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【摘 要】本文通過工程實例，論述了公路工程建設(shè)各階段工程地質(zhì)勘察工作目的與任務(wù)，提出工可、勘察設(shè)計、施工、運營階段工程地質(zhì)勘察工作重點。 

　　【關(guān)鍵詞】公路；可行性；初步設(shè)計；施工；運營 

　　公路工程建設(shè)特點是線長面廣、工程量大、投資大、影響因素復(fù)雜。公路線位經(jīng)過的地方，難免不遇到地質(zhì)災(zāi)害，作為設(shè)計人員，在不同設(shè)計階段如何處理線路與地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)系（如繞避、治理）、施工階段怎么盡量避免新的地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)等問題，都將影響到公路建設(shè)經(jīng)濟性、安全性、美觀性。 

　　為適應(yīng)公路建設(shè)發(fā)展需要，作為基礎(chǔ)資料的公路工程地質(zhì)勘察工作應(yīng)具有系統(tǒng)性和完整性，以便更好服務(wù)于公路建設(shè)全過程，不因地質(zhì)災(zāi)害失控，確保工程質(zhì)量。我國公路勘察設(shè)計從2003年開始實行初設(shè)、施設(shè)勘察設(shè)計總包，很好解決了以前初設(shè)與施設(shè)脫節(jié)、勘察與設(shè)計脫節(jié)問題，但沒有解決工可與初設(shè)脫節(jié)問題。 

　　地質(zhì)條件是客觀存在的。公路在自然地質(zhì)環(huán)境中穿行，并對地質(zhì)環(huán)境進行改造，應(yīng)該認(rèn)識地質(zhì)規(guī)律，尊重地質(zhì)規(guī)律，在設(shè)計中充分考慮地質(zhì)因素，遵循地質(zhì)原則，從源頭上盡量減少公路對自然環(huán)境破壞，并且為施工和運營提供良好條件。 

　　1 可行性研究階段 

　　預(yù)可勘察目的與任務(wù)：了解公路建設(shè)項目所處區(qū)域工程地質(zhì)條件及存在的工程地質(zhì)問題，為編制預(yù)可行性研究報告提供工程地質(zhì)資料；充分收集區(qū)域地質(zhì)、地震、氣象、水文、采礦、災(zāi)害防治與評估等資料，采用資料分析、遙感工程地質(zhì)解疑、現(xiàn)場踏勘調(diào)查等方法，對線路走廊帶的工程地質(zhì)條件進行研究。 

　　工可勘察目的與任務(wù)：初步查明公路沿線的工程地質(zhì)條件和對公路建設(shè)規(guī)模有影響的工程地質(zhì)問題，為編制工程可行性研究報告提供工程地質(zhì)資料；以資料收集和工程地質(zhì)調(diào)繪為主，輔以必要的勘探手段，對項目建設(shè)各工程方案的工程地質(zhì)條件進行研究。 

　　因此，在可行性研究階段應(yīng)貫徹地質(zhì)選走廊帶的原則。 

　　1.1 充分利用前人研究成果 

　　為適應(yīng)祖國經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展，20世紀(jì)六七十年代，我國曾組織了全國范圍內(nèi)的區(qū)域地質(zhì)、區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查工作（1：20萬、1：5萬），并編寫與之配套的調(diào)查報告。山區(qū)是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生比較頻繁的地方，各級政府?dāng)鄶嗬m(xù)續(xù)組織了一些勘察工作和治理措施。因此充分利用區(qū)域地質(zhì)調(diào)匯報告和已揭露的不良地質(zhì)地段，在工可階段對我們選線能起到很大作用。 

　　實例：西部開發(fā)省際公路通道重慶至長沙高速公路武隆至水江段 

　　該項目位于烏江地質(zhì)畫廊，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，工可編制單位充分利用四川省地質(zhì)局編制的涪陵幅與南川幅報告、當(dāng)?shù)卣炎鞯挠头粶吓c羊角滑坡勘察及治理報告，以隧道方式繞避油坊溝與羊角滑坡；根據(jù)工程類比法，得出轎子石崩坡積體與羊角滑坡形成年代、成因相同，為一古滑坡，也以隧道方式繞避。 

　　1.2 利用遙感手段 

　　航空攝影像片客觀反映地質(zhì)體光學(xué)和幾何特征，還可提供在一定深度下某些透視信息。在可行性研究階段，對區(qū)域性工程地質(zhì)測繪與調(diào)查時，利用現(xiàn)有遙感影像資料進行判釋，可以減少野外工作量和提高圖件精度。實踐經(jīng)驗證明，遙感在對地形、地物、地貌、巖石、第四系沉積物、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)（如滑坡、崩塌、泥石流）等方面都能起到很好的判釋作用。目前，遙感在我國高速公路工可設(shè)計階段用得較多，解決了許多問題。 

