岩溶地区公路工程勘察方法指南

1、岩溶地区公路工程勘察方法指南(第一稿)长沙理工大学公路工程地质灾害研究所东北大学岩石破裂与失稳研究中心2004.5.25目录概述公路岩溶勘察的特点公路岩溶勘察的阶段和勘察的目的与任务规划阶段可行性研究阶段初步设计阶段施工图设计阶段施工阶段公路岩溶勘察技术方法研究既有资料工程地质调绘与遥感技术地球物理勘察技术勘探方法公路岩溶勘察不同工程地质试验监控与长期观测阶段对勘察技术方法的应用及要求规划阶段可行性研究阶段初步设计阶段施工图设计阶段6 结论1 概述了相应的勘察设计、施工方法及岩溶病害的处理方案。的总称。由碳酸盐岩形成的岩溶在中国的桂、黔、滇、川东、渝、鄂西、湘西、粤北特性，致使溶岩环境存在脆弱

2、的一面。给工程建设带来了相当特殊的岩土工程问题。我国公路工程就岩溶地区的选线原则、工程勘察、路基填筑、桥基开挖、隧道掘进与支护等因素，在规范、规程中进行了比较详细的研究，提出了若干准则和规定，已在执行并取得了良好的成果。件，又能实现经济合理使用勘察方法的目的。2 公路岩溶勘察的特点岩溶地区，它受到岩溶不良地区因素的影响。岩溶地区公路工程地质的主要表现为：水淹路基，水冲路基及隧道渗水等；均匀沉降现象；的路基及其附属构造物发生坍塌、下沉或开裂；陷等；桥梁等大型构造物基底承载力及稳定性问题和隧道顶板层形变问题；路堤填筑材料适用性问题以及地下水侵蚀防护问题。重点等方面都有其自己的特点。和构造物基础的奠

3、基及桩形设计及边坡的稳定均带来较大的影响。提前防治不良地质灾害是十分必要的。3 公路岩溶勘察的阶段和勘察目的与任务规划阶段质条件评价，提出比较方案，论证公路方案的可行性与合理性。的影响程度。1:1000001:500000路路线方案示意图的地质要求，编制规划所需的工程地质报告。可行性研究阶段形式、规模等进行勘察。地质分区分段工作，对线路走向和桥址、隧址的比选工作提供较详细的地质依据。在本阶段对控制路段区段内的岩溶地层应进行地质灾害评估工作。初步设计阶段步设计文件提供必要的工程地质依据。的工程地质条件的基础上，为选择构造物结构和基础类型提供必需的地质依据。详细勘察的深度。施工图设计阶段查明构造物

4、地基的地质构造，工程地质及水文地质条件，准确提供工程和基础设计、和地质参数；最终确定沿线筑路材料的料场。施工阶段质及其对工程的危害程度，提出防范与工程处理方法。勘察任务视工程需要而定，主要视搜集施工困难或其他原因导致设计方案的改有设计文件中工程地质方面的内容，为编制竣工文件准备资料。4 公路岩溶勘察技术方法评价。多新技术也在公路工程地质勘察工作中得到发展与应用。研究既有资料发育特征。收集的资料应包括如下方面的内容：区域地质资料；(3)区域水文地质资料；(5)地震资料；气象资料；措施等。文献、调查报告等。作编制勘察工作纲要。岩溶地区公路工程地质调绘与遥感技术工程地质调查与测绘(调绘)等所取得的资

5、料编制成工程地质图。遥感技术并单有成效，为工程地质测绘增添了高效的技术手段。用范围得到推广，精度得到可靠的保证。间，用人造星，飞航等作运载工具的遥感。根据电磁辐射来源可分为：目标物本身发射电磁波的遥感，目标物发射的电磁波的可见光为主。临下地来认识我们居住的地球。宏观信息是一种控制性的信息，通过总体上的把握对局部信息起一种廓定的作画了地质体更多的特征。地球物理勘察技术性，所以物探有其一定的使用条件。重力勘探、磁力勘探与放射勘探等。现就国内外的物探技术方法，在空洞和岩溶方面的应用概述如下：国外技术综述国际上还没有专门的从事岩溶地区高等级公路路基和桥基的空洞和岩溶构造的 探为主的检测技术，积累了大量

6、的经验。电法浅部和深部的空洞探测。充水空洞。电磁勘探（也称井中电法技术，在地下空洞调查中取得了较好的效果。10m行评价。地震勘探射法和钻孔地震层析成相等。美国采用上述地震法较多，实践证明较为成功。日本统。重力测量度变化，近地表物资的不均匀性等。射气测量敏度高。40m的解释，而对于溶洞的容积大小很难给出定量的解释。国内方法综述分辨地震法，弹性波 CT 法，自动电阻率系统法(又称高密度电法)，瞬变电磁场法， 卡法(射气测量)。电法勘探裂隙发育等，以采用剖面法和直线法或低频电流测深法为好。电磁勘探地质雷达，低频电磁法等用来探测溶洞、充水洞穴、地下管道等，具有高效率、(3)地震勘探来解决工程设计所需要

