不良地質(zhì)條件下山區(qū)公路選線設(shè)計(jì)探討

摘 要：山區(qū)公路設(shè)計(jì)與施工中常會(huì)遇到一些不良地質(zhì)條件的影響，如滑坡、泥石流、軟土或凍土區(qū)域等，這些問題會(huì)對(duì)公路建成后運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性有不良的影響。文章探討了山區(qū)公路選線設(shè)計(jì)的原則與方法，闡述了國(guó)內(nèi)山區(qū)公路建設(shè)中常見的不良地質(zhì)條件，進(jìn)行選線設(shè)計(jì)分析，望對(duì)相關(guān)公路選線設(shè)計(jì)有所借鑒。

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路；不良地質(zhì)條件；選線設(shè)計(jì)

1 不良地質(zhì)條件下山區(qū)公路選線原則

通常所闡述的不良地質(zhì)條件是指自然因素作用下工程地質(zhì)產(chǎn)生不均勻分布，在外力作用下使得路面不均衡沉降、破壞等災(zāi)害。因此，山區(qū)公路選線中應(yīng)制定科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法與處理方式，減少不良地質(zhì)對(duì)公路安全的影響。

山區(qū)公路建設(shè)質(zhì)量與選線設(shè)計(jì)有密切關(guān)系，優(yōu)質(zhì)的選線設(shè)計(jì)方案能夠保證公路長(zhǎng)時(shí)間的安全運(yùn)行，尤其是工程建設(shè)區(qū)域存在不良地質(zhì)問題，選線設(shè)計(jì)方案將直接影響到山區(qū)公路建設(shè)的工程造價(jià)以及建成后的安全可靠性，山區(qū)公路選線設(shè)計(jì)主要遵循兩個(gè)方面的原則：其一，前期做好公路沿線的地質(zhì)勘察，本著最小程度擾動(dòng)的原則，盡可能減少不良地質(zhì)問題對(duì)公路設(shè)計(jì)的影響。其二，公路選線設(shè)計(jì)應(yīng)遵循自然規(guī)律，有機(jī)協(xié)調(diào)好選線設(shè)計(jì)與環(huán)境保護(hù)兩個(gè)方面。

2 山區(qū)公路選線設(shè)計(jì)方法與步驟

山區(qū)公路選線設(shè)計(jì)涉及多方面的因素，為達(dá)到最優(yōu)化的選線方案，設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮各制約因素之間的關(guān)系。選線設(shè)計(jì)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)從兩個(gè)方面考慮：第一，兼顧行車安全快捷效率與工程造價(jià)，工程區(qū)域如遇不良地質(zhì)問題，選線設(shè)計(jì)方案的制定要從環(huán)境保護(hù)、運(yùn)行安全以及工程造價(jià)方面進(jìn)行綜合分析；第二，最大程度地節(jié)約與保護(hù)資源，選線設(shè)計(jì)中如要通過土地、礦產(chǎn)、水利等資源時(shí)，應(yīng)綜合分析各方面的條件，通過比選分析確定選線設(shè)計(jì)方案。

公路選線設(shè)計(jì)一般包括三個(gè)步驟，首先分析研究工程建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)條件；其次，通過航拍或衛(wèi)星定位的方法初步擬定選線方案，并對(duì)方案中路線進(jìn)行實(shí)地考察，篩除或避免不良地質(zhì)和治理困難的路段，之后較為籠統(tǒng)地選定一山區(qū)公路選線方案；最后要進(jìn)行方案的優(yōu)化選擇，運(yùn)用專業(yè)的方法對(duì)不良地質(zhì)路段進(jìn)行探測(cè)，確定對(duì)應(yīng)的處理措施，并進(jìn)行必選分析，確定最優(yōu)化的選線設(shè)計(jì)方案。

3 不良地質(zhì)的山區(qū)公路選線設(shè)計(jì)

不同于平原地區(qū)的公路建設(shè)，山區(qū)公路選線一般會(huì)沿溝底或河岸布設(shè)，這就導(dǎo)致了公路施工中的填挖量較大。大工程地填挖路基會(huì)對(duì)路段的地貌和河流的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，一些不良地質(zhì)區(qū)域（如石灰?guī)r地區(qū)、構(gòu)造脆弱地區(qū)、特殊巖層區(qū)域）會(huì)產(chǎn)生崩塌、滑坡、沉陷等問題。這些工程災(zāi)害的出現(xiàn)與自然及人為因素都存在很大的關(guān)系，良好的公路建設(shè)能夠通過有效的措施（如擋土墻、掛網(wǎng)噴漿、片石砌護(hù)等）來減少災(zāi)害的發(fā)生，并起到水土保持的作用。山區(qū)公路選線常遇的不良地質(zhì)條件有以下幾種。