　　實例：西部開發(fā)省際公路通道重慶繞城公路、重慶江津至四川合江公路 

　　地質(zhì)工程勘察作了公路遙感工程地質(zhì)報告，利用前人研究成果，對地表地層、地質(zhì)構(gòu)造（褶皺束、斷層、節(jié)理）、不良地質(zhì)（崩塌體、滑坡體、危巖體、泥石流體）、地表水分布、城鎮(zhèn)建筑交通（指公路）現(xiàn)狀進行了解釋，對線路、隧道、橋梁作出了工程地質(zhì)評價。經(jīng)設(shè)計人員到現(xiàn)場實地檢驗，工程地質(zhì)分析、評價符合實際情況。這對設(shè)計人員在工可階段確定路線走廊帶及大的方案決策提供了真實可靠的基礎(chǔ)資料。 

　　1.3 慎重、客觀、合理劃分線路建設(shè)段落 

　　線路建設(shè)分段注重地理位置，但應(yīng)兼顧分段位置處地質(zhì)條件，必要時，變化起點和終點的位置，對地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜路段，而該路段對線路走廊帶起著控制作用時，地勘工作可以考慮優(yōu)先進入初步設(shè)計階段，以達到在工可階段對整個工程走廊帶的控制性。 

　　實例：西部開發(fā)省際公路通道重慶至長沙高速公路 

　　武隆至水江段起點與彭水至武隆段終點接線處，約3公里地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，工可、初設(shè)分別由3家設(shè)計單位承擔(dān)。工可階段沒有對該處如此復(fù)雜的地質(zhì)條件交代，初設(shè)由2家設(shè)計單位進行，首先進行設(shè)計的武隆至水江段起點地質(zhì)條件相對簡單，后進行設(shè)計的彭水至武隆段終點接近3公里地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，在接線處由于地質(zhì)原因糾纏了很久，導(dǎo)致工可方案局部變動。 

　　2 初步設(shè)計 

　　初勘目的：在工程可行性研究基礎(chǔ)上，配合路線、橋梁、隧道、路基、路面和其他結(jié)構(gòu)物設(shè)計方案、比較方案制定，提供工程地質(zhì)資料，以供技術(shù)經(jīng)濟論證，達到滿足方案優(yōu)選和初步設(shè)計需要；對不良地質(zhì)和特殊性巖土地段，作出初步分析及評價，提出處理辦法，為滿足編制初步設(shè)計文件，提供必需的工程地質(zhì)資料。因此，在該階段應(yīng)突出重大地質(zhì)病害對路線方案的制約。 

　　利用前人研究成果，展開擬建公路沿線全面地質(zhì)調(diào)查、測繪及綜合勘探工作，輔之以必要的鉆探、物探、原位測試、室內(nèi)試驗等工作。綜合考慮地質(zhì)條件和各種因素，選定路線位置。充分研究并掌握沿線工程地質(zhì)條件，盡可能對有價值方案進行比較，將路線、大橋、隧道、立交等重點工程選定在工程地質(zhì)條件相對較好區(qū)間內(nèi)，以避免在施工圖設(shè)計時因地質(zhì)問題而發(fā)生路線、橋位、隧址方案變動。 

　　確定路線方案前應(yīng)對沿線地質(zhì)構(gòu)造帶、斷層、巖石層理、地質(zhì)病害分布及范圍等，通過對遙感地質(zhì)判釋資料以及不同勘測階段勘探、調(diào)查資料分析，研究路線通過方案并不斷優(yōu)化。對地質(zhì)較為復(fù)雜地段還應(yīng)注意在設(shè)線后誘發(fā)并加劇地質(zhì)病害的可能性，謹(jǐn)慎確定路線線位和采取工程措施。地質(zhì)技術(shù)人員應(yīng)配合路線設(shè)計師作好地質(zhì)咨詢工作，可以沿初步擬定路線線位，進行全線踏勘，對重要工點進行地質(zhì)調(diào)查，得出初擬線位沿線基本工程地質(zhì)情況，評估路線方案可行性，發(fā)現(xiàn)重大不良地質(zhì)地段或預(yù)測施工后會出現(xiàn)難以治理地質(zhì)病害路段要及時反饋信息，以便盡快調(diào)整路線線位。對于重大地質(zhì)病害應(yīng)盡量繞避，實在無法繞避的要考慮工程措施可能性與可靠性，盡量在路線平縱面優(yōu)化上下功夫（采用分離式路基、用橋隧構(gòu)造物通過、從滑坡體上部通過、半路半橋等），避免高填深挖，以減少對地質(zhì)環(huán)境破壞，提高工程措施可靠性和安全度。對地質(zhì)病害應(yīng)以防為主，以治為輔，能避當(dāng)避，即使增加工程造價也是值得的。 　　實例：西部開發(fā)省際公路通道重慶至長沙高速公路武隆至水江段 

