黃永俊

（紅河州高等級公路管理局，云南 蒙自 661100）

0 引言

當(dāng)前，公路建設(shè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到了重要的作用。“要想富，先修路”這句口號體現(xiàn)了當(dāng)下社會對公路建設(shè)的重視。環(huán)境工程地質(zhì)條件包括以下兩項內(nèi)容：①對建設(shè)場地及周圍地區(qū)穩(wěn)定性存在不良影響的自然環(huán)境條件。②工程建設(shè)和使用期間與地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生相互作用使場地的穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響的次生環(huán)境地質(zhì)條件[1]。在公路建設(shè)中必須全方位地研究上述兩個方面的條件，即地表、地下及周邊地區(qū)的環(huán)境工程地質(zhì)條件，上述內(nèi)容都需要在工程開工前仔細(xì)勘察，在此基礎(chǔ)上開展工程設(shè)計，并根據(jù)完成的方案進(jìn)行施工[2]。

1 公路建設(shè)的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，我國公路建設(shè)存在的問題主要有以下4個方面：①地基處理比較隨意。施工人員沒有重視地基的處理，現(xiàn)場施工比較隨意，雖然也能保證工程的工期進(jìn)度，但方法使用不當(dāng)，容易產(chǎn)生軟土路基，而且出現(xiàn)資金浪費的現(xiàn)象。②施工質(zhì)量較差。施工的團(tuán)隊并沒有接受正規(guī)的培訓(xùn)，施工人員的專業(yè)技術(shù)水平較低，無法保證公路工程的施工建設(shè)達(dá)到規(guī)范要求，部分工程甚至偷工減料，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量[3]。③施工機(jī)械出現(xiàn)問題。目前，我國的機(jī)械化發(fā)展仍處于比較落后的位置，施工器械不能滿足公路工程建設(shè)的要求，從而對施工質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。④缺少檢驗質(zhì)量手段。大多數(shù)施工企業(yè)都是通過施工人員的工作經(jīng)驗進(jìn)行質(zhì)量檢驗，缺少科學(xué)性，使工程質(zhì)量得不到保證，影響工程的安全性。

2 公路勘察的重要工作內(nèi)容

在實際的工作中，公路工程地質(zhì)勘查工作有兩個工作階段，分別為可行性研究工程地質(zhì)勘查和初步工程地質(zhì)勘查。公路工程地質(zhì)勘查工作需要對處于自然環(huán)境條件下的區(qū)域性、地區(qū)性以及區(qū)段性的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘測，從而確保在后續(xù)的公路工程設(shè)計及施工提供參考。

區(qū)域性環(huán)境工程地質(zhì)包括區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、地震、風(fēng)沙、地裂縫、泥石流、巖溶等；地區(qū)性環(huán)境工程地質(zhì)包括采空區(qū)、水庫淹沒、氣象、水文等，而區(qū)段性環(huán)境工程地質(zhì)包括滑坡、崩塌、污染以及特殊性巖石等。

2.1 可行性研究工程地質(zhì)勘查

可行性研究階段的工作內(nèi)容是深入研究各工程方案場地內(nèi)的區(qū)域性環(huán)境工程地質(zhì)條件，其中最主要的是對工程方案中可能會出現(xiàn)的關(guān)鍵性影響因素進(jìn)行研究，工程開始前還要進(jìn)行必要的工程地質(zhì)勘查，以確保在后續(xù)的工程方案設(shè)計中提供精確的地質(zhì)依據(jù)[4]。

2.2 初步工程地質(zhì)勘查

在可行性研究的基礎(chǔ)之上，要對實際的公路工程建設(shè)的場地的工程地質(zhì)比選工作需要進(jìn)行更深層次的研究，這是為了確保在初步選定工程場地工作中以及設(shè)計方案和初步設(shè)計文件的制定過程中能夠為其提供更加具有科學(xué)依據(jù)的工程地質(zhì)信息。在實際所開展的工程地質(zhì)選線工作中，其工作人員的選擇上應(yīng)該更加偏向于讓具有更加豐富經(jīng)驗的工程地質(zhì)和工程專業(yè)人員共同協(xié)助完成。同時需要對地質(zhì)條件以及工作中所設(shè)計的各類型因素進(jìn)行深層次的考慮，根據(jù)實際的路線方案進(jìn)行相應(yīng)的工程施工過程，并且在正式的工程進(jìn)行過程中必須完成的工作就是進(jìn)行現(xiàn)場情況的探勘，并實現(xiàn)對工程所涉及的重點路段進(jìn)行實地調(diào)查，將相關(guān)信息反復(fù)進(jìn)行比較，最終選擇出的路線走廊帶應(yīng)該擁有最佳的工程地質(zhì)條件、該地段產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害危險系數(shù)最低以及工程建設(shè)工作中對地質(zhì)環(huán)境所產(chǎn)生的不良影響最小等相關(guān)的條件。