3.1 巖溶、滑坡、崩塌和泥石流

山區(qū)公路路段如存在巖溶問題，將會(huì)對(duì)公路路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)p毀路基及其上構(gòu)筑物。對(duì)于此類地質(zhì)條件的公路選線設(shè)計(jì)，應(yīng)首先對(duì)巖溶危害程度進(jìn)行評(píng)級(jí)，掌握詳細(xì)的地質(zhì)災(zāi)害資料（包括規(guī)模、性質(zhì)以及性質(zhì)），以便后期對(duì)所選線路進(jìn)行優(yōu)化處理。山區(qū)公路選線應(yīng)盡可能繞避巖溶路段，如路線必須穿過巖溶區(qū)域，則應(yīng)采取合理有效的治理措施?；碌貐^(qū)選線也應(yīng)遵循繞避原則，如路線選擇通過滑坡區(qū)域時(shí)，首先要掌握滑坡地段的滑坡體特性，并將路基選擇設(shè)置在滑坡體的下部，降低滑坡體載荷與公路路基載荷之間的影響，并設(shè)置必要的保護(hù)措施，如截排水、支擋、卸載清方等。崩塌區(qū)域公路選線應(yīng)采用綜合的防治措施，并適當(dāng)減緩坡體坡度。路線過泥石流區(qū)域時(shí)應(yīng)遵循其流勢(shì)，建設(shè)橋梁以通過此區(qū)域。

3.2 凍土地區(qū)

凍土地區(qū)的公路危害主要為路基下沉與凍脹、路塹邊坡滑動(dòng)、橋涵冰塞與擠壓等，此類區(qū)域的公路設(shè)計(jì)選線路段以干燥、向陽(yáng)、平緩為優(yōu)。向陽(yáng)地帶由于受日光照射，相比陰面的融解層較深，如此區(qū)域坡度較陡、風(fēng)化嚴(yán)重或地層節(jié)理較為發(fā)育時(shí)，路基會(huì)存在較大的不穩(wěn)定因素，選線設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)繞避；路線過多冰凍土層或凍土邊緣時(shí)，選線設(shè)計(jì)應(yīng)繞避富冰土層、不良土質(zhì)地段，易選擇在穩(wěn)定的、含水量較少的地層；山區(qū)凍土地區(qū)路線設(shè)計(jì)施工中宜運(yùn)用填方施工，填方能夠在很大程度上改善路基條件，雖然填方施工工程量較大，并且所填土亦存在的一定的不穩(wěn)定因素，但相比凍土地區(qū)路基要有很大程度的改觀；設(shè)計(jì)路線要少用挖方施工，如工程需要?jiǎng)t應(yīng)盡可能減少工程量，尤其對(duì)于深厚地下冰與飽冰凍土區(qū)域，路線通過方式不可選用挖方方案。

3.3 濕陷性黃土地區(qū)

濕陷性黃土內(nèi)部顆粒的粘結(jié)力較弱，在力的作用下會(huì)產(chǎn)生快速的沉陷變形，而公路不允許有較大的沉降變形，如公路路基為濕陷性黃土，公路建筑物會(huì)隨著濕陷性黃土變形而導(dǎo)致變形甚至破壞坍塌。而且一般黃土地區(qū)的溝谷兩岸地質(zhì)條件較差，由于其自身穩(wěn)定性不夠使得坡角容易產(chǎn)生失穩(wěn)破壞、坡體滑坡或者崩塌。黃土易受到地下水的侵蝕，破壞黃土自身結(jié)構(gòu)特性，土壤顆粒被水流帶走，易產(chǎn)生塌陷與陷穴。

黃土地區(qū)公路選線設(shè)計(jì)主要問題是路塹邊坡失穩(wěn)，其受路段區(qū)域黃土性質(zhì)、氣候以及地形地貌的影響，且與所建公路路塹結(jié)構(gòu)尺寸、邊坡坡度以及其他防護(hù)措施有關(guān)。此類不良地質(zhì)區(qū)域的公路選線應(yīng)盡可能繞避，選擇穩(wěn)定性較好的平緩斜坡、溝谷地帶。如路線設(shè)計(jì)必須通過濕陷性黃土區(qū)域，也應(yīng)選擇濕陷性表現(xiàn)較弱、擁有較好排水條件的路段。為控制工程施工中的填土高度，路線可根據(jù)實(shí)際地形選擇適當(dāng)?shù)奈恢?，過高的填土不利于維持路基的穩(wěn)定性，并且占用大量的人力與物力資源，也可選擇橋梁方案。除高填土之外，工程施工中還應(yīng)考慮深挖與隧道方案，在方案制定過程中應(yīng)結(jié)合條件進(jìn)行比選分析，以免造成不良的工程效果與不必要的浪費(fèi)。

4 結(jié)束語

作為公路的骨架，路線選擇的優(yōu)劣會(huì)直接影響其功能的發(fā)揮，尤其對(duì)于不良地質(zhì)條件下的公路選線，設(shè)計(jì)應(yīng)重視地質(zhì)勘察，運(yùn)用靈活的繞避技巧通過災(zāi)害區(qū)域，并采用綜合的防治措施保證山區(qū)公路路線的安全可靠。

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作者簡(jiǎn)介：郭星煌（1982，10-），男，福建福安人，畢業(yè)于北京交通大學(xué)，本科，工程師，研究方向：道路工程設(shè)計(jì)。