　　該段線路所經(jīng)過的地形地貌特別惡劣，除隧道外，路基一般都位于斜坡上崩坡積層較厚段、陡坡段、順層段。線路有十幾公里位于三疊系須家河組、雷口坡組地層之上，而這兩套地層在重慶地區(qū)為地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)、易發(fā)區(qū)，其工程地質(zhì)條件特別復(fù)雜，基巖之上崩坡積層特別厚（可達20～30米），局部路段形成崩坡積層沿基巖面滑坡；雷口坡組地層為薄層含泥質(zhì)灰?guī)r夾頁巖，易風(fēng)化、破碎，用回旋鉆探不易取樣，因此要求鉆探工藝特別高，對該套地層勘察時應(yīng)輔之以必要的坑探。在初設(shè)外業(yè)時，設(shè)計人員對線路兩側(cè)500米范圍內(nèi)進行了全面地質(zhì)調(diào)查、測繪及綜合勘探工作， 輔之以必要的鉆探、物探、原位測試、室內(nèi)試驗等工作，及時把路線沿線的工程地質(zhì)條件反映給路線總體負(fù)責(zé)人，并與路線總體負(fù)責(zé)人一起研究、討論，盡可能對有價值的方案進行比較，選出最佳方案，既滿足路線線路指標(biāo)、構(gòu)造物（如橋、隧道、互通等）要求，又不會出現(xiàn)大的地質(zhì)災(zāi)害問題。如白馬至白云段，原線位走的是低線，基本位于石梁河一級侵蝕階地上，因崩坡積層特別厚、中小型滑坡特別多，經(jīng)多次進行方案比較，路線標(biāo)高整體抬高20～40米，線位整體向靠山側(cè)移動50～100米，基本位于石梁河二級侵蝕階地上，崩坡積層相對薄一些，局部基巖裸露，即使施工時出現(xiàn)地質(zhì)問題，也在控制之中；白馬互通位于該段，受地形地貌控制，其擺放位置相當(dāng)受限，即使這樣，設(shè)計人員也根據(jù)勘察資料，做了許多方案，不斷的調(diào)整匝道、連接線的位置，以選擇最佳方案。通過這些地質(zhì)工作，很好地控制了初步設(shè)計方案。 

　　3 施工圖設(shè)計 

　　詳勘目的：根據(jù)已批準(zhǔn)的初步設(shè)計文件中確定的修建原則、設(shè)計方案、技術(shù)要求等資料，有針對性地進行工程地質(zhì)勘察工作，為確定公路路線、工程構(gòu)造物位置和編制施工圖設(shè)計文件，提供準(zhǔn)確、完整的工程地質(zhì)資料。因此，在該階段應(yīng)詳查工點地質(zhì)條件，加強線路拉坡、橫斷面生成后的二次進場復(fù)查地質(zhì)調(diào)查與測繪工作。 

　　通過初步設(shè)計階段各種地質(zhì)工作，已經(jīng)基本查明公路沿線地質(zhì)條件，但是工作深度和廣度還不夠。本階段應(yīng)詳查工點地質(zhì)（橋位、隧道、深路塹、高填路堤、陡坡路堤、支擋構(gòu)造物、棄土場、取土坑等），進行重要工點1：500地質(zhì)測繪。采用調(diào)查、測繪、槽探、坑探、鉆探、物探等綜合勘察手段。查明場地巖土體組成、性質(zhì)、分布以及風(fēng)化層、不良地質(zhì)、特殊性巖土等工程地質(zhì)條件在路線縱橫方向變化。以前對于橋位和隧道構(gòu)造物工點地質(zhì)勘察較為重視，但是對于深路塹、陡路堤、斜坡路堤、支擋構(gòu)造物等路基方面工點也必須加強勘察，特別是高邊坡和不良地質(zhì)體勘察和預(yù)測。另外對于筑路材料料場和棄土場的勘察一定要重視，以前山區(qū)公路曾出現(xiàn)過取土、棄土場所不合理，亂挖亂棄，破壞環(huán)境，導(dǎo)致水土流失事例。 

