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1、,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,第二節(jié)道路和橋梁工程地質(zhì)勘察,道路是陸地交通運(yùn)輸?shù)母删€，由公路和鐵路共同組成運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，其中鐵道運(yùn)輸量占首位，是國民經(jīng)濟(jì)的動脈，在我國的政治、經(jīng)濟(jì)、國防上發(fā)揮著巨大作用。,橋梁是道路跨越河流、山谷或不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育地段而修建的構(gòu)筑物，是線路的重要組成部份，隨著線路地質(zhì)復(fù)雜程度的增加，橋梁的數(shù)量與規(guī)模在線路中的比重越來越大，它是道路選線時考慮的重要因素之一。,1,第二節(jié)道路和橋梁工程地質(zhì)勘察1,一 道路,(,路基,),工程

2、地質(zhì)勘察,(,一,),、概述,公路與鐵路在結(jié)構(gòu)上雖各有其特點，但二者卻有,許多相似之處：,(1),它們都是線型工程，往往要穿過許多地質(zhì)條件復(fù),雜的地區(qū)和不同的地貌單元，使道路的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,化；,(2),在山區(qū)線路中，塌方，滑波，泥石流等不良地質(zhì),現(xiàn)象都是它們的主要威脅，而地形條件又是制約線,路的縱向坡度和曲率半徑的重要因素。,2,一 道路(路基)工程地質(zhì)勘察2,(3),兩種線路的結(jié)構(gòu)部是由三類建筑物所組成：,第一類為路基工程，它是線路的主體建筑物,(,包括路,堤和路塹,),；,第二類為橋隧工程,(,如橋梁，隧道，涵洞等,),，它們,是為了使線路跨越河流，深谷，不良的地質(zhì)和水又,地質(zhì)地段，穿越高山

3、峻嶺或使線路從河、湖、海底,以下通過等；,第三類是防護(hù)建筑物,(,如明硐，擋土墻，護(hù)坡，排水,盲溝等,),。,3,(3)兩種線路的結(jié)構(gòu)部是由三類建筑物所組成：3,(,二,),、路基主要工程地質(zhì)問題,鐵路路基包括路堤、路塹和半路堤半路塹式等。,在平原地區(qū)修建鐵路路基比較簡單工程地質(zhì)問題較,少，但在丘陵區(qū)，尤其是在地形起伏較大的山區(qū)修,建鐵路時，路基工程量較大，往往需要通過高填或,深挖才能滿足線路最大縱向坡度的要求。因此，路,基的主要工程地質(zhì)問題是：路基邊坡穩(wěn)定性問題，,路基基底穩(wěn)定性問題，道路凍害問題以及天然建筑,材料問題等。,4,(二)、路基主要工程地質(zhì)問題4,1,、路基邊坡穩(wěn)定性問題,路基邊

4、坡包括天然邊坡，旁山線路的半填半挖路,基邊坡以及深路塹的人工邊坡等。,任何邊坡都具有一定坡度和高度，在重力作用,下，邊坡巖土體均處于一定的應(yīng)力狀態(tài)，在河流的,沖刷或工程的影響下，隨著邊坡高度的增長和坡度,的加大，其中應(yīng)力狀態(tài)也不斷增強(qiáng)。當(dāng)剪應(yīng)力大于,巖土體的強(qiáng)度時，邊坡即發(fā)生不同形式的變形與做,壞。其破壞形式主要表現(xiàn)為滑坡，崩塌和錯落。,5,1、路基邊坡穩(wěn)定性問題5,土質(zhì)邊坡,土質(zhì)邊坡的變形主要決定于土的礦物成份，特,別是親水性強(qiáng)的粘土礦物及其含量，在地下水的作,用下，粘土的膨脹使土體的強(qiáng)度顯著降低，加速邊,坡的變形。影響土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的因素，除受地質(zhì),(,成份，結(jié)構(gòu)和成因類型,),，水文地質(zhì)

