岩溶地区公路工程勘察方法指南

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

1 概述

2 公路岩溶勘察的特点

3 公路岩溶勘察的阶段和勘察的目的与任务 3.1 规划阶段

3.2 可行性研究阶段

3.3 初步设计阶段

3.4 施工图设计阶段

3.5 施工阶段

4 公路岩溶勘察技术方法

4.1 研究既有资料

4.2 工程地质调绘与遥感技术

4.3 地球物理勘察技术

4.4 勘探方法

4.5 公路岩溶勘察不同工程地质试验

4.6 监控与长期观测

5 阶段对勘察技术方法的应用及要求

5.1 规划阶段

5.2 可行性研究阶段

5.3 初步设计阶段

5.4 施工图设计阶段

5.5 施工阶段

6 结论

1 概述

公路岩溶工程地质勘察的方法主要有研究既往资料、调查与测绘、勘探、试验与长期观测等几种。岩溶作为一种特殊的地形、地貌、地质条件对公路工程建设具有一定的影响，国内外已经做了大量的工作，发现了岩溶对公路建设的诸多规律，也制定了相应的勘察设计、施工方法及岩溶病害的处理方案。

岩溶是指可溶性岩层，如碳酸岩类岩层(石灰石、白云石)、硫酸盐类岩层(石膏)和卤素类岩石(盐岩)等，在一定的地理条件(地质、地形、气候)影响下，受地质营力(地表水、地下水的物理化学作用)的长期作用所形成的特殊地貌形态和水文地质现象的总称。由碳酸盐岩形成的岩溶在中国的桂、黔、滇、川东、渝、鄂西、湘西、粤北等地呈连片状分布，而西南地区石我国岩溶分布最为集中和典型的区域。岩溶类型以裸露型、覆盖型为主，次为埋藏型。岩层大部分露出地表，地表水渝地下水连通密切，低洼地带分布有厚度较薄的第四系覆盖层，地表岩溶景观显露，主要表现为可溶性岩被溶蚀后产生的溶沟、溶槽、石芽、漏斗、洞穴、洼地、峰林等不同类型的溶岩形态；覆盖在溶岩形体之上的土层经过岩溶水体的潜蚀作用而形成洞隙，土洞直至地面塌陷等。因岩溶形成特点所决定和多年的工程实践证明，岩溶环境具有易破坏而难恢复的特性，致使溶岩环境存在脆弱的一面。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。

随着现代科学技术的进步和国内高速公路建设的发展，促进了新技术，新方法在公路工程地质勘察中的运用，使我国工程地质勘察技术得到了进一步的发展。同时，形成岩溶地区公路勘察技术体系，即达到了高速度优质量准确查明勘察区工程地质条件，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

公路工程建筑在地壳表面，是一种延伸很长的线形建筑物，特别是要穿越复杂的岩溶地区，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：

①由于地下岩溶水的活动，或因地面水的流动使洞穴阻塞，导致路基基地冒水，水淹路基，水冲路基及隧道渗水等；

②由于可溶性岩层顶部风化、溶蚀现象造成起伏不平，覆盖层厚度不均而产生不均匀沉降现象；

③由于地下洞穴顶板的坍塌或地下水活动产生的吸蚀，潜蚀作用，引起位于其上的路基及其附属构造物发生坍塌、下沉或开裂；

④某些人为和自然活动因素造成的问题，如爆破、地震造成的边坡失稳、地表塌陷等；

⑤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；

⑥路堤填筑材料适用性问题以及地下水侵蚀防护问题。

因此，在岩溶地区建设公路，应全面了解公路通过地带岩溶发育的程度和岩溶形态的空间分布规律，以便充分利用某些可以利用的岩溶形态，避让或防治影响路基稳定的岩溶病害。因此，公路工程岩溶勘察无论在内容、要求、方法上和广度、深度、重点等方面都有其自己的特点。

岩溶发育在宏观上虽有一定的规律性，但在三维空间变化之大又正是反映其复杂性。在勘察过程中，由于受勘察阶段和工作量的制约，在可行性研究及初勘阶段难以揭露其岩溶发育的复杂性。而在详勘阶段和施工阶段发现其真面貌时，对线路的设计和构造物基础的奠基及桩形设计及边坡的稳定均带来较大的影响。

因此，针对岩溶地区特征，适当调整岩溶地区公路工程地质阶段的勘察目的任务及勘察技术，为公路工程设计提供较详细的地质依据，避免施工过程中的重大变更及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

3.1 规划阶段

勘察目的是根据国民经济与社会发展规范，公路网规范和公路建设机会等要求，通过现有资料的分析研究，对控制性工程地段和可能的公路工程建设区域进行工程地质条件评价，提出比较方案，论证公路方案的可行性与合理性。

勘察工作的主要任务是查明区域工程地质条件，对区域稳定性进行研究与论证。收集现有工程地质资料，重点研究有关影响拟建工程方案的可溶岩层分布范围及岩溶发育特性，概略了解规划公路走廊地带内的地形、地貌、地质、水文、气象、地震等自然条件，进行沿线工程地质分区，了解沿线筑路材料分布状况与采运条件等对工程的影响程度。

在控制性地段和第一期开发区布置少量勘探工程；填绘1:100000～1:500000公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。

3.2 可行性研究阶段

勘察目的是为选定公路工程建设建筑物的位址，拟定公路工程建设的布置方式及形式、规模等进行勘察。

勘察工作主要任务是研究区域地形、地貌、岩性、构造、不良地质、水文、气象、地震等条件及其与工程的关系，对工程经过地区的工程地质条件做出评价。对控制路线区段内岩溶发育特征及其发育规律进行重点勘察，结合地质灾害评估进行岩溶工程地质分区分段工作，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。

3.3 初步设计阶段

勘察目的在可行性研究的基础上，对公路工程建筑场地进一步的做好工程地质比选工作，为确定公路工程建筑物的具体位置。结构型式和具体规模设计方案和编制初步设计文件提供必要的工程地质依据。

勘察主要任务是查明公路工程建筑场地的区域地质，水文地质、工程地质条件、并做出评价。进行综合地质勘察，基本查明对确定工程场地的位置其控制作用的不良地质条件，评价其对工程的危害程度。岩溶地区应详细查明岩溶发育规律和空洞形态及其对公路工程的不良影响，提供避绕或治理对策的地质依据。在基本查明场地地基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。