公路工程地质勘测的方法.doc

公路工程地质勘测的方法

杨晖
（深圳市公路局）

摘要 比较系统地介绍发公路工程常用的地质勘测方法，并对每种方法的适用条件、优缺点进行了分析。
关键词 公路，地质勘测，方法
1 前言
公路作为一种线性构造物，是连接城市、乡村主要供汽车行驶的具备一定技术条件和设施的道路，是带状的空间立体交通结构物。由于这些特点在公路工程建设中我们常会遇到各种各样的自然条件和繁杂的地质问题。如软土地基、岩溶地形等，而由此产生的投资数额亦是巨大的。一般来说，公路工程中岩土工程往往占到总总价和总工期的30%~70%甚至更高。公路工程地质勘测亦直接关系到路基、桥隧的安全，因此这一环节应引起高度的重视。本文论述了目前公路工程地质勘测工作常用的一些方法。
2 地质勘测的方法
目前，公路工程地质勘测的方法主要有研究既有资料、调查与测绘、勘探、试验与长期观测等几种。
2.1 研究既有资料
收集和研究路线通过地区既有资料，不仅是外业测量准备工作的重要内容，也是工程地质勘测的一种重要方法。特别在既有资料日益丰富、遥感技术日益详尽的今天，这种方法尤为重要。
资料的收集一般应包括以下内容：
（1）区域地质资料：如所属公路自然区划、该区域的地质构造及岩性、土质情况，有条件的应进行沿线筑路材料调查；
（2）区域水文地质资料：如公路沿线所属的水文地带类型及特征、地下水的类型、分布情况、埋藏深度、变化规律等；
（3）地形、地貌资料；
（4）特殊地质地段资料，沿海地区、岩溶发育地区等各种特殊地质地段及不良地质现象的分布情况、发育程度与活动特点；
（5）地震资料：如沿线及附近地区的地震历史情况，地震烈度，地震破坏情况与期他地貌、岩性、地质构造的关系等；
（6）气象资料：如气温、降水、湿度、积雪、冻结深度及风速等；
（7）工程经验：区域已有公路的主要工程地质问题及其防治措施。
除此以外还应收集相关政府及科研、教学部门有参考价值文献资料。当勘测地区面积大，收集的水文地质资料相当复杂时，可采用遥感信息法，利用航空照片和卫星NSS、TM等影像片资料分析所在地区总体的工程地质情况。通过对资料的分析研究和判断，可掌握公路沿线的工程地质条件和相关工程经验，从而判断可能遇到的主要工程地质问题。这对公路工程地质工作是非常必要的，可减少外业工作的盲目性，提高工作效率。
2.2 调查与测绘
调查与测绘是工程地质勘测 的主要方法。通过观察和走访，对公路所在地区的工程地质条件进行综合性的地面研究。
公路工程地质调查与测绘的目的在于查明公路走廊范围内的地形、地貌、地质条件，并结合区域地质资料，对路基、桥梁、隧道及其他结构物的稳定性、适宜性做出评价，为工程地质勘探、测试工作及工点布置提供依据。工作的主要内容有调查研究地形、地貌特征、划分地貌单元，分析各地貌单元的形成过程及其与地层、构造、场地稳定性的因果关系；查明岩土成因、性质、厚度、时代和分布范围；调查岩层产状，确定地质构造类型、软弱结构面的产状及其性质；调查新构造活动的痕迹、特点和与地震活动的关系。工程地质调查采用的方法主要有观察和访问群众，必要进可配合勘探和试验。观察是工程地质调查最重要最基本的方法，是利用现场自然迹象和露头对内部情况观察分析，从而认识路线通过地区的工程地质情况。访问群众亦是工程地质调查常用的方法。通过调查访问，可以了解有关问题的历史情况、及当地的经验，这对于分析判断工程是不可或缺的。在实际工作中对历史地震情况的调查，对沿线洪水位的调查，对滑坡、崩塌、风沙、雪害、泥石流等不良地质的发生情况、活动过程和分布规律的调查都离不开调查访问。
2.3 勘探
勘探是工程地质勘测的重要方法，是获取深部地质资料必不可少的手段。能提供设计所需的技术参数，在桥隧、涵洞、不良地质处理中应用广泛。
在进行地质勘探时，应充分利用地面调查测绘资料，合理布置勘探点，认真分析勘探成果，避免不必要的工作；
