工程物探技術(shù)在高速公路工程勘察中的應(yīng)用探討

劉浩

摘 要：在修建高速公路時(shí)，尤其是涉及到山區(qū)公路橋梁時(shí)，對(duì)勘察和路線設(shè)計(jì)工作提出較高要求，設(shè)計(jì)合理與否會(huì)直接影響沿線經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。基于此對(duì)高速公路施工地質(zhì)勘察的重要性進(jìn)行了分析;其次對(duì)高速公路施工地質(zhì)勘察要點(diǎn)展開具體分析;最后探討了高速公路地質(zhì)勘察管理對(duì)策。

關(guān)鍵詞：高速公路;施工建設(shè);地質(zhì)勘察

1 高速公路施工地質(zhì)勘察要點(diǎn)分析

1.1 地質(zhì)勘察準(zhǔn)備工作要點(diǎn)

在高速公路地質(zhì)勘察前，需要認(rèn)真收集各項(xiàng)資料，獲取施工現(xiàn)場(chǎng)的既有資料，施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)和水文地質(zhì)地圖，同時(shí)要了解掌握施工區(qū)域內(nèi)近段時(shí)間的天氣狀況，不斷完善地質(zhì)勘察報(bào)告，并做好地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估工作，確定地震安全系數(shù)，針對(duì)走廊帶已知的高速公路、泥石流等地質(zhì)，有必要進(jìn)行專項(xiàng)勘察與分析。此外，高速公路施工勘察工作的開展，是建立在勘察大綱的基礎(chǔ)之上的，因此要重視對(duì)勘察大綱的制定，為勘察工作的開展提供便利。勘察大綱中應(yīng)明確地質(zhì)條件、工程結(jié)構(gòu)，對(duì)所收集的資料進(jìn)行充分的利用，分析勘察工作中所發(fā)現(xiàn)的問題，制定針對(duì)性的應(yīng)對(duì)方案，確保高速公路施工的順利進(jìn)行。

1.2 工程地質(zhì)調(diào)繪

現(xiàn)階段，在高速公路地質(zhì)調(diào)繪工作中，重鉆探輕調(diào)繪的問題非常突出，在高速公路地質(zhì)勘察工作中必須要重視地質(zhì)調(diào)繪工作，加強(qiáng)實(shí)踐，了解掌握地面坡度、地層結(jié)構(gòu)以及巖土工程性質(zhì)，針對(duì)不利傾向的軟弱夾層，應(yīng)及時(shí)查明并做好穩(wěn)定性評(píng)價(jià)工作。針對(duì)地下水活動(dòng)狀況，也要及時(shí)查明，并明確地下水對(duì)于基底穩(wěn)定性所造成的影響，掌握地質(zhì)全貌。在高速公路地質(zhì)調(diào)繪中，必須要明確地質(zhì)條件，調(diào)繪點(diǎn)可以選擇地貌單元邊界、地下水出露點(diǎn)以及斷層等，寬度高路堤應(yīng)大于路基寬度2倍，深路塹要應(yīng)高于邊坡高度3倍，橋梁兩側(cè)應(yīng)大于100m，隧道兩側(cè)應(yīng)大于200m。

1.3 路基及邊坡勘察

高速公路工程建設(shè)施工中，不僅會(huì)途徑平原地帶，同時(shí)也會(huì)途經(jīng)山區(qū)，和平原相比較而言，山區(qū)路段地形更加復(fù)雜化，往往有非常多的半填半挖式和高填深挖式路段。土質(zhì)邊坡勘察期間，應(yīng)保證勘察工作量達(dá)標(biāo)， 同時(shí)要結(jié)合應(yīng)用工程地質(zhì)類比法勘察邊坡自然坡角，認(rèn)真分析邊坡的穩(wěn)定性，準(zhǔn)確計(jì)算不同工況下對(duì)于邊坡穩(wěn)定性所造成的影響，選擇最佳的施工方式，并比較分析計(jì)算結(jié)果，為設(shè)計(jì)工作的開展提供重要的數(shù)據(jù)參考。

