进行特殊基础处理,保证其施工安全性。通过注浆、锚杆、锚索等方式,可以对现场地质条件进行合理的利用,对底层基础和桥涵壁进行加固,保证施工和通车的安全性。通过上述方式进行桥涵加固,可以对桥涵的受力特点进行整体设计。对于基底部地基不均匀或者有地质断层等问题,可以通过提高地基承载能力进行设计施工。对于一些半山坡墩台或者水平负荷较大的桥台,也可以采取上述加固方式。

三、山区高速公路岩土勘察中需要注意的问题

对于山区高速公路等大型岩土工程建设来说,需要在勘察阶段进行工程设计和施工的预测,以使设计和施工更加的合理,保证施工顺利进行。要想对山区高速公路勘察工作进行科学的设计,就需要在勘察过程中对地质进行详细的分析。地质条件不仅与勘察工作有关,贯穿在整个设计和施工当中。岩土勘察中,对于环境比较复杂的地质环境,需要一定的技术和勘察经验,并且在勘察过程中注意以下问题:

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