　　除了詳細(xì)的地質(zhì)勘察工作之外，還要貫徹綜合設(shè)計原則，在路線設(shè)計各個階段，對工程地質(zhì)條件要有充分了解，保證路線方案科學(xué)性。對地質(zhì)資料要充分利用，橋位、隧道、路線各有一套地質(zhì)資料，但彼此經(jīng)常脫節(jié)。比如當(dāng)橋隧相連時，隧道勘察發(fā)現(xiàn)有不良地質(zhì)現(xiàn)象，橋梁設(shè)計人員卻不知道，還把橋臺置于其上。因此加強各專業(yè)之間的交流溝通。從事路線、隧道、橋梁設(shè)計的人員要盡量多地掌握一些基本地質(zhì)知識，以有利于對地質(zhì)資料合理使用。 

　　實例：合理選擇棄土場，避免形成新的工程滑坡。 

　　某公路在施工圖設(shè)計階段，棄土場沒有經(jīng)過專門的地質(zhì)勘察工作，施工階段施工單位在不查明棄土場工程地質(zhì)條件的情況下，亂堆亂棄，結(jié)果導(dǎo)致了一處古滑坡復(fù)活、一處斜坡較厚崩坡積層沿基巖面滑動的滑坡，既增加了工程造價，又引起了當(dāng)?shù)乩习傩盏牟粷M。 

　　某公路K10+250～K10+550段：路線本身位于一穩(wěn)定的古滑坡后緣，在施工中因在該古滑坡體中部堆載大量土石方棄土，棄土邊坡最高達21m，坡角25°～35°，長約60m，寬約80m，棄土厚約15.0m，棄方量約8萬立方米，其平面形態(tài)呈不規(guī)則的多邊形，加劇了土體的蠕滑，使其在前緣臨空面處剪出，從而形成新滑坡。 

　　某公路K11+200～K11+350段：右側(cè)原坡體上為第四系覆蓋層崩坡積層亞粘土夾砂巖，經(jīng)鉆探和豎井揭露厚約1.5～12m，施工時在該處原坡體上大規(guī)模堆填，形成厚約2.80～20.6米堆積體，并在堆積體上興建預(yù)制場，導(dǎo)致堆積體變形滑動，形成滑坡，危及附近居民房屋安全，影響在建公路穩(wěn)定。從滑坡形成過程來看，由于施工時在原坡體上大規(guī)模堆填，破壞了土體天然平衡狀態(tài)，加之5～9月多集中降雨及高強度暴雨，第四系填土層含有大量孔隙，相對透水，大氣降雨及流經(jīng)坡體山洪水易下滲至下伏亞粘土及基巖頂面，降低該處土體抗剪強度，同時暴雨入滲使滑體飽水增加滑體重度，在孔隙水壓力作用下，使坡體穩(wěn)定性變差，從而產(chǎn)生了蠕滑變形破壞，形成推移式滑坡。 

　　4 施工階段 

　　由于地質(zhì)條件復(fù)雜性和勘察周期制約，有些復(fù)雜場地（巖溶、破碎帶、巖性縱橫向差異大的地區(qū)）或地形困難場地（陡坡、魚塘等）在設(shè)計階段難以布置充分的勘察工作量，無法查清場地詳細(xì)工程地質(zhì)條件，在施工期間，應(yīng)及時進行補充勘察，如對巖溶發(fā)育區(qū)或巖性差異大的場地逐樁鉆探，對原進場困難場地通過施工便道進場鉆探。施工中發(fā)現(xiàn)新的地質(zhì)問題也要補充勘察。應(yīng)該把施工期間的勘察工作視作設(shè)計期間勘察工作的重要補充。因此，施工階段應(yīng)遵循信息化施工（施工中監(jiān)測）、動態(tài)設(shè)計原則，如隧道超前預(yù)報、邊坡動態(tài)監(jiān)測都是施工階段必須進行的工作。 

　　施工單位一定要配備過硬的地質(zhì)技術(shù)人員，及時發(fā)現(xiàn)問題，不要等到地質(zhì)病害已經(jīng)發(fā)生才去治理，要有前瞻性、預(yù)見性，發(fā)現(xiàn)邊坡、隧道等有失穩(wěn)的趨勢之后要立即反饋業(yè)主、監(jiān)理和設(shè)計單位，并及時采取合適的加固措施，避免邊坡、隧洞大面積失穩(wěn)。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，甚至是錯誤的，據(jù)此進行的設(shè)計只能稱為預(yù)設(shè)計。在邊坡或隧道斷面開挖以后，很多問題才會發(fā)現(xiàn)，此時應(yīng)有巖土工程技術(shù)人員在現(xiàn)場，對照原有勘察設(shè)計，發(fā)現(xiàn)新問題之后通過合理工序及時調(diào)整設(shè)計。等到問題已經(jīng)發(fā)生才去采取措施，既多花錢，又耽誤工期，造成社會影響也大。 　　目前承包商的巖土工程技術(shù)人員是極為缺乏，有時由于不合理的施工方法導(dǎo)致或加劇了地質(zhì)病害發(fā)生、發(fā)展（如在破碎巖體上放大炮、自下而上開挖邊坡等）。 