1.4 地質(zhì)勘察內(nèi)業(yè)工作要點(diǎn)

高速公路地質(zhì)勘察工作后期，需要形成完整的地質(zhì)勘察報(bào)告，為接下來地基設(shè)計(jì)及施工建設(shè)工作的開展提供重要的參考依據(jù)。地質(zhì)勘察報(bào)告主要是由文字和圖表所組成的，主要包括兩個(gè)方面，一方面是總報(bào)告，需要總結(jié)高速公路施工全路段地質(zhì)狀況，包括：不良地質(zhì)、特殊巖土分布和各類巖土水試驗(yàn)成果匯總表等;另一方面是各個(gè)工點(diǎn)報(bào)告，需要說明高速公路各個(gè)路段施工所存在的工程地質(zhì)問題，準(zhǔn)確計(jì)算工點(diǎn)內(nèi)所存在的高填路堤、深挖路塹的穩(wěn)定性，結(jié)合實(shí)際情況制定針對(duì)性的處理方案，保證高速公路施工的順利進(jìn)行。

2 物探技術(shù)在高速公路地質(zhì)勘查的具體內(nèi)容

2.1 物探技術(shù)應(yīng)用的任務(wù)

在開展高速公路工程地質(zhì)水地質(zhì)勘察工作的過程中，使用物探技術(shù)的主要任務(wù)，就是借助各種物探方式的綜合使用，對(duì)高速公路的水文地質(zhì)信息做出全方位的探測(cè)，以便對(duì)于高速公路地質(zhì)做出全面的了解，主要的信息包括了高速公路的具體范圍、后緣和出口位置的確定，高速公路自身過濕帶和地下水空間分布形態(tài)等諸多方面的信息。通過探測(cè)這些信息，可以為高速公路防治工程的設(shè)計(jì)提供重要的數(shù)據(jù)和信息支撐。

2.2 水文地質(zhì)勘查的內(nèi)容

在落實(shí)高速公路工程地質(zhì)水文地質(zhì)勘察工作的過程中，具體包括了如下幾個(gè)方面的內(nèi)容：第一，自然地理?xiàng)l件。在開展水文地質(zhì)勘察工作的時(shí)候，自然地理?xiàng)l件是其中的一個(gè)主要內(nèi)容之一，主要勘察的內(nèi)容包括地形地貌和地質(zhì)水文特征，而水文特征則是指高速公路區(qū)域范圍和周邊區(qū)域內(nèi)的氣候、降水等諸多情況。第二，地質(zhì)條件。地質(zhì)條件作為高速公路形成的主要影響因素之一，也是整個(gè)水文地質(zhì)勘察工作中的重要內(nèi)容，主要包括巖層的實(shí)際特性，巖層的具體分布等諸多勘察信息內(nèi)容。第三，地下水位。地下水位作為高速公路形成的又一個(gè)重要影響因素，在進(jìn)行水文地質(zhì)勘查工作的過程中，需要針對(duì)地下水位在3-5年內(nèi)出現(xiàn)的最高水位、最低水位和全年水位變化情況進(jìn)行全面的探測(cè)。第四，含水層和隔水層的探測(cè)。這里主要包括地下水的實(shí)際類型、水位變化幅度、地下水的流向、含水層的深度、厚度和分布等諸多信息，在對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的勘查之后，可以對(duì)地層滲透系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的分析。

3 高速公路橋梁現(xiàn)場(chǎng)勘察設(shè)計(jì)方案

3.1 加強(qiáng)地質(zhì)調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)勘察

測(cè)繪技術(shù)的選擇以及巖溶點(diǎn)的勘測(cè)是山區(qū)高速公路橋梁勘察工作中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在山地高速公路橋梁施工過程中常常出現(xiàn)采空區(qū)，為了避免這一情況帶來的不利影響，在施工之前應(yīng)充分做好施工區(qū)域的數(shù)據(jù)采集工作，綜合分析采空區(qū)的實(shí)際情況，尤其是深度與厚度，避免在橋梁施工過程中影響地基的穩(wěn)定性。合理設(shè)計(jì)勘察和觀測(cè)線，有利于獲得精準(zhǔn)的勘察結(jié)果，從而詳細(xì)了解采空區(qū)的實(shí)際情況，為優(yōu)化山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)方案提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

