基于麻昭高速對西南山區地質選線原則的探討

張 鯤

(安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

基于麻昭高速對西南山區地質選線原則的探討

張 鯤

(安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

根據云南麻昭高速公路項目的勘察設計情況，提出了“六宜六不宜”的碎石土地區地質選線方案設計原則，指出通過對沿線地質條件的調查，擬定合理的地質選線原則，從經濟、環保、安全等方面使地質服務于公路總體設計是地質選線的關鍵。

地質選線，碎石土，不良地質，高速公路

0 引言

山嶺重丘高速公路勘察設計過程中，地質選線的重要性得到了廣泛的認可，山高坡陡、斷裂構造發育、巖土體結構脆弱、風化嚴重等特殊的地質環境條件是地質災害形成的基礎和根本原因。在設計周期有限的前提下如何做好地質選線工作，成為山嶺重丘區高速公路路線方案成敗的關鍵。

1 項目概況

麻柳灣—昭通公路是國家高速公路網G85重慶—昆明公路中的一段，是我國高速公路主骨架的重要組成部分，也是云南出省通往四川及內地的交通主動脈。本項目對完善國道主干線公路網，改善滇北地區交通條件，促進滇北貧困地區社會經濟發展具有重要意義。

2 地層巖性

麻柳灣(K0+000)—里底壩(K13+000)段：為深切中高山峽谷地貌，河谷深切，設計線路沿河谷布設，河谷狹窄，地形起伏大。巖性主要為灰巖、泥灰巖、粉砂巖、細砂巖、泥巖、頁巖，屬堅硬～較堅硬層塊夾軟結構工程地質巖組，巖石力學強度不均一。巖體結構面較為發育，巖石破碎，褶皺構造和斷裂構造均較發育。

里底壩(K13+000)—止點段：為峰叢洼地(谷地)溶蝕地貌，河谷切割較深。巖性主要為灰巖、泥灰巖、粉砂巖、細砂巖、泥巖、頁巖，屬堅硬～較堅硬巖類，巖石總體強度高。

3 地質構造

本項目區位于“川滇經向構造帶”的北段東緣，東部與華夏式構造交接，以南北向構造、北東向構造最為明顯，為主要構造，二者以明顯的聯合、復合關系交織在一起，前者以明顯的等距性發育于測區北部，后者呈“多”字形排列于測區南部；北西向構造不太發育，僅在大關附近零星出露。

4 不良地質

路線所經區域工程地質條件較差，不良地質發育，主要不良地質現象有崩塌與危巖、巖堆、滑坡、順層邊坡、巖溶。1)崩塌與危巖。線路跨越區巖性主要為淺海相碳酸鹽巖及濱海相和海陸交互相的沉積巖，大部分地段上部為硬質巖(砂巖、灰巖等)，下部軟質巖(泥灰巖、頁巖、泥質粉砂巖等)，部分巖體軟硬相間。軟弱巖體受風化剝蝕，常形成巖石崩落，特別是溝谷兩岸，崩塌發育較為集中。2)巖堆。全線巖堆分布廣泛，地層巖性為塊石、碎石，為塌落的巖體在坡腳的堆積物，個別塊石塊徑可達15 m。堆積體物質組成不均一，孔隙度大，結構松散。3)滑坡。項目沿線分布有一定數量的古滑坡體、老滑坡體，覆蓋層主要為粉質黏土，含泥巖風化巖塊、碎石，土質較疏松，下伏基巖。滑動帶主要為上部崩塌堆積體與巖堆基底面滑動，受集中降雨、上部堆載、路基開挖等不利因素的影響，易誘發滑坡。4)順層邊坡。線路所經局部地段邊坡為順向坡，地層巖性為砂質灰巖、泥質粉砂巖，山體坡度50°～70°。5)巖溶。工程沿線分布有厚層灰巖、白云巖，為可溶性巖石，其間可能發育巖溶，對工程安全不利。

5 碎石土地區地質選線方案設計原則

麻昭高速公路為山嶺重丘區地形，地質、地形、氣象條件復雜，巖堆、滑坡、不穩定斜坡等不良地質災害發育，路線方案的合理性直接影響著工程方案、造價和施工進展。筆者結合麻昭高速公路的設計和施工情況，總結出碎石土地區地質選線的“六宜六不宜”原則，為以后類似項目的建設提供借鑒和參考。

1)宜避不宜擾。對于重大不良地質現象，如滑坡、崩塌、巖溶、泥石流等，采取“宜避不宜擾”的設計原則。當難以避讓時應避重就輕，采取合理的路線線位予以穿越，以盡量減少對不良地質的擾動。主要原因有以下三點：a.不良地質現象，特別是滑坡、順層邊坡、巖溶等的發育往往具有區域性，一般來說如果發育一處，其相鄰路段存在隱伏的類似不良地質現象的可能性較大，工程總體治理費用高。b.限于工程地質勘察的局限性，以及地質條件的不確定性，治理不良地質現象的費用往往難以控制，易造成施工時實際治理費用遠大于設計治理費用。此外，因設計變更及施工周期均較長，個別路段不良地質現象的整治工作甚至會造成公路工期延長。c.重大不良地質如滑坡、崩塌、不穩定斜坡等，其本身工程治理費用高。麻昭高速公路沿線分布數量眾多的古滑坡體、老滑坡體、大型巖堆體。如K0～K6段，線位沿關河河岸布設，兩側河岸發育不同規模的滑坡達八處之多。本項目路線根據滑坡體分布情況，靈活展線，合理利用橋梁或隧道穿過，避讓了不良地質體，減少工程投資。

