公路工程地質勘察及質量管理

(安徽宏泰交通工程設計研究院有限公司 安徽 合肥 230088)

公路工程有別于其它工程的一個最大的特點，是其線性的展布，一段公路上不僅僅是常規意義上的路，還有涵洞、橋梁、隧道、邊坡、擋墻、服務區及各種其它站點等沿線分布。這種特點決定了公路的工程地質勘察，必須根據沿線的地形、地貌、地質、水文等條件的變化情況結合上述沿線分布的具體內容策劃、實施公路工程地質勘察。并根據公路設計階段的不同有的放矢。

因此，公路的工程地質勘察，是分階段、分精度、分區域、分內容的勘察。所謂分階段，顯然是和設計階段對應的。所謂分精度，包括兩個方面：其一是和設計階段相適應的精度；其二是指同一勘察階段，不同的設計需求對應的勘察精度不同，就拿橋梁初步勘察來說，擬采用明開挖基礎的橋梁對上部地層的勘察精度要求較高；擬采用樁基礎的橋梁，對能提供側壁摩阻力的原位測試的精度要求較高。所謂分區域，是由于公路的線性延伸穿越了不同的地形地貌單元，穿越了不同的地質構造單元，穿越了不同的水文地質單元，這就要求公路的工程地質勘察應根據上述單元的條件分區域進行；當然，也有可能公路本身展布于單一的地貌、地質、水文單元，這種情況下也沒有必要進行強行的分區域勘察。所謂的分內容，就是針對路基、涵洞、橋梁、隧道、邊坡、擋墻、服務區及其它各種站點等不同的內容進行勘察。

不同區域、等級、勘察階段的公路工程地質勘察工作所采用的野外勘察手段是不同的，具體的確定不僅需要在技術上、精度上加以考量，也需在經濟上和時效上加以斟酌。有時候就算錢不是問題，但是業主要求的時間太緊，根本來不及，還是不能這么簡單粗暴。公路工程地質勘察本身是為設計和施工服務的子系統工程，其所采用的一般性常規手段大致可分成四類，分別是簡易手段、鉆探手段、靜探手段、物探手段。簡易手段，一般是指區域工程地質資料的收集、區內已有勘察資料的收集、沿線工程地質調繪、露頭調查、坑探、槽探等。鉆探手段，一般包括手搖螺旋鉆、機械螺旋鉆、輕便鉆機(取芯、不取芯)、汽車鉆、履帶鉆、落地鉆等。靜探手段，一般包括手搖靜力觸探、履帶靜力觸探、車載靜力觸探等。物探手段，常用的是電法勘探、震法勘探以及地質雷達等。勘察的手段并沒有絕對的好壞之分，根據勘察的階段、精度、區域、內容等因地制宜；既要靈活，也要不失原則。

公路工程地質勘察的質量管理，比較適合采用傳統的戴明環(PDCA)進行管理。P階段對應的就是我們常常采用的勘察大綱，勘察大綱的編制，一般是在全面地收集了相關的區域地質資料、已有的勘察資料、臨近的勘察資料的基礎上，再實地進行了線路區域工程地質調繪、甚至進行了簡單的坑探、槽探的情況下編制的。在P階段的內部，即編制大綱時，實際上是存在更小級別的PDCA子循環，這個子循環，主要是用來盡可能地消弭收集的資料、調繪的結果以及坑探槽探揭露的內容等之間的不一致情況。在完成了勘察大綱后，經過設計部門和業主的認可，就可以按大綱執行了，也就是進入了D階段。公路工程地質勘察質量管理的DCA階段，并不可能有嚴格的時序劃分，實際情況往往是邊D邊C邊A，也就是一邊運用擬定的手段勘察，一邊檢查，一邊調整。其中的要點是要及時地把現場勘察的情況和結果與勘察內業資料技術整理人員和公路具體設計人員溝通，以便盡快的檢查，繼而調整。之所以如此，是因為一般的勘探設備都比較粗、笨、大、重，公路的具體位置離勘察和設計單位和部門也比較遠，同時公路本身也是線性展布的，跨越的距離本身就比較長。如果等執行完了再檢查，根據檢查的結果再次入場進行調整，不僅在經濟上造成更多花費，在時效上也是大打折扣。