3 公路設(shè)計與環(huán)境工程地質(zhì)條件的合理使用

環(huán)境工程地質(zhì)條件是客觀存在的，公路工程經(jīng)過地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，因此在建設(shè)過程中重點關(guān)注地質(zhì)條件的改造工作，改造過程中要貼合實際且具有科學(xué)性，為后續(xù)的施工提供良好的條件，將研究的重點轉(zhuǎn)移至優(yōu)化線路平縱面上，盡量避免高填深挖，減少對地質(zhì)環(huán)境的損害，提升工程的安全性及可靠性。

方案設(shè)計的過程中，工程人員以及項目負(fù)責(zé)人都應(yīng)該深入了解該地區(qū)的地質(zhì)條件現(xiàn)狀，從而選用最適合工程實際情況的巖石參數(shù)，提高公路工程的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性，各專業(yè)人員要加強(qiáng)彼此間的溝通交流，相互學(xué)習(xí)。從事路基、隧道橋梁設(shè)計的工作人員要盡量掌握相關(guān)的基礎(chǔ)地質(zhì)知識，以更合理地應(yīng)用地質(zhì)資料。

3.1 路基

路基設(shè)計應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件和工程地質(zhì)條件。選擇適當(dāng)?shù)穆坊鶛M斷面和邊坡（圖1）坡率，高邊坡路堤與陡坡路堤設(shè)計應(yīng)貫徹綜合設(shè)計和動態(tài)設(shè)計的原則。利用地基勘察的物理力學(xué)參數(shù)采用施工期和運營期的穩(wěn)定計算方法滿足路堤穩(wěn)定要求，挖方路基應(yīng)針對巖石體實際的類型、結(jié)構(gòu)特征等相關(guān)的參數(shù)信息，主要結(jié)構(gòu)面（特別是軟弱結(jié)構(gòu)面）特征。臨空面與路線走向的關(guān)系、坡頂鄰近建筑物情況等綜合采用工程類比法、圖解分析法、極限平衡法和數(shù)值分析法進(jìn)行穩(wěn)定分析，邊坡防護(hù)設(shè)計應(yīng)根據(jù)環(huán)境工程地質(zhì)條件、邊坡高度等采用綜合防護(hù)措施，穩(wěn)定性差的邊坡應(yīng)設(shè)置綜合支擋工程[5]。邊坡設(shè)計時一般都只給出最終的邊坡坡率和邊界，各種邊坡加固設(shè)計也是針對最終的邊坡，各種分析計算也是以最終邊坡為約束條件的，未對開挖過程中的各種邊坡條件進(jìn)行分析計算，雖然按最終邊坡條件計算是穩(wěn)定的，但不能夠保證任意開挖條件下邊坡都是穩(wěn)定的。為了提供更高質(zhì)量的防護(hù)措施，在對邊坡防護(hù)進(jìn)行設(shè)計時，需要對周邊地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，以確定實際的邊坡高度。實際的工程開展中，如果能夠準(zhǔn)確計算出邊坡坡率，將能有效推動公路建設(shè)順利開展。

圖1 邊坡

3.2 橋涵

橋址環(huán)境工程條件的好壞是直接影響其基礎(chǔ)設(shè)置質(zhì)量的決定性因素，為了保證橋涵基礎(chǔ)類型的設(shè)計準(zhǔn)確性，需要對當(dāng)?shù)氐牡匦?、環(huán)境地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，同時保證橋涵的上部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，能夠安全正常使用。對于部分地區(qū)出現(xiàn)的軟弱土、土層分布不均勻以及顯著的土層傾斜等地層條件，容易引起橋涵工程的不均勻沉降，需要有針對性地進(jìn)行處理，確保不會出現(xiàn)橋頭跳車或橋臺下沉等問題。若遇到大橋或特大橋工程無法繞開的復(fù)雜地質(zhì)條件，建議施工單位在實際施工過程中根據(jù)現(xiàn)實情況對基礎(chǔ)設(shè)計方案進(jìn)行修正。

3.3 隧道

隧道洞口應(yīng)盡可能避免偏壓很大或地質(zhì)條件不符合的地段，還需要避免排水困難的溝谷低洼地區(qū)施工；隧道口的中線應(yīng)與地形等高線正交或者無限接近正交；在考慮隧道的造價以及工期等相關(guān)因素之前，需要保證隧道的穩(wěn)定性和完全性；合理設(shè)計隧道斷面以及尺寸，避免出現(xiàn)較大的應(yīng)力過于集中于一點的情況。在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造應(yīng)力大的區(qū)域，與水平方向上的最大主應(yīng)力方向處于平行狀態(tài)的是洞軸線，洞體應(yīng)盡量避開斷層、破碎帶以及有著較厚的軟弱夾層，并完成加固工作、排水工作以及相應(yīng)保護(hù)措施。

4 公路施工與環(huán)境工程地質(zhì)條件的利用、改造與保護(hù)

