浅谈丘陵山区高速公路不同构筑物的地质勘察重点及勘察方法的综合应用

魏敏志

（广东省地质物探工程勘察院，广东广州510800）

1 山区高速公路工程特点

广东省山区地形复杂，山峦起伏，沟谷纵横，受线路纵平横的设计指标影响，必然造成山区高速公路桥梁、隧道比例高，路基段也因高填深挖形成众多高填路堤、路堑及高边坡等。山区公路勘察手段一般都是采用工程地质测绘、钻探、工程物探、原位测试等综合勘察方法。由于不同构筑物的场地及荷载等情况存在很大差异，其勘察工作的重点及勘察方法也是有所侧重，高速公路一般涉及的主要构筑物为桥梁、隧道、路堑边坡、路堤边坡等，现就根据多年山区高速公路勘察的经验，谈谈山区高速公路不同构筑物的地质勘察重点及勘察手段的综合应用问题。

2 不同构筑物的地质勘察重点及勘察手段应用

2.1 高路堤、高边坡的勘察重点及勘察方法

高路堤主要病害是沉降、滑移及路基破坏等，所以高路堤路基基底要求应有足够的承载力和抗滑力，勘察的重点是查明基底受力土层的物理力学性质，查明有无软土层及其软弱结构面存在，若有则要求查明软土层和软弱结构面的性质和产状等，为路堤进行地基稳定性验算提供准确的岩土物理力学参数。

勘察方法多采用钻探及原位测试的方法，钻探时要求保证岩芯采取率及取样质量，原位测试多采用标贯试验，软土分布地段增加静力触探和十字板试验，静力触探和十字板试验测试点位置最好能和勘察钻孔位于1条剖面上，这样有助于土层划分及力学性质比对。

2.2 深路堑、高边坡勘察重点及勘察方法

对于深路堑及高边坡勘察重点查明边坡岩土体组成，对于土层边坡重点是要提供土层的凝聚力c和内摩擦角，对于由花岗岩残积土等具有遇水易软化、崩解特性的特殊性土组成的边坡，同时应提供饱和抗剪状态下凝聚力c和内摩擦角。岩质边坡重点是查清岩层的倾向与坡向的关系，查明边坡有无软弱带、软弱夹层及可能产生滑移的界面，利用赤平投影或者理论计算边坡整体的稳定性。对于土岩混合边坡则要根据岩土层的厚度情况分别进行勘察，重点查清岩土分界面处岩土层的工程性质。

勘察方法多采用地质调绘、钻探、原位测试及物探的方法。地质调绘的重点是调查边坡是否位于大的滑坡体上，调查边坡岩层的产状、倾向等，初步判定是否顺层坡。钻探勘探剖面线要求垂直边坡布置。钻进时要求干钻，保证采取样品具有代表性，对于取芯困难的软弱带，软弱夹层要求采用双管或多重管钻进工艺，以保证岩芯采取率，同时要求保证取样质量。物探手段多采用瞬态面波法和高密度电法等，工程实践瞬态面波法效果较好，通过瞬态面波法技术获得边坡岩土层的瑞雷波波速，通过解译划分坡体岩土层界面及软弱结构面或滑动面的空间分布规律。

3 桥梁勘察

桥梁工程的勘察主要任务是查明桥梁桩基位置地质构造、地基土层的岩性、水文条件等，查明各种不良地质对工程的影响，重点是查明桩端持力层工程性状及厚度满足设计要求，在其受力影响范围内无软弱夹层分布，确保桩端持力层承载力满足上部荷载要求。

对于一些特大桥梁，查明桥址的地质构造情况也是重中之重，断裂构造对桥位、桥墩选择、基础形式及埋深等都有很大的影响，一般在选址阶段就应进行必要的构造专题勘察，通过收集区域地质资料及现场工程地质调绘工作，对桥位区所在位置的断裂构造有大致了解，最后再采取浅层地震及钻探综合手段进行专题勘察，查明桥址的地质构造的产状、宽度等，并评价其对桥梁工程建设的影响，如属活动性断裂的，尚需委托地震部门进行地震安全性评价工作。

对桥位处桩端持力层工程性状的勘察则根据桥位所在位置地层岩性情况，其勘察要求及手段有所侧重。如在花岗岩或碎屑岩地区，主要是采用钻探手段为主，因花岗岩存在差异风化、球状风化问题，孤石较发育，如砂岩泥岩等碎屑岩极易形成“软硬夹层”和“软硬互层”，勘察时应采取有效钻探工艺保证岩芯采取率，同时应确保勘察钻孔有足够的入岩深度，避免桩端落在非完整稳定基岩。在岩溶地区，主要是采用钻探结合物探的综合勘察手段，目的要查清桩端岩层的岩溶的发育程度和发育情况，如溶洞的顶板厚度情况、充填物情况等，对于复杂地段可结合物探手段进行勘察，如可采用跨孔CT或管波探测法等，确保桩端持力层厚度及强度满足上部荷载要求。

4 隧道勘察重点

隧道勘察的重点主要是划分洞身围岩等级和隧道出入口的岩土层及其边坡稳定性评价。由于山区的地形特点及隧道出入口对地形有较高的要求，进行工程钻探往往比较困难。近年来，随着物探技术逐渐成熟和山区高速公路的发展，已被作为主要勘察手段，广泛应用在山区公路隧道勘察中，目前，常用的方法主要有：地震法、瞬变电磁法、高密度电法及可控源音频大地电磁法。工程物探作为公路隧道工程地质勘探的主要手段，测得岩质隧道围岩岩体、岩石纵波速、横波速，从而求得围岩动弹性模量、泊松比等物理力学指标，为隧道洞身的围岩分类、隧道洞室的开挖和衬砌设计提供依据。具体选用何种工程物探方法时，要根据隧道的埋深及场地地层情况进行必选，如公路隧道用的最多的浅层地震，在对深埋隧道其效果就不太理想，同时浅震对于微风化岩面之下还存在的软弱夹层就不能揭示。可选大地音频法。隧道勘察中水文地质勘察也是重点之一，采取抽水试验或压水试验，查明各岩土层的渗透系数，准确预测隧道涌水量，此外对于深埋隧道，岩爆勘察也是重中之重，地应力测量也是重点，这几年由于公路深埋隧道逐渐增多，涉及的这方面工程问题也越来越多，这也需要公路地质勘察工作者在这块工作中多总结。

5 结语

随着山区公路的高速发展，由于山区特殊的地形地貌，给勘察专业带来诸多新课题，采用传统的勘察方法和传统的勘察手段已经很难满足设计的需要，存在着许多急需解决的岩土工程勘察技术问题，作为勘察工作者要根据不同的工点的勘察重点和要求，并综合考虑地区地层地形情况，勘察开工前要编制有针对性的勘察大纲，明确各工点各种工程构筑物的勘察要求和勘察重点，采用有效的综合勘察手段，就能保证提交的勘察成果能满足设计施工的要求。

[1]JTG C20-2011公路工程地质勘察规范[S].