2020年巖土工程師答疑:主要工程地質(zhì)問題有哪些?

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問題：

主要工程地質(zhì)問題有哪些?

答疑：

(一)路線選擇工程地質(zhì)論證

路線選擇是由多種因素決定的，地質(zhì)條件是其中的一個重要的因素，也是控制性的因素.路線方案有大方案與小方案之分，大方案是指影響全局的路線方案，如越甲嶺還是越乙?guī)X，沿A河還是沿B河，一般是屬于選擇路線基本走向的問題;小方案是指局部性的路線方案，如走埡口左邊還是右邊，沿河右岸還是左岸，一般是屬于線位方案。工程地質(zhì)因素不僅影響小方案的選擇，有時也影響大方案的選擇。下面分山嶺區(qū)與平原區(qū)兩種情況進行研究。

1、山嶺區(qū)

(1)沿河線

由于沿河路線的縱坡受限制不大，便于為居民點服務(wù)，有豐富的筑路材料和水源可供施工、養(yǎng)護使用，在路線標準、使用質(zhì)量、工程造價等方面往往優(yōu)于其他線型，因此它是山區(qū)選線優(yōu)先考慮的方案。但在深切的峽谷區(qū)，如兩岸張裂隙發(fā)育，高陡的山坡處于極限平衡狀態(tài)時，采用沿河線則應(yīng)慎重考慮。

沿河線路線布局的主要問題是：

①路線選擇走河流的哪一岸;

②路線放在什么高度;

③在什么地點跨河。

關(guān)于第③個問題將在橋渡部分詳細討論，這里的討論只涉及①、②兩個問題。路線選擇走河流的哪一岸，應(yīng)結(jié)合河谷的地貌、地質(zhì)條件進行分析比較。為了避讓不利地形和不良地質(zhì)地段，還可考慮跨河換岸。為求工程節(jié)省、施工方便與路基穩(wěn)定，路線宜選擇在有山麓緩坡、較低階地可利用的一岸，盡可能避讓大段的懸崖峭壁。在積雪和嚴寒地區(qū)，陰坡和陽坡的差異很大，路線宜盡可能選擇在陽坡一岸，以減少積雪、翻漿、涎流冰等病害。

在順向谷中，路線應(yīng)注意選擇在基巖山坡較穩(wěn)定、不良地質(zhì)現(xiàn)象較少的一岸。在單斜谷中，如為軟弱巖層或有軟弱夾層時，一般應(yīng)選擇在巖層傾向背向山坡的一岸;如為堅硬巖層時，則應(yīng)結(jié)合地貌考慮，選擇較為有利的一岸。 在斷裂谷中，兩岸山坡巖層破碎、裂隙發(fā)育，對路基穩(wěn)定很不利。如不能避免沿斷裂谷布線時，應(yīng)仔細比較兩岸出露巖層的巖性、產(chǎn)狀和裂隙情況，選擇相對有利的一岸。在山地河谷中，常常會遇到崩塌、滑坡、泥石流、雪崩等不良地質(zhì)現(xiàn)象。如兩岸皆有，應(yīng)通過詳細調(diào)查分析，選擇比較有利的一岸;如規(guī)模大、危害重且不易防治時，則應(yīng)考慮避讓�？绾拥綄Π侗茏寱r，還應(yīng)考慮上述不良地質(zhì)現(xiàn)象可能沖擊對岸的范圍

在強震區(qū)的沿河線，更應(yīng)注意避讓懸崖峭壁以及大型不良地質(zhì)現(xiàn)象地段;避免沿斷裂破碎帶布線并努力爭取地質(zhì)地貌條件對抗震有利的河岸。沿河線的線位高低，應(yīng)根據(jù)河岸的地質(zhì)地貌條件以及河流的水流情況來考慮。沿河線按其高出設(shè)計洪水位的多少，有高線、低線之分。高線一般位于山坡上，基本不受洪水威脅，但路線較曲折，回旋余地小;低線路基一側(cè)臨水，邊坡常受洪水威脅，但路線標準較高，回旋余地大。

在有河流階地可利用時，通常認為利用一級階地定線是最適當(dāng)?shù)模�因為這種階地可保證路線高出洪水位，同時由于階地本身受切割破壞較輕，故工程較省。

在無河流階地可利用時，為保證沿河低線高出洪水位以上，免遭水淹，勘測時應(yīng)該仔細調(diào)查沿線洪水位，作為控制設(shè)計的依據(jù)。同時應(yīng)采取切實有效的防護措施，以確保路基的穩(wěn)定和安全。在強震區(qū)，當(dāng)河流有可能為崩塌、滑坡、泥石流等暫時阻塞時，還應(yīng)估計到這種阻塞所造成的淹沒以及潰決時的影響范圍，合理確定線位和標高。

(2)越嶺線。

橫越山嶺的路線，通常是最困難的，一上一下需要克服很大的高差，常有較多的展線。越嶺線布局的主要問題是：

① 埡口選擇;

② 過嶺標高選擇;

③ 展線山坡選擇。

這三者是相互聯(lián)系、相互影響的，不能孤立的考慮，而應(yīng)當(dāng)綜合考慮。

越嶺方案可分路塹與隧道兩種。選擇哪種方案過嶺，應(yīng)結(jié)合山嶺的地形、地質(zhì)和氣候條件考慮。下列情況可以考慮隧道方案：

①采用較短隧道可以大大縮短路線長度、改善路線標準時;

②在高寒山區(qū)采用隧道可以避免或大大減輕冰、雪災(zāi)害時;

