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        某高速公路巖溶地質(zhì)災(zāi)害影響因素的量化

        2011-06-06 12:22:18楊小偉
        時(shí)代農(nóng)機(jī) 2011年9期
        關(guān)鍵詞:高速公路影響

        楊小偉,李 浩

        (中國(guó)地質(zhì)大學(xué),湖北 武漢 430074)

        公路路線所經(jīng)地區(qū)發(fā)育的地層由老至新為:泥盆系,巖性主要為泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r;石炭系,巖性主要為深灰、灰黑色灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾泥灰?guī)r;二疊系下統(tǒng)棲霞組,巖性主要為灰、黑色灰?guī)r、含炭質(zhì)灰?guī)r夾炭質(zhì)頁(yè)巖;第四系,主要為沖洪積和殘坡積物。

        擬建路線地處亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū),溫暖多雨,水系發(fā)育,地下水的補(bǔ)給充沛。丘陵地區(qū)基巖裂隙發(fā)育,風(fēng)化層厚度較大;河谷和平原區(qū)地形平坦,有利于大氣降水的滲入補(bǔ)給和匯集,形成豐富的地表水以及地下裂隙水、孔隙水和溶洞水。

        1 巖溶地質(zhì)災(zāi)害影響因素分析

        影響巖溶地質(zhì)災(zāi)害施工安全的因素較多,結(jié)合此高速公路特點(diǎn),比照國(guó)內(nèi)外類似工程的經(jīng)驗(yàn),其主要影響因素有巖溶發(fā)育程度、上覆蓋層、地下水、構(gòu)造影響、建筑物重要程度等。

        (1)巖溶發(fā)育程度。巖溶地面塌陷主要沿巖溶強(qiáng)烈發(fā)育的地段分布,巖溶發(fā)育是指覆蓋層下的可溶巖中地下溶洞、溶隙、溶溝、溶槽等巖溶現(xiàn)象,是巖溶區(qū)地面塌陷的前提條件,對(duì)塌陷起著支配作用。因此,地下巖溶的發(fā)育程度決定了巖溶塌陷的發(fā)生。

        (2)上覆蓋層。開(kāi)口巖溶上覆松散蓋層巖土體是巖溶地面塌陷的物質(zhì)基礎(chǔ)。巖溶地面塌陷是覆蓋層土體的破壞塌落。蓋層土體既是塌陷的破壞體,也是影響塌陷的重要因素,其物理力學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)組成及厚度等都對(duì)巖溶塌陷的形成產(chǎn)生重要影響。

        (3)地下水。地下水環(huán)境變化是產(chǎn)生巖溶塌陷的誘因和動(dòng)因。在天然條件下,覆蓋層土體各種力學(xué)作用保持著平衡狀態(tài),地下水環(huán)境的變化,使得這種平衡被打破,土體內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變也隨之發(fā)生變化,并引起土體的連續(xù)發(fā)應(yīng),而致塌力和抗塌力的微小變化又加速了地下水動(dòng)力條件的變化。

        (4)構(gòu)造影響。斷裂構(gòu)造使巖層產(chǎn)生大量裂隙,為巖溶水活動(dòng)和溶巖作用提供了極為有利的條件??扇軒r巖溶容易發(fā)育在斷裂破碎帶、斷裂交匯處、褶皺軸部及可溶巖與非可溶巖接觸帶等部位。路段通過(guò)范圍發(fā)育6條斷層,地層巖石較破碎,裂隙較發(fā)育,對(duì)巖溶發(fā)育具有重要影響。

        (5)建筑物重要程度。由于線路范圍內(nèi)存在高鐵、高速公路、橋梁、房屋、路基等設(shè)施基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有所不同,其抗塌能力也有很大區(qū)別,同時(shí)建筑物的重要性也有所差異,因此,應(yīng)對(duì)建筑物的重要程度加以區(qū)分。

        2 巖溶地質(zhì)災(zāi)害影響因素的構(gòu)建及量化

        巖溶塌陷環(huán)境是非常復(fù)雜的系統(tǒng)環(huán)境,其影響因素多且相互制約,巖溶塌陷預(yù)測(cè)則是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。在進(jìn)行巖溶塌陷預(yù)測(cè)時(shí),必須遵循綜合性、客觀性、重要性、類比性和實(shí)用性原則。

        結(jié)合此高速公路線路實(shí)際條件以及地形地貌,選取可溶巖分布、覆蓋層厚度、地下水位、巖溶發(fā)育程度、建筑物重要程度和構(gòu)造影響等6個(gè)一級(jí)指標(biāo)。構(gòu)建及量化的影響因素指標(biāo)見(jiàn)表1。

        表1 指標(biāo)體系及量化標(biāo)準(zhǔn)

        3 結(jié)語(yǔ)

        本文結(jié)合某高速公路工程實(shí)例,系統(tǒng)的分析了其巖溶地質(zhì)災(zāi)害影響因素,并構(gòu)建及量化了其影響因素指標(biāo),得到如下結(jié)論:

        (1)根據(jù)此高速公路工程在施工路線,地質(zhì)條件等方面的特點(diǎn),分析了其巖溶地質(zhì)災(zāi)害影響因素,分別是:巖溶發(fā)育程度、上覆蓋層、地下水、構(gòu)造影響和建筑物重要程度。

        (2)結(jié)合此高速公路工程線路實(shí)際條件以及地形地貌,構(gòu)建了6個(gè)一級(jí)指標(biāo),分別是:可溶巖分布、覆蓋層厚度、地下水位、巖溶發(fā)育程度、建筑物重要程度和構(gòu)造影響,并量化了其二級(jí)指標(biāo)。

        此外,像高速公路工程這樣的大型復(fù)雜項(xiàng)目,在施工階段,可根據(jù)評(píng)估結(jié)果制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)處理方案或措施,達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)、預(yù)警、安全施工的目的。

        [1]唐輝明.工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.

        [2]劉佑榮,唐輝明.巖體力學(xué)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.

        [3]李智毅,楊裕云.工程地質(zhì)學(xué)概率[M].武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,2003.

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