5、和自然因素,外，施工方法是否正確也有很大關(guān)系。如違反開挖,順序，或在坡體上存土加載，修建水池及其它建筑,物，不合理地開挖便道以及爆破等都能引起滑坡的,發(fā)生和發(fā)展。,6,土質(zhì)邊坡6,巖質(zhì)邊坡,巖質(zhì)邊坡的變形主要決定于巖體中各種軟弱結(jié),構(gòu)面的性狀及其組合關(guān)系，它對邊坡的變形起著控,制作用。,在人工邊坡形成臨空面的條件下，必須具體分,析被切割的山體中各種軟弱結(jié)構(gòu)面可能起滑動和切,割巖體的作用，只有同時具備臨空面、滑動面和切,割面三個基本條件，巖質(zhì)邊坡的變形才有發(fā)生的可,能。,由于開挖路塹而形成人工邊坡，改變了天然山,坡的穩(wěn)定條件，加大了山坡的陡度和高度，使山坡,的邊界條件發(fā)生變化。,7,巖質(zhì)邊坡7,

6、邊坡穩(wěn)定性分析,邊坡穩(wěn)定性分析必須建立在正確的地質(zhì)分析基,礎(chǔ)上，首先要求對地質(zhì)環(huán)境充分了解，找出滑坡發(fā),生演變的主導(dǎo)因素，確定滑坡的邊界條件，正確選,取計算參數(shù)；然后選擇適用的計算公式，按力學(xué)分,析法進(jìn)行計算，評定邊坡的穩(wěn)定性。,在一定條件下，也可采用工程地質(zhì)類比法進(jìn)行,邊坡穩(wěn)定性分析，此法主要是把已有邊坡的設(shè)計經(jīng),驗應(yīng)用于工程地質(zhì)條件、斜坡類型及其模式等相似,的新邊坡，通過類比，對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行評價，,最終確定其坡角和坡高。,8,邊坡穩(wěn)定性分析8,不穩(wěn)定邊坡的治理,原則是以防為主，及時根治。,防的含義包括線路繞避規(guī)模較大而難以整治的斜,坡地段；消除或改變促使邊坡穩(wěn)定性惡化的主導(dǎo)因,素，防止

7、發(fā)生危害性較大的破壞。,常用的治理措施有：,(1),修筑錨桿擋墻，成排設(shè)置抗滑樁，抗滑明洞等支擋性建筑物；,(2),對于規(guī)模小的滑體或不良的地質(zhì)體可全部清除，但對規(guī)模大的滑坡，則主要采用上部刷方、下部填方,(,所謂“削頭補(bǔ)足”的辦法,),來減緩坡度、增加斜坡的穩(wěn)定性，或者改變邊坡結(jié)構(gòu)，降低坡高；,9,不穩(wěn)定邊坡的治理9,(3),修筑天溝，側(cè)溝，盲溝，支撐滲溝及堵塞滑坡裂,縫等，防止地表水和地下水滲入滑體內(nèi)，避免巖土,因受濕而抗滑力進(jìn)一步降低；,(4),有時在邊坡表面上，局部或全部片用灰漿或瀝青,進(jìn)行抹面，噴射水泥砂漿，修筑漿砌片石或混凝土,護(hù)坡，采用骨架支撐式護(hù)坡及種植草皮等，以防止,大氣降水

8、對邊坡面的沖刷和巖石風(fēng)化；,(5),有些情況下可采用摻砂翻夯，硅化法，焙燒法等,土質(zhì)改良方法，提高土體的力學(xué)強(qiáng)度，使邊坡達(dá)到,穩(wěn)定。,10,(3)修筑天溝，側(cè)溝，盲溝，支撐滲溝及堵塞滑坡裂10,2,、路基基底穩(wěn)定性問題,路基基底穩(wěn)定性多發(fā)生于填方路堤地段，其主,要表現(xiàn)形式為滑移，擠出和塌陷。,一般路堤和高填路堤對路基基底的要求是要有足,夠的承載力。,基底土的變形性質(zhì)和變形量的大小主要決定于基,底土的力學(xué)性質(zhì)、基底面的傾斜程度，軟層或軟弱,結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)與產(chǎn)狀等。此外，水文地質(zhì)條件也是,促進(jìn)基底不穩(wěn)定的因素，它往往使基底發(fā)生巨大的,塑性變形而造成路基的破壞。,11,2、路基基底穩(wěn)定性問題 11,路