公路施工應(yīng)遵循信息化施工、補(bǔ)充勘察、動態(tài)設(shè)計的原則。配備經(jīng)驗豐富的工程地質(zhì)技術(shù)人員，及時發(fā)現(xiàn)問題，不能等到地質(zhì)病害已經(jīng)發(fā)生才去治理。應(yīng)該認(rèn)識到，設(shè)計階段的勘察工作對地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)規(guī)律的認(rèn)識往往是不全面的，很多問題在施工過程中才會發(fā)現(xiàn)，因此，在施工時應(yīng)有巖土工程技術(shù)人員在現(xiàn)場，對照原有的勘察設(shè)計方案，發(fā)現(xiàn)新的問題之后及時調(diào)整設(shè)計方案。

4.1 路基

路基施工需要在設(shè)計最終方案的過程中對施工實際信息進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，從而更好地開展挖方邊坡工作。要對周邊可能發(fā)生的異常情況進(jìn)行檢測，若出現(xiàn)問題要及時補(bǔ)救。在邊坡挖方工作開始以后，若發(fā)現(xiàn)有邊坡穩(wěn)定性失衡的趨勢要立即反饋給業(yè)主以及設(shè)計單位，根據(jù)實際情況選擇合適的加固措施，避免邊坡失穩(wěn)[6]。

4.2 橋涵

橋涵是公路建設(shè)工程中非常重要組成部分，當(dāng)線路跨越河流、溝谷或者其他道路時，需要建設(shè)橋涵。橋涵的設(shè)計同樣也是公路通過地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)的重點工程。在橋涵施工的過程中，若對地質(zhì)條件不了解，會時常發(fā)生將橋墩、橋臺放置在滑坡體上的情況，同時，在基坑開挖的過程中容易產(chǎn)生滑坡，從而導(dǎo)致已經(jīng)建成的橋墩發(fā)生錯位。為了能夠保證橋涵的正確建設(shè)，需要充分勘查公路工程的地質(zhì)條件，保證橋涵能夠正常使用。橋涵類型的選擇需要經(jīng)過綜合考量，保證其滿足路線方向，同時盡可能避免在大斷裂帶建設(shè)橋涵。

4.3 隧道

隧道施工中非常容易出現(xiàn)洞口坍塌、冒頂、透水、巖爆以及瓦斯爆炸等相關(guān)問題，上述問題與施工方法有一定的關(guān)系，應(yīng)該根據(jù)不同的地質(zhì)條件制定更合理的施工方案，隧道的超前預(yù)報應(yīng)該與施工方法相結(jié)合，并具備前瞻性和預(yù)見性，一旦在隧道施工的過程中出現(xiàn)穩(wěn)定性失調(diào)的趨勢，需要立即向業(yè)主和設(shè)計單位反饋，并及時采取補(bǔ)救措施，避免隧洞大面積失穩(wěn)。

5 公路建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展

公路的質(zhì)量與環(huán)境工程地質(zhì)條件有著非常緊密的聯(lián)系，在公路建設(shè)中應(yīng)該將可持續(xù)發(fā)展作為工程施工的戰(zhàn)略目標(biāo)。公路建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展功在當(dāng)代，利在千秋，這就要求設(shè)計者在進(jìn)行前期工程地質(zhì)勘查中進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的勘探，在建設(shè)過程中對環(huán)境工程的地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的觀察，避免實際工程操作中出現(xiàn)不良隱患，從而節(jié)約項目成本，在一定程度上縮短工期[7]。工程勘察、設(shè)計及施工過程中需要合理分配施工人員及各項資源，確保地質(zhì)資源得到合理利用。同時，施工單位需要提供更強(qiáng)大的地質(zhì)技術(shù)力量支持，確保施工過程中不會出現(xiàn)技術(shù)上的差錯[8]。

在公路建設(shè)的過程中，需要同時滿足人、車、路、環(huán)境等各項要求，從而保證上述部分形成一個統(tǒng)一的整體，這不僅能夠讓公路形成行車更加迅速、舒適以及安全的環(huán)境，同時還能為公路沿途地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造綠色的生態(tài)環(huán)境。隨著我國電子信息與工程地質(zhì)勘查技術(shù)的發(fā)展，在現(xiàn)代的公路工程設(shè)計中，需要對公路途徑的人文環(huán)境、自然環(huán)境和地質(zhì)情況進(jìn)行全面調(diào)查，并根據(jù)沿線各類型資源的重要與稀缺程度將其進(jìn)行合理的分配，從而提升公路建設(shè)的總體效果，形成人與自然和諧相處的動態(tài)平衡。

6 結(jié)語

總之，公路工程建設(shè)過程中隨時都可能因為各種環(huán)境因素的相互作用而對工程建設(shè)產(chǎn)生不良影響，需要各方面專業(yè)力量通過精準(zhǔn)的工程地質(zhì)勘查，結(jié)合該地段的氣象、水文條件及地形地貌特征對工程方案進(jìn)行合理設(shè)計，并根據(jù)實際情況及時修改完善方案，從而避免對周邊環(huán)境造成較大的損害，為工程施工提供強(qiáng)有力的科學(xué)依據(jù)。工程地質(zhì)勘查及工程方案設(shè)計不僅為公路建設(shè)和運營提供了優(yōu)良的技術(shù)服務(wù)和決策依據(jù)，也為我國公路建設(shè)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。