岩土工程勘察之道路和桥梁.doc
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1、第十四章 道路和桥梁14.1 路(路基)岩土工程勘察一、概 述公路与铁路在结构上相同点:(1) 都是线型工程(2)在山区线路中,崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象都是道路的主要威胁,而地形条件又是制约线路的纵向坡度和曲率半径的重要因素(见表141和表142) (3)两种线路的结构都是由三类建筑物所组成:第一类为路基工程,第二类为桥隧工程(如桥梁、隧道、涵洞等),第三类是防护建筑物(如明硐、挡土墙、护坡、排水盲沟等)。公路与铁路的工程地质问题大体相似,但铁路比公路对地质和地形的要求更高。二、主要工程地质问题 (一)路线选择工程地质论证:一个重要的因素,也是控制性的路线选择是由多种因素决定的,地质条
2、件是其中的因素。路线方案有大方案与小方案之分,大方案是指影响全局的路线方案,一般是属于选择路线基本走向的问题;小方案是指局部性的路线方案,一般是属于线位方案。 下面分山岭区与平原区两种情况进行研究 1)山岭区(1)沿河线是山区选线优先考虑的方案,但在深切的峡谷区,如两岸张裂隙发育,高陡的山坡处于极限平衡状态时,采用沿河线则应慎重考虑。沿河线路线布局的主要问题是:路线选择走河流的哪一岸;路线放在什么高度;在什么地点跨河。路线选择走河流的哪一岸,应结合河谷的地貌、地质条件进行分析比较;路线宜选择在有山麓缓坡、较低阶地可利用的一岸,尽可能避让大段的悬崖峭壁;在积雪和严寒地区,路线宜尽可能选择在阳坡一
3、岸;在顺向谷中,路线应注意选择在基岩山坡较稳定、不良地质现象较少的一岸;不能避免沿断裂谷布线时,应仔细比较两岸出露岩层的岩性、产状和裂隙情况,选择相对有利的一岸。在山地河谷中,常常会遇到崩塌、滑坡、泥石流、雪崩等不良地质现象。如两岸皆有,应通过详细调查分析,选择比较有利的一岸。如规模大、危害重且不易防治时,则应考虑避让。跨河到对岸避让时,还应考虑上述不良地质现象可能冲击对岸的范围; 在强震区的沿河线,更应注意避让悬崖峭壁以及大型不良地质现象地段。避免沿断裂破碎带布线并努力争取地质地貌条件对抗震有利的河岸;沿河线的线位高低,应根据河岸的地质地貌条件以及河流的水流情况来考虑 。(2)越岭线:越岭线
4、布局的主要问题是:垭口选择;过岭标高选择;展线山坡选择。这三者是相互联系、相互影响的,不能孤立的考虑,而应当综合考虑。越岭方案可分路堑与隧道两种。选择哪种方案过岭,应结合山岭的地形、地质和气候条件考虑。下列情况可以考虑隧道方案:采用较短隧道可以大大缩短路线长度、改善路线标准时;在高寒山区采用隧道可以避免或大大减轻冰、雪灾害时;地面崩塌、滑坡等不良地质现象较发育时。对于路堑过岭方案,选择标高最低的垭口和适宜展线的山坡是非常重要的;对于隧道过岭方案,应选择可以用较低标高和较短隧道通过的垭口。路堑方案的一些工程地质问题(1)垭口选择垭口是越岭线的控制点,在符合路线基本走向的前提下,要全面考虑垭口的标
5、高、地形地质条件和展线条件来选择;通常应选择标高较低的垭口,特别是在积雪、结冰地区,更应注意选择低垭口,以减少冰、雪灾害;对宽厚的垭口,只宜采用浅挖低填方案,过岭标高基本上就是垭口标高。对瘠薄的垭口,常常采用深挖方式,以降低过岭标高,缩短展线长度,这时就要特别注意垭口的地质条件;断层破碎带型垭口,对深挖特别不利。由单斜岩层构成的垭口,如为页岩、砂页岩互层、片岩、千枚岩等易风化、易滑动的岩层组成时,对深挖也常常是很不利的。 (2)展线山坡山坡线是越岭线的主要组成部分,选择垭口的同时,必须注意两侧山坡展线条件的好坏。评价山坡的展线条件,主要看山坡的坡度、断面形式和地质构造,山坡的切割情况,以及有无
6、不良地质现象等。坡度平缓而又少切割的山坡有利于展线;山坡岩层的岩性和地质构造对于路基稳定有极大影响。2)平原区 地面水特征是首先应考虑的因素; 地下水特征也是应该仔细考虑的重要因素; 在有风沙流、风吹雪的地区,要注意路线走向与风向的关系,确定适宜的路基高度,选择适宜的路基横断面,以避免或减轻道路的沙埋、雪阻灾害;在大河河口、河网湖区、沿海平原、凹陷平原等地区,常常会遇到淤泥、泥炭等软弱地基的问题;在广阔的大平原内,砂、石等筑路材料往往是很缺乏的。对于强震区还应特别注意以下几点:(1)路线应尽量避开地势低洼、地基软弱的地带,选择地势较高、排水较好、地下水位较深、地基内无软弱层(粉细砂和软粘土)的
7、地带通过,同时注意路基排水、路基压实等工作,以避免严重的喷水冒砂,并减轻路基开裂、下沉等震害;(2)不应沿河岸、水渠布线,不得已时,应远离河岸、水渠,以防强震时河岸滑移危害路基,并避免严重的喷水冒砂;(3)对于铁路和重要公路,应尽量避免沿发震断层两侧危险地带布线;无法绕避时则应垂直于发震断裂通过。(二)路基主要工程地质问题 道路路基包括路堤、路堑和半路堤、半路堑式等。 路基的主要工程地质问题是: 1)路基边坡稳定性问题 ; 2)路基基底稳定性问题 ; 3)道路冻害问题 ; 4)天然建筑材料问题。三、道路岩土工程勘察 道路岩土工程勘察的任务是运用工程地质学的理论和方法,去认识道路通过地带的工程地
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