9、基基底處理,路基基底若為軟粘土、淤泥、泥炭、粉砂、風(fēng)化,泥巖或軟弱夾層所組成，應(yīng)結(jié)合巖土體的地質(zhì)特征,和水文地質(zhì)條件進(jìn)行穩(wěn)定性分析，若不穩(wěn)定時可,選用下列措施進(jìn)行處理：,(1),放緩路堤邊坡，擴(kuò)大基底面積，使基底壓力小于巖土體的容許承載力；,(2),在通過淤泥軟土地區(qū)時路堤兩側(cè)修筑反壓護(hù)道,(3),把基底軟弱土層部份換填或在其上加墊層；,(4),采用砂井,(,樁,),排除軟土中的水份，提高其強(qiáng)度；,(5),架橋通過或改線繞避等。,12,路基基底處理12,3,道路凍害問題,道路凍害包括冬季路基土體因凍結(jié)作用而,引起路面凍脹和春季因融化作用而使路基翻,漿。結(jié)果都會使路基產(chǎn)生變形破壞，甚至形,成顯著

10、的不均勻凍脹和路基土強(qiáng)度發(fā)生極大,改變，危害道路的安全和正常使用,13,3 道路凍害問題13,4,、建筑材料問題,路基工程需要天然建筑材料的種類較多，包括道,渣，土料，片石，砂和碎石等。,在數(shù)量上需要量較大，而且要求各種建材產(chǎn)地沿,線兩側(cè)零散分布，但在山區(qū)修筑高路堤時常遇土料,缺乏；,在平原區(qū)和軟巖山區(qū)，常常找不到強(qiáng)度符合要求,的護(hù)坡片石和道渣等，,尋找符合要求的天然建材有時成為鐵路選線的關(guān),鍵性問題，常常被迫采用高橋代替高路堤的設(shè)計方,案，甚至“移線就土”，提高線路的造價。,14,4、建筑材料問題14,（三）、鐵路選線的工程地質(zhì)論證,鐵道線路是線狀工程，在數(shù)百甚至數(shù)千公,里的線路上常遇到各式

11、各樣的工程地質(zhì)問,題，如成昆路沿線山高谷深，川大流急，地,質(zhì)復(fù)雜，不良物理地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，有地質(zhì)“博,物館”之稱。,在選線中重視工程地質(zhì)條件是非常重要和,必要的，只有根據(jù)地質(zhì)環(huán)境的具體條件才能,選出技術(shù)可能而又經(jīng)濟(jì)合理的線路。,15,（三）、鐵路選線的工程地質(zhì)論證 15,在選線中工程地質(zhì)的主要任務(wù)是查明各比,較線路方案沿線的工程地質(zhì)條件，在滿足國,家規(guī)定的必經(jīng)控制點和鐵道工程設(shè)計規(guī)范要,求標(biāo)準(zhǔn)的前提下，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選出,最優(yōu)方案。,線路一經(jīng)選定，對今后的運(yùn)營則帶來長期,而深遠(yuǎn)的影響，一旦發(fā)現(xiàn)問題而改線，即使,局部改線，都會造成很大的浪費，因此，選,線的任務(wù)是繁重的，技術(shù)上是復(fù)雜的，必需,全

12、面而慎重地考慮。,16,在選線中工程地質(zhì)的主要任務(wù)是查明各比16,工程地質(zhì)工作的具體任務(wù)是：,(1),查清地質(zhì)、地貌條件及動力地質(zhì)現(xiàn)象等，闡明其,演變規(guī)律，為各方案的比較提供依據(jù)；,(2),對嚴(yán)重影響線路安全而數(shù)量多、整治困難的各種,工程地質(zhì)問題，如發(fā)展中的暗河巖溶區(qū)，深層滑坡,地段，深層沼澤，有沉陷的深源凍脹地段等，一般,均以繞避為原則。但對技術(shù)落實可行，可徹底整治,而費用不高，對今后運(yùn)營無后患的地段，應(yīng)合理通,過，絕不盲目繞避；,(3),沿線各種天然建筑材料的質(zhì)量符合要求，儲量充,足，開采和運(yùn)輸條件合適，滿足就地取材的要求；,(4),水源豐富，分布適宜，能符合機(jī)車用水的要求。,17,工程地