③地面崩塌、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象較發(fā)育時。

不同的越嶺方案有不同的考慮。對于路塹過嶺方案，選擇標高最低的埡口和適宜展線的山坡是非常重要的;對于隧道過嶺方案，選擇標高最低的埡口是沒有重要意義的，而應(yīng)選擇可以用較低標高和較短隧道通過的埡口。關(guān)于隧道工程的地質(zhì)問題，將在地下洞室部分詳細討論，這里著重討論路塹方案的一些工程地質(zhì)問題。

(1)埡口選擇。

埡口是越嶺線的控制點，在符合路線基本走向的前提下，要全面考慮埡口的標高、地形地質(zhì)條件和展線條件來選擇。通常應(yīng)選擇標高較低的埡口，特別是在積雪、結(jié)冰地區(qū)，更應(yīng)注意選擇低埡口，以減少冰、雪災(zāi)害。對寬厚的埡口，只宜采用淺挖低填方案，過嶺標高基本上就是埡口標高。對瘠薄的埡口，常常采用深挖方式，以降低過嶺標高，縮短展線長度，這時就要特別注意埡口的地質(zhì)條件。斷層破碎帶型埡口，對深挖特別不利。由單斜巖層構(gòu)成的埡口，如為頁巖、砂頁巖互層、片巖、千枚巖等易風(fēng)化、易滑動的巖層組成時，對深挖也常常是很不利的。

(2)展線山坡。

山坡線是越嶺線的主要組成部分，選擇埡口的同時，必須注意兩側(cè)山坡展線條件的好壞。評價山坡的展線條件，主要看山坡的坡度、斷面形式和地質(zhì)構(gòu)造，山坡的切割情況，以及有無不良地質(zhì)現(xiàn)象等。坡度平緩而又少切割的山坡有利于展線。陡峻的山坡、被深溝峽谷切割的山坡，對展線是不利的。山坡巖層的巖性和地質(zhì)構(gòu)造對于路基穩(wěn)定有極大影響。如為傾斜巖層(傾角>10°～15°)，且路線方向與巖層走向大致平行時，則應(yīng)注意巖層傾向與邊坡的關(guān)系實際工程中尚應(yīng)結(jié)合巖層情況來綜合考慮。如雖為傾斜巖層，但路線方向與巖層走向的交角大于40°～50°時，也屬于有利情況。接近水平的巖層，如由軟硬相間的巖層組成，受差異風(fēng)化的作用，可形成階梯狀山坡，此種山坡是否穩(wěn)定主要看堅硬巖層的厚薄及裂隙情況。

在山坡上可能遇到各種不良地質(zhì)現(xiàn)象，調(diào)查時應(yīng)予以特別注意。最常見的是滑坡和崩塌，關(guān)于這些不良地質(zhì)現(xiàn)象在第二篇中已有詳細介紹。在北方及高寒山區(qū)，還要考慮積雪、涎流冰等問題，這就要注意研究坡向和風(fēng)向、泉水和地下水。在某些高山地區(qū)還可能有雪崩。在有雪崩的山坡上，一般應(yīng)避免在同一坡上布設(shè)多條路線。

2、平原區(qū)

地面水特征是首先應(yīng)考慮的因素。為避免水淹、水浸，應(yīng)盡可能選擇地勢較高處布線，并注意保證必要的路基高度。在排水不暢的眾河匯集的平原區(qū)、大河河口地區(qū)，尤應(yīng)特別注意。

地下水特征也是應(yīng)該仔細考慮的重要因素。在凹陷平原、沿海平原、河網(wǎng)湖區(qū)等地區(qū)，地勢低平，地下水位高，為保證路基穩(wěn)定，應(yīng)盡可能選擇地勢較高、地下水位較深處布線。

應(yīng)該注意地下水變化的幅度和規(guī)律。不同地區(qū)，可能有不同的變化規(guī)律。如灌區(qū)主要受灌溉水的影響，水位變化頻繁，升降幅度大;又如多雨的平原區(qū)，主要受降水的影響，大量的降水不僅使地下水位升高，而且會形成廣泛的上層滯水。

在北方冰凍地區(qū)，為防治凍脹與翻漿，更應(yīng)注意選擇地面水排泄條件較好、地下水位較深、土質(zhì)條件較好的地帶通過，并保證規(guī)范規(guī)定的路基最小高度。

在有風(fēng)沙流、風(fēng)吹雪的地區(qū)，要注意路線走向與風(fēng)向的關(guān)系，確定適宜的路基高度，選擇適宜的路基橫斷面，以避免或減輕道路的沙埋、雪阻災(zāi)害。

在大河河口、河網(wǎng)湖區(qū)、沿海平原、凹陷平原等地區(qū)，常常會遇到淤泥、泥炭等軟弱地基的問題，勘測時應(yīng)予以注意。

在廣闊的大平原內(nèi)，砂、石等筑路材料往往是很缺乏的，應(yīng)借助地形圖、地質(zhì)圖認真尋找。

另外，對于強震區(qū)還應(yīng)特別注意以下幾點：

(1)路線應(yīng)盡量避開地勢低洼、地基軟弱的地帶，選擇地勢較高、排水較好、地下水位較深、地基內(nèi)無軟弱層(粉細砂和軟粘土)的地帶通過，同時注意路基排水、路基壓實等工作，以避免嚴重的噴水冒砂，并減輕路基開裂、下沉等震害。

(2)不應(yīng)沿河岸、水渠布線，不得已時，應(yīng)遠離河岸、水渠，以防強震時河岸滑移危害路基，并避免嚴重的噴水冒砂。

(3)對于鐵路和重要公路，應(yīng)盡量避免沿發(fā)震斷層兩側(cè)危險地帶布線;無法繞避時則應(yīng)垂直于發(fā)震斷裂通過。

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