公路工程地质勘探方法主要有挖深、钻探、地球物理勘探（简称物探）几种。
2.3.1 挖探
挖探是公路工程地质勘探中广泛采用的一种方法。这种方法最大和特点是能取得详尽的直观资料和原状土样，但勘探深度有限，劳动强度大。一般用于交通不便的丘陵、山区等大型机械难以就位的地立。
2.3.2 简易钻探
简易钻探是公路工程地质勘探中经常采用的方法。具有工具轻，体积小，操作方便，进尺较快，劳动强度小等优点。但缺点是：不能采取原状土样或不能取样，在密实或坚硬的地层内不易钻进或不能使用。“麻花钻”是在公路工程中常见的简易钻探方法。
2.3.3 钻探
在工程地质勘测工作中，钻探是广泛采用的一种最很需要的勘探手段，它可获得深部地层的可靠地质资料。钻探按钻进方法呆有回转、冲击、振动和冲洗四处。在公路工程地质勘测中，钻探主要用于桥梁、隧道及大型滑坡等不良地质现象的勘探，一向是在挖探、简易钻探不能达到目的时采用。钻探作为最重要的勘探手段其提供的成果亦是相当详尽的。
2.3.4 地球物理勘探
地球物理勘探简称“物探”。不同成分、不同结构、不同产状的地质体在地下半无限空间呈现不同的物理场分布，物探采用专门的仪器，通过观测这些物理场的变化，来判断地下地质情况。
物探的优点是效率高、成本低、仪器和工具比较轻便。但是由于不同土、石可能具有某些相同的物理性质，或同一种土、石可能具有某些不同的物理性质，因此有时较难得出肯定的结论，必须使用钻孔加以校核、验证，所以物探有其一定的适用条件。
2.4 试验
实验是工程地质勘测的重要环节，分为原位测试、室内试验。是对土石工程性质进行定量评价的必不可少的方法，是解决某些复杂的工程地质问题的主地途径。
工程地质调查测绘与勘探工作，只能解决土石的空间分布、发展历史、形成条件等问题，对土石的工程性质只能进行定性的评价，要进行准确的定量的评价必须通过实验工作。
在工程实践中，可能会遇到某些复杂的自然现象和作用，一时尚不能从理论上认识情况，而又急于解决，在这种情况下，往往可以通过试验的方法加以解决。
原位测试主要有静力角探、十安板剪切、横（旁）压试验、动力角探和标贯。是在岩土所处之原位，保持着原位状态和原位应务条件下现场就地进行的测试工作。通过原位测试可取得岩土多种物理及力学参数。由于它所提供的数据较准确、设备较轻便、操作也简单易行，且便函于多点使用，在工程实践中得到广泛应用。
室内试验是直接采用仪具试验并通过计算取得有关数据的方法。应注意试验结果只代表取样地点的性质特征，实际应用中应与其他方法综合使用以保证结果的可靠性。
2.5 定位观测
物理地质现象与使用是在自然环境不断变化的情况下发生与发展的，其中某些具有周年的变化过程，某些具有多年的变化过程，如滑坡、泥石流等，而另一些可能兼有这两种变化。通过直接观察和勘探，只能了解某一个短时期的情况，要了解其变化规律，就需要作长期的定位观测工作，而掌握其变化规律，有时则是工程设计所必需的。因此，定位观测是工程地质勘测的重要方法，在某些情况下是必需的。定位观测不仅可以为设计直接提供依据，而且可以为科学研究积累资料。
3 结束语
岩土作为自然产物易受自然条件影响，具有显著的时空变异性，在实际工作中，岩土工程往往是影响投资和制约工期的主要因素，如果处理不当有时会带来灾难性的后果。正确利用公路工程地质勘测各种方法对提高设计质量有效控制工程造价和工期亦有着无法替代的作用。公路工程地质勘测作为岩土工程在公路建设中的重要手段应引起我们足够的重视。

参考文献
1 岩土工程手册·北京：中国建筑工业出版社，1994.
2 公路桥涵设计手册·北京：人民交通出版社，1995.
3 公路工程地质勘察规范（JTJ 064-98）·北京：人民交通出版社，1999.
4 公路勘测规范（JTJ 061-99）·北京：人民交通出版社，1999.