　　施工期間巖土工程監(jiān)理工作目前還較為薄弱，有豐富理論知識和實踐經(jīng)驗的巖土監(jiān)理工程師極為缺乏，使施工期間的地質(zhì)病害預(yù)防工作遠遠達不到要求。 

　　實例：綦江至萬盛一級公路 

　　K15+080～K16+300段路基位于中切低山丘陵斜坡地貌部位，分布侏羅系沙溪廟組泥巖地層，右側(cè)因路基填挖，形成間隔分布的路塹高邊坡，邊坡高約20～50m，路基開挖改變坡體應(yīng)力，致使邊坡出現(xiàn)大面積跨塌，坡頂?shù)孛娉霈F(xiàn)卸荷裂縫，分析其原因，有如下幾點：（1）原設(shè)計邊坡為1：0.5，設(shè)計挖方坡率較陡；（2）開挖形成路塹邊坡較高，高約20～50m，改變坡體應(yīng)力；（3）侏羅系沙溪廟組泥巖地層中發(fā)育一組與路基邊坡反傾向的構(gòu)造節(jié)理，節(jié)理傾角70～90°、間距小，對邊坡的穩(wěn)定極為不利；（4）施工單位自下而上施工，甚至在某些路段為施工方便拉槽子作施工便道；（5）邊坡形成后，暴露較長時間都沒有防護，卸荷裂隙逐漸發(fā)育，與構(gòu)造節(jié)理組合，導(dǎo)致大面積垮塌，有些路段邊坡形成倒巖腔狀。該段邊坡，施工階段遵循信息化施工、動態(tài)設(shè)計原則，針對不同垮塌情況，分別采用處治措施有：（1）調(diào)整邊坡坡率為1：0.75～1：1.00；（2）窗式護面墻防護；（3）錨桿擋墻結(jié)合掛網(wǎng)噴射砼防護；（4）嵌補防護；（5）扶垛防護。 

　　在施工階段，與工程建設(shè)密切相關(guān)的是現(xiàn)場施工人員。施工時，承包商能組織合理化、科學(xué)化施工，現(xiàn)場施工人員對現(xiàn)場工程地質(zhì)情況了如指掌，施工中加強監(jiān)測，及時把情況反映給業(yè)主、監(jiān)理或設(shè)計單位，則許多地質(zhì)災(zāi)害是可以避免的，既節(jié)省了造價，又縮短了工期。但是對于業(yè)主，應(yīng)制定相應(yīng)的獎懲制度，責(zé)任到人。 

　　5 運營階段 

　　山區(qū)公路運營期間也要高度重視地質(zhì)工作，加強敏感點監(jiān)測。因為有些地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生是一個長期的過程，應(yīng)力釋放或邊坡的蠕變有些需要長達幾年乃至十幾年的時間，一次性治理有時并不能保證長治久安。因此對于一些在施工中出現(xiàn)病害的路段、重要工點要建立數(shù)據(jù)庫，進行變形、位移和地下水動態(tài)監(jiān)測，定期巡查，建立防災(zāi)和預(yù)警系統(tǒng)，在雨季或洪水季節(jié)要加強對敏感點的監(jiān)測。通過長期觀測記錄，還可以更深入認(rèn)識地質(zhì)規(guī)律，分析地質(zhì)病害發(fā)生、發(fā)展機理，預(yù)測發(fā)展趨勢，發(fā)現(xiàn)有不利趨勢要及時采取措施。 

　　6 結(jié)語 

　　要建設(shè)一條兼顧交通、環(huán)保、生態(tài)等方面要求的高標(biāo)準(zhǔn)公路，應(yīng)該重視和加強地質(zhì)工作。地質(zhì)工作應(yīng)貫穿于可研、設(shè)計、施工和運營全過程。對地質(zhì)現(xiàn)象和規(guī)律的認(rèn)識是由面到線、由線到點、由表及里、由粗到細(xì)、由宏觀到微觀逐步深入，根據(jù)不同階段應(yīng)采取不同方法和手段，達到各設(shè)計階段控制目的。