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山区高速公路施工勘察中应注意的问题

2020-06-20韩玉龙曹延海

工程技术研究 2020年9期
关键词:勘测泥石流山区

韩玉龙,曹延海

(1.河南省交通规划设计研究院股份有限公司,河南 郑州 450000;2.郑州公用事业投资发展集团有限公司,河南 郑州 450000)

1 主要的勘察方法及注意问题

高速公路线路设计中的工程地质问题研究是勘测各阶段的目标所在,勘察方法必须以山区高速公路建设施工流程各阶段需要依据和参考的地质资料为目标导向,并结合当地实际的自然地理和地质条件,采用可行性和有效性更高的方法组合。通常而言,主要以资料的搜集、现场踏勘、遥感、区域工程地质调查与测绘为主,并在局部特殊条件下配合采用钻探、物探等手段来完成。

1.1 资料的搜集

充分搜集和研究已形成的国家及权威机构组织的相关地质勘察研究活动的研究成果资料,尤其是基础资料的收集与分析,在地质勘测的预可和工可阶段相关资料是重要的研究依据。在此特别要注意的是,应当对搜集到的资料根据已知的山区高速公路的施工特点和需要加以取舍和补充,并注意资料中研究成果的服务对象和研究的重点于公路工程是否适用,严防地质分析和预测失误风险。

1.2 遥感勘测

遥感勘测是目前公路勘测最广为应用的重要勘测方法,具有视域广、覆盖全面、影像逼真、信息量大、资料获取快、勘察成本低和效率高等优点,配合多种影像增强手段,能够高效便捷地为工作人员分析判定区域工程地质提供依据。其中,遥感解译工作是遥感勘测的重中之重。在山区高速公路施工勘察的应用中特别需要注意以下几个方面的问题。

(1)在进行一般性解析与描述的同时,还需对公路工程与工程地质环境之间相互制约因素及相互影响、相互作用的规律作重点分析,以便为路线走向和方案比选提供更详实的依据。

(2)处理遥感信息时应注意时像结合、航卫片结合,以细化信息、精确信息。

(3)应选择能够更为突出地质构造的影像增强处理方法加强遥感影像的显示效果。

(4)对遥感影像进行判译应重点围绕地质构造尤其是线性构造、挤压带等地质灾害敏感多发区的特征影像展开,并注重分析病害与地质环境的关系。

(5)分析应用遥感信息要适度、合理,既不可夸大遥感信息,也应避免忽略必要的信息。对遥感手段覆盖不到的地方,应该采用其他勘察方法予以补充。

2 山区不良地质勘察及注意问题

通过遥感勘察手段重点判译不良地质和特殊岩土性问题,这对于制定和实施安全系数更高的施工方案具有重要意义。主要的几种不良地质在遥感影像上的呈现上都有其相对明确的勘察特征,解译时需特别注意。

2.1 滑坡

(1)判译特征。滑坡地貌较为明显,一般情况下比较容易识别。滑坡呈现在高精度二维遥感图像上,平面形态多成簸箕形、舌形、V字形以及其他不规则形等,个别滑坡还可以识别出滑坡壁、滑坡台阶、滑坡舌、封闭洼地等。另外,有湿地和泉水的地方也往往是发生过滑坡的标志。

(2)判译需注意的问题。①注意区别滑坡构造与地质构造。滑坡构造的展布范围一般较小,而地质构造的展布范围相对较大,同时,断层通过的地段滑坡往往较发育,而有的滑坡边壁就是断裂带通过处。②注意区别滑坡与错落结构体。错落体的后壁较陡峭,坡度为45~70°,形状像馒头形鼓包,但不含隆丘和封闭洼地。③经年历久的古斜坡,滑坡变形性质往往复杂难定,在解译时应充分结合地貌、岩性、新构造运动、水文地质条件等进行综合性分析研究。

2.2 崩塌

(1)判译特征。节理裂隙发育的质地坚硬的岩石型山地峭坡与峡谷陡岸地段往往是崩塌的易发区,结合遥感图像,其主要判译特征如下:①坡度达到55~75°的陡坡前是崩塌事故的易发区,崩塌处一般呈上陡下缓地貌,崩塌体常会于陡坡下的谷底或斜坡平缓地段堆积,表面粗糙不平,有时可观察到巨大块石影像。②崩塌轮廓线较明显,遥感影像精度越高,其稳定性越容易识别,崩塌壁颜色随岩性而定,多数颜色较浅,有的接近灰白,且不长有植被。有些崩塌体上部外围会呈现节理性裂缝影像。如发现崩塌壁颜色呈深色调且长有少量植被,说明该处崩塌基本处于稳定状态。③大型的崩塌有时会堵塞河谷,使崩塌处上游出现小堰塞湖,在山区如果有瀑布状的峡谷,往往也是发生过崩塌的印证。

2.3 泥石流

(1)判译特征。标准型泥石流流域其形成区常出现于陡坡,多呈瓢形且岩石风化严重,往往伴有滑坡、崩塌发生;泥石流通过区的一般具有沟床直、沟谷窄、两侧山坡较稳的特点,沟谷出口处常可见洪积扇或冲积锥的轮廓(见图1),其他类型泥石流参考标准泥石流特征皆较容易辨认。

图1 泥石流形成示意图

(2)需注意的问题。①泥石流的判译应与整个流域的环境相结合,把诸多因素及其影响结果纳入一个系统进行研究。注意植被茂密的区域不一定就是泥石流活动趋于稳定或停止的特征表现,有些土壤薄、植被根系浅的地带一旦遇到暴雨或长雨季反而会助长泥石流的发生。②如发现影像中较大规模的泥石流堆积扇前端伸入到河道不宽的河流中,应考虑到河对岸可能也会受到泥石流的影响,应仔细查看对岸有无泥石流沉积物。③流域内各类地貌存在的松散组织是否是泥石流松散固体物质的来源,要根据其所在位置,有无被河流冲刷,被冲刷后松散固体有无进入河床的可能来确定。注意利用遥感图像来估算松散固体物质的体积量要比地面方法高效得多。

表1 地质勘察解译结果分析

3 工程案例

以湖南省桑植至张家界的山区高速公路选线为例,建设单位在已有地质环境资料基础上,对A线和K线两种预先设计的线路方案,通过综合运用以遥感勘测为核心的勘察手段进行地质勘察,根据勘察解译结果将两种方案路线进行综合对比,最终选择途经不良地质较少的A线方案。可见不良地质的解译分析成是该工程优选线路的关键。

4 结束语

山区复杂的地质环境使得高速公路建设中的勘察工作尤为重要,通过采取有效的勘察方法,抓住重点特征和问题,对工程范围内的地质进行尽可能精确的分析解译,尽量避绕不良地质和特殊性岩土问题,或采取有效治理措施,制定安全性、可靠性更高的高速公路施工方案,对于推进山区高速公路顺利建成及投入使用,加强山区与外界的沟通,促进山区的发展具有重要意义。

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