由于公路工程地質勘察是分階段的進行的，與設計的階段互相對應，因此，在每個階段，都存在一個完整的PDCA循環，可以認為，下一個階段的PDCA循環級別高于上一個階段的PDCA循環，低階段PDCA循環的結果是下一階段P的依據。也就是上階段A的輸出納入下階段P的輸入。

眾所周知，PDCA循環本身是嵌套的，也可以說是分形的。是由一個個基礎的PDCA小循環搭建成大循環，由大循環搭建出更大循環。具體到我們公路工程勘察工作上，我們的基礎PDCA循環是針對具體的勘察手段的。本文已經按四種類別詳細給出了各種常規的勘探手段，每種手段的PDCA循環是各具特色、不盡相同的。這些循環是構筑完整的某一階段勘察質量管理PDCA循環的基礎。在此，我們探討在公路工程地質勘察的手段層面上，勘察的具體的手段對應的PDCA循環管理的特點和注意事項。

首先我們將擬建公路的線形展布按坐標擬合在Google earth地圖上，當然也可以擬合在奧維地圖上，我們建議采用Google earth地圖，因為在Google earth地圖上我們可以三維動態的觀察路線經過區域的地形、地貌，動態地觀察到任意一點的具體的Google高程。根據設計階段的不同，將設計人員提供的沿線構筑物同樣按坐標標注在Google earth地圖的線形上。現在我們就擁有了一個可以觀察到擬建公路沿線經過的地形、地貌和具體某部位標高的動態地圖。而且，這張圖能夠清楚的觀察到每個具體公路構筑物所在的位置及該位置的地形、地貌及高程的情況。但是，這張圖缺少地質情況的反應，也缺少水文情況的反應。所以還要完成另外的一幅圖，也就是帶有公路線位的地質及水文圖。這個圖目前無法做到動態，只能是靜態的，也就是將收集的用于反應公路沿線的地質情況的某個比例的區域地質圖作為底圖，將收集的其它可用于該項目的地質資料和水文資料描繪到地圖上，將路線和主要構筑物也描繪的該地圖上，還要根據沿線工程地質調繪的情況將該圖進行調整。這樣就獲得了一幅反應公路展布所在區域地質情況的靜態圖。將動、靜兩幅圖互相參照，將勘察大綱的內容具體反映到那張Google earth地圖上，這樣就完成了PDCA循環中P的可視化。如果慎重的話，可以在此過程中進行一個PDCA子循環，也就是在外業進行前，結合靜態圖，在動態圖上根據已經掌握的情況檢查和調整針對公路沿線構筑物類型層面所采用的具體勘探手段的合理性、可行性、經濟性和實效性。舉個例子來說，在我們動態圖上，我們發現汽車鉆的鉆孔數量在大綱上偏多，因為在動態圖上我們看到許多位置汽車鉆入場困難，那么，就可以在具體實施前，根據情況將汽車鉆的孔數調整，以履帶靜探或落地鉆代替，具體采用履帶靜探還是落地鉆，就要參照相應的上述靜態圖所體現的情況，根據靜態圖反應的地質情況，結合設計的需求，如果上覆地層為較為厚大的第四系地層，就選擇履帶靜探，如果基巖埋深較淺，設計需求又需要了解較深位置的地層的物理力學性質，就必然采用落地鉆進行勘察。

我們上面已經陳述過，具體手段入場到具體位置后的D階段，和隨之的CA階段并沒有明顯的時序劃分。深入到某一個類型的勘探點的施工也是如此。由于上述的常規手段眾多，我們就不一一陳述每一個常規手段的PDCA循環，我們舉一個手搖靜探的例子予以說明。比如，在公路的某段，動態的Google earth地圖上地勢低洼，沒有特殊的結構物，在大綱和可視的P中采用手搖靜探，入場實施的D階段一開始比較順利，但幾個孔后靜探的施工深度只能到達2-3米左右，無法按擬定的深度進行，下部地層無法查明，這個時候實際上循環中的C已經在執行了，在隨后的A中，必須調整具體的勘察手段，將靜探及時調整為鉆探，以查明下部地層的情況，并輔助以動探或標慣等原位測試才能最終真正完成一個完整的PDCA循環。