2)宜隧不宜橋。在巖堆分布廣泛，地質斷裂構造發育，地震烈度大，巖體破碎的地區，由于隧道相對于橋梁具有抗震能力強，施工方便、環保等優點，且受不良地質影響較小，結合路橋隧方案對路線進行多方案比選，倡導“多打隧道少架橋，少做特殊結構橋”原則，選擇項目走廊帶內最優線位。

麻昭高速地層巖性以石灰巖、砂巖為主，產狀呈水平狀范圍分布較長，采用隧道方案，有利于隧道的掘進及支護，便于施工展開。本項目在設計時，通過橋隧方案技術經濟比選，優先采用隧道的形式布線。

3)宜逆不宜順。在一山兩坡或一河兩坡的地形條件下，當巖層走向與路線基本平行且巖層傾角較大時，會產生一側順層一側逆層的兩個路線方案。對于順層邊坡，不恰當施工開挖坡腳，形成臨空面，在自重作用下，巖層沿土軟弱夾層或節理產生剪切滑移，可能發生整體順層下滑失穩，導致邊坡順層滑坡破壞。因此，一般應盡量選擇逆層邊坡側，以防止出現大規模順層滑坡。

本項目腰巖大橋段較好的踐行了這一思路。路線在K26～K27段沿灑漁河北岸布設，經過腰巖、猴子崖。該段地形陡峭，地層巖性為泥灰巖，覆蓋層薄，邊坡坡面為230°∠45°，巖層產狀為60°∠32°，根據邊坡與巖體結構面關系赤平投影圖分析，邊坡坡向與巖層傾向相反，對邊坡穩定有利。該段線位選擇時，選擇該岸進行展線，并做了橋隧方案的比選。同時，考慮到邊坡穩定，開挖邊坡實施橋梁樁基可行，從造價的角度，采用橋梁方案穿過。

4)宜填不宜挖。麻昭高速公路大關段現狀地面線橫坡陡于40°的段落約占全線的60%以上，路線如采用路基形式穿過，不可避免的會出現近山側挖方，遠山側填方的半填半挖的路基形式。此時，對路塹和路堤邊坡高度的考量，直接影響著工程支護難度和造價。由于本項目廣泛分布的巖堆體，其主要成分為碎石、塊石以及粉質黏土充填，空洞大，不密實，含水量高，現狀邊坡基本處于自然狀態極限平衡狀態，切坡開挖破壞原有的應力傳遞，極易誘發坡頂開裂塌方，進而誘發牽引式滑坡，工程支護難度及造價均大幅增加。如采用填方通過，其所施加的附加應力相對較小，便于支擋。因此，一般而言，對于半填半挖的路基形式穿過的斜坡地段，單斷面上宜盡量加大填方的占比。

5)宜高不宜低。山區高速公路在選線過程中，如遇一面坡地，通常會產生高、中、低線的線位選擇問題，本文建議對碎石土地質地區，宜優先考慮高線方案，因為在一面坡地形條件下，坡角一般會覆蓋厚度不等的崩塌堆積或殘坡積層，在邊坡開挖過程中，易誘發牽引式滑坡，增加工程處治費用。

本項目在K9+200處，路線沿巖堆體后緣展布，并采用放緩邊坡的挖方形式，即對巖堆體上部進行了卸載，促進了巖堆體穩定，同時節約了工程支護費用。

6)宜分不宜整。受地形等條件限制，麻昭高速公路總體地形特點為斜陡坡段落分布較長，且地質破碎，由于地表橫坡陡，特別是在半填半挖路段，采用整體式路基斷面易造成高填、深挖規模大，工程支護困難，影響路基穩定。

分離式路基結合左右線不同縱坡的高低路基設計可以有效降低填挖高度，節約工程造價及降低施工風險。對于隧道路段，由于隧道的設計間距要求，也需要結合隧道布置設置分離式路基。

6 結語

勘察設計應遵循地質先行的原則，在路線布設過程中結合項目區域地質條件，合理的布設線位，靈活運用路橋隧元素，減少工程造價，降低施工難度。本文提出的地質選線原則是麻昭高速工程的成功經驗的總結，是建立在對當地地質條件認知的基礎上，類比工程得出的經驗，對于類似高速公路具有一定的借鑒意義。由于不同的公路建設項目地形、地質條件千差萬別，應根據當地實際地質條件，并結合以往的工程實踐經驗確定合理的選線原則。

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The discussion of the southwest mountainous geological line selection principle based on Ma-Zhao expressway

Zhang Kun

(AnhuiTransportConsulting&DesignInstituteCo.,Ltd,Hefei230088,China)

According to the survey and design for Ma-Zhao expressway program in Yunnan, the paper points out the principle for “Six Favorable and Unfavorable” aspects for the geological route selection scheme at gravel areas, and points out the road integrated design with geological service from economy, environment protection, and safety from the investigation on the geological condition along the line and makes out the reasonable geological route principle.

geological route selection, gravel, unfavorable geology, expressway

1009-6825(2015)07-0126-02

2014-12-26

張 鯤(1975- )，男，高級工程師

U412.3

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