3.2 選擇適宜的墩臺(tái)布置形式

墩臺(tái)平行布置法。墩臺(tái)平行布置法即各個(gè)墩臺(tái)、各個(gè)墩臺(tái)軸線相互平行，但各墩臺(tái)軸線與路線分別有不同的交角。當(dāng)橋梁采用平行布置法時(shí)， 做成整體式單梁，則橋梁成為彎斜橋;做成多梁結(jié)構(gòu)，則同一孔橋內(nèi)每片梁就會(huì)呈現(xiàn)完全相同的幾何形狀。當(dāng)遇到長(zhǎng)度短、半徑大的橋梁，彎橋直做是常見的處理方法。當(dāng)遇到長(zhǎng)度長(zhǎng)、半徑短的橋梁時(shí)，常采用彎橋折做的方式，但是會(huì)導(dǎo)致斜交角不同、各墩臺(tái)長(zhǎng)度不一，給設(shè)計(jì)以及施工增加了難度。（2）墩臺(tái)徑向布置法。墩臺(tái)徑向布置法又稱為輻射布置法，在正交彎橋上各個(gè)墩臺(tái)的軸線與路線相互垂直，在彎斜橋上軸線基于路線徑向旋轉(zhuǎn)一定的角度。墩臺(tái)采用徑向布置的缺點(diǎn)是會(huì)受到曲率半徑影響，在同一孔跨中內(nèi)外側(cè)梁每片的跨徑不同，且內(nèi)外梁差受半徑影響，半徑越小則內(nèi)外梁差越大。徑向布置法的優(yōu)點(diǎn)是相鄰孔跨梁端的斜交角相同，有利于曲線布梁。

3.3 創(chuàng)新應(yīng)用地質(zhì)勘察技術(shù)

要重視對(duì)遙感技術(shù)的應(yīng)用，該技術(shù)能夠減少外界環(huán)境的影響與干擾， 為勘察人員提供準(zhǔn)確的地形地貌，明確不良地質(zhì)信息。此外，遙感技術(shù)聯(lián)合讀圖分析技術(shù)，能夠從圖像當(dāng)中獲取到更加全面的勘察數(shù)據(jù)信息，包括： 水文地質(zhì)、環(huán)境等，降低高速公路建設(shè)面臨不良地質(zhì)的幾率，保證高速公路建設(shè)質(zhì)量。應(yīng)重視對(duì)工程物探技術(shù)的應(yīng)用，工程物探技術(shù)也被稱之為地球物理勘探技術(shù)，將地下巖土層或地質(zhì)體的物性差異作為隧道勘察的基礎(chǔ)條件，借助勘察儀器設(shè)備檢測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)致，通過分析所獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)地下地質(zhì)體空間范圍予以明確。和其他勘察技術(shù)相比較而言，工程物探技術(shù)具備更快的勘察效率，并且其成本低，勘查面非常廣泛，能夠準(zhǔn)確解釋地質(zhì)發(fā)生現(xiàn)象，并實(shí)施定量分析。工程物探技術(shù)主要分為大地電磁法、超聲波測(cè)井等，每一項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)不同，通過靈活性、聯(lián)合應(yīng)用各項(xiàng)勘察技術(shù)，能夠達(dá)到更加理想的高速公路勘察效率和質(zhì)量。

綜上所述，高速公路工程地質(zhì)勘查工作中，通過使用電探及鉆孔充電的物探技術(shù)，可以全面了解工程地質(zhì)各項(xiàng)地質(zhì)條件參數(shù)的前提下，精準(zhǔn)確定滑動(dòng)面的具體位置，以便落實(shí)高速公路工程建設(shè)的順利開展。

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