7、的动力参数。微重力法裂、破碎带、地下洞穴等方面，国内外都取得了一些较满意的结果。射气勘探射气勘探在我国始于六十年代，最初是利用一系列的瞬时氡气测量寻找隐伏矿 床。七十年代出现的径迹测量开创了累计测氡的先声，以后又相继出现了 PO法，活性炭吸附法，热释光法，硅半导体探测器法，氡管法，静电卡法，自然卡法等累面得到了大量的应用。勘探方法岩溶地区，对隐伏和埋藏的岩溶地质必须采用钻探方法取得可靠的地质资料。方法。工程地质试验的方法，是解决某些复杂的工程问题的主要途径。工程地质试验分为室内试验和野外试验两种：室内试验部分，岩石的常规试验一般包括物理性质与力学性质两个部分。要求在溶洞顶板 3m以内采岩样进行

8、物理、力学性质实验，作为估算顶板安全厚度的计算参数。(2)专门试验模型试验或模拟试验做出解答或进行评价。野外试验压试验、抽水试验、压(注)水试验和连通试验。试验、压(注)水试验等方法。监控与长期观测不良地质现象进行预测和防范，就需要进行地质监控和长期观测工作。而定。(1)隧道处理。计算隧道顶板及围岩侧向压力对隧道在空间位置上的形变迹象。大桥在空间位置上的形变迹象。路堤边坡利用钻孔埋设测斜管，采用观测仪定期进行量测，观测边坡侧向位移情况。长期的监控和观测工作。5规划阶段(预可勘察)收集路线通过区域的 1:1000001:500000不良地质现象等资料；1:1000001:500000(3)研究已

9、有区域地质、地层岩性、地质构造、特殊地质、新构造活动的特征、溶发育特征。提出拟建路线绕避的可能性或通过的方案；进行沿路地质分区工作，重点对岩溶地层进行初步分类分区；提交规划阶段(预可勘察)工程地质勘察报告，基本内容分为文字及图表资料两部分。溶地区投入少量物探工程。可行性研究阶段研究区域地形、地貌、岩性、构造、不良地质、水文、地震等条件及其与工评价；对控制路线方案的大桥桥址，了解其地形、地物、地层、岩性、构造、岸坡行探测；对控制路线方案的越岭地段，了解地层、岩性、地质构造、水文地质及不良布置少量验证钻孔；对控制路线方案的隧道，了解洞身围岩类别，地应力分布、水文地质条件。隧道在地下水位一下，则需利

10、用钻孔进行水文地质试验和水文地质现测；源及水质；并提出防治意见；按照公路工程地质勘察规范(JTJ06498)要求提交工程地质说明；要求提交全线综合工程地质图，该图的区测地质图为底图，综合分析主要地质资料和线路中心线两侧 500m 以内岩溶发育资料进行编制，比例尺为 1:500001:50001:10000分区分级工作；(11)编制沿线筑路材料分布图。本阶段采用勘察方法为工程地质调绘；物探为主，钻探为辅。初步设计阶段计阶段的工程地质勘察工程要求达到详细勘察的深度。(JTJ064-98)6程地质勘察的要求外还必须遵循如下原则。路基勘察根据岩溶发育程度的不同区段布置相应的勘探工程量，岩溶发育简单区段

11、可50m1控制工程应在物探基础上布置钻探工程，每条横断面不少于 2 个钻孔。一定的测深点和少量验证钻孔，对钻孔必须进行地下水位观测。50m，2m。改河(沟、渠)工程应对已完成的改河(沟、渠)河床采用综合手段进行详细勘控制，参考本节(1)规定布置勘察工程。岩溶区桥位勘察4钻孔深度应钻入可能的持力层一下 310m(视荷载计算)或墩台基础底面宽2.54钻孔遇溶洞时，钻孔深度应转入溶洞底板以下 510m(视荷载计算) 岩溶区隧道勘察20m10m。岩溶地区的小型隧道一般只要在洞口和洞身布置 23 个钻孔，中隧道布置2地质需要的前提下，尽量距洞身深度最浅位置布置5m。计算而定。沉管法施工隧道，一般孔深从河

12、床底部计算为3040m，其他方法施工隧20m，特别复杂地段，个别孔深可50m。岩溶地区地表水以下和地下水位以下隧道勘察的钻孔除探明隧道上、下地层工程地质勘察规范(JTJ06498)提交详细勘察工程地质报告。为辅的方法。施工图设计阶段步对确定的公路路线，工程构造物的位置进行精查勘察。对初步设计审批过程中勘察程度不足之处进行详细勘察。对确定的公路路线存在一定隐患的岩溶发育强烈地段进行专门技术性勘察。2030m，10m，钻孔孔20m，3m岩溶较发育地段三级以上的顺向深切边坡要钻孔进行横断面控制，线距为2m，钻孔要求进行注(压)水试验和水位观测。初步设计阶段勘探桥位区墩台有溶洞的桩位或物探有异常而钻孔来见溶洞的510m510m5-1 桩位处增加钻孔图岩溶发育极为复杂区段的水下隧道在大量钻探工作的基础上，还要进行坑探布置临时竖井和导洞，也可以全段进行洞探。岩溶地区公路施工图设计阶段要求在详勘报告基础上提交更为精确和完整的地 本阶段采用勘察方法为钻探为主，各种试验为辅。施工阶段岩溶地区施工阶段的勘察工作主要为如下几方面：查明。勘探方法按照详勘要求。隧道工程需进行监控和地质超前预报工作TSP 地震法对隧道前方可能遇到不良地质进行探测，探测长度要求 100m，如发现异常时，可采用水平钻