13、質(zhì)工作的具體任務(wù)是：17,線路的基本類型及其特點：,(1),河谷線，其優(yōu)點是坡度緩，線路順直，工程簡易，挖方少，施工方便，取水易。但在平原河谷選線常遇有低地沼澤，洪水為害；而丘陵河谷，坡度大，階地常不連續(xù)，河流沖刷路基、泥石流淹埋線路，遇支流時需修較大橋梁。,(2),山脊線，其優(yōu)點是地形平坦，尤其是高原面和古夷平面最適宜，挖方量少，無洪水，橋隧工程量少。但山脊寬度小，不便于工程布置和施工，有時地形不平，地質(zhì)復(fù)雜，若山脊全為土體組成，則需外運(yùn)道渣，更嚴(yán)重的是取水困難。,18,線路的基本類型及其特點：18,(3),山坡線，其最大優(yōu)點是可以選任意線路坡度，路基多采用半填半挖，但線路曲折，土石方量大，

14、物理地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，橋隧工程多，配車站困難。,(4),越嶺線，其最大優(yōu)點是能通過巨大山脈，降低線路坡度和縮短距離，但地形崎嶇，展線復(fù)雜，橋隧相連，物理地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，要選擇適宜的埡口通過。,(5),跨谷線，需造橋跨過河谷或山谷，其優(yōu)點是縮短線路和降低坡度，但工程量大，費用高，需選擇河面窄，河道順直，兩常巖體穩(wěn)定的地方通過。,19,(3)山坡線，其最大優(yōu)點是可以選任意線路坡度，路基多采用半填,工程地質(zhì)選線實冽略圖,1,一滑境群,2,一崩塌區(qū),3,一泥石流堆積區(qū),4,一沼澤帶,5,一線路方案,1,、,2,20,工程地質(zhì)選線實冽略圖20,線路,A,。,B,兩點問共有三個基本選線方案；“,1”,方案需修,

15、兩座橋梁和一座長隧洞方案，線路雖短，但隧洞施工困難，,不經(jīng)濟(jì)；“,2”,方案需修一座短隧洞，但西段為不良物理地質(zhì)現(xiàn),象發(fā)育地區(qū)，整治困難，維修費用大，也不經(jīng)濟(jì)；,3”,方案為,跨河走對岸線，需修兩座橋梁，比修一座隧洞容易，但也不,經(jīng)濟(jì)。綜合上述三個方案的優(yōu)點，從工程地質(zhì)觀點提出較,優(yōu)的第“,4”,方案：把河灣過于彎曲地段取直，改移河道，取消,西段兩座橋梁而改用路堤通過，使線路既平直，又避開不良,物理地質(zhì)發(fā)育地段，而東段則聯(lián)接“,2”,方案的沿河路線,此方案的路線雖稍長，但工程地質(zhì)條件較好，維修費用,少，施工方便，長遠(yuǎn)來看還是經(jīng)濟(jì)的，故為最優(yōu)方案。,21,線路A。B兩點問共有三個基本選線方案；“

16、1”方,（四）、地質(zhì)條件不良地段的選線原則及防護(hù)措施,1,、泥石流地區(qū)選線原則是：,(1),對泥石流集中地區(qū)特別是嚴(yán)重的地段，應(yīng)盡量繞避；,(2),當(dāng)受其它條件限制而必須跨越時，應(yīng)根據(jù)泥石流的特性，選擇受影響較小的部位,(,如泥石流上游的搬運(yùn)帶或搬運(yùn)帶與沉積帶交界處,),，以大跨高橋、明洞或隧道通過。,泥石流的防護(hù)措施,最好是植樹造林，加強(qiáng)水土保持，減少水士流失，但此法需經(jīng)一定時期后才能見效，故常配以修建多級攔擋沖積物的壩,(,壩高一般小于,5 m),，以降低泥石流的速度，使其所攜帶的大量固體物質(zhì)在壩前沉積下來，以免沖毀或淹埋鐵道線路,22,（四）、地質(zhì)條件不良地段的選線原則及防護(hù)措施22,2,、巖溶地區(qū),巖溶給鐵路建設(shè)帶來的工程地質(zhì)問題主要是巖溶,水大量涌入隧道或橋墩基坑和浸泡路基；巖溶洞穴,常造成路基塌陷和影響隧道圍巖及基坑邊坡的穩(wěn)定,性。,巖溶區(qū)的選線原則：,(1),盡可能將線路選擇在較難溶解的巖層,(,如泥灰?guī)r，矽質(zhì)灰?guī)r等,),上通過；,(2),在無難溶巖的巖溶發(fā)育區(qū)，盡量選擇地表覆蓋厚度大，巖溶洞穴已被充填或巖溶發(fā)育比較微弱的地段，以最短線路通過。,23,2、巖溶地區(qū)23,。