摘要：20世紀30年代西方一些國家就開始修建高速，60年代以來世界各國高速公路發(fā)展迅速。高速公路是經(jīng)濟發(fā)展的必然產(chǎn)物。文章發(fā)表在《中國高新技術(shù)企業(yè)》上，是地質(zhì)論文發(fā)表范文，供同行參考。

　　關(guān)鍵詞：山區(qū)高速公路,勘察,設(shè)計,施工,運營

　　1 概述

　　高速公路的標志，通常是兩條道路中有過街橋的標圖。而標志的背景顏色根據(jù)不同的國家和地區(qū)，有所不同。中國大陸、中國臺灣、韓國、美國、加拿大、日本、瑞士等使用綠色背景;英國、德國、奧地利則使用藍色背景。但也有例外，如中國香港的快速公路標志是一個紅色框，白色底及紅色的過街橋，而路牌則是在1990年代改成綠色，之前則是藍色背景。

　　由于國民經(jīng)濟的發(fā)展和路網(wǎng)完善的需求，高速公路逐步進入山區(qū)。高速公路由于其線形指標高，工程艱巨，投資巨大，對自然環(huán)境的破壞也非常嚴重。隨著環(huán)境保護理念的日益深入人心，對于山區(qū)高速公路的勘察設(shè)計、施工運營等方面的環(huán)保要求也越來越高。山區(qū)公路環(huán)境載體主要是自然環(huán)境，也是地質(zhì)環(huán)境。

　　2 勘察設(shè)計階段

　　地質(zhì)條件是客觀存在的，山區(qū)高速公路在自然地質(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，從源頭上盡量減少山區(qū)高速公路對自然環(huán)境的破壞，并且為施工和運營提供良好的條件。

　　2.1工可階段——貫徹地質(zhì)選線的原則

　　山區(qū)公路地質(zhì)選線主要受到地形和不良地質(zhì)現(xiàn)象的制約，主要的不良地質(zhì)現(xiàn)象有滑坡、泥石流、巖崩、巖溶、巖堆(坡積層)、軟弱土、膨脹土、濕陷性黃土、凍土、水害、采空區(qū)以及強震區(qū)(高地應(yīng)力)等。本階段應(yīng)盡可能詳細地收集區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)、巖石地層、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、地震地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)等方面的資料，利用遙感資料(衛(wèi)片和航片)，編制中比例尺(1：5萬或1：10萬)工程地質(zhì)圖和地質(zhì)災(zāi)害(不良地質(zhì)現(xiàn)象)分布圖，圖上標注大的地質(zhì)構(gòu)造(主要是斷層)、重大的地質(zhì)病害體，分析區(qū)域性的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生條件。

　　2.2初設(shè)階段——突出重大地質(zhì)病害對路線方案的制約

　　確定路線方案前應(yīng)對沿線地質(zhì)構(gòu)造帶、斷層、巖石的層理情況、地質(zhì)病害的分布及范圍等，通過對遙感地質(zhì)判釋資料以及不同勘測階段的勘探、調(diào)查資料的分析，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，謹慎的確定路線的線位和采取的工程措施。

　　很多地質(zhì)災(zāi)害(滑坡、泥石流等)由于植被覆蓋、后期人工改造以及觀察角度和范圍有限等原因，在現(xiàn)場難以判斷。通過遙感資料(如航片)可以從宏觀上觀察全貌，合理的解譯，有利于對此類不良地質(zhì)體的正確認識。

　　當(dāng)工作中發(fā)現(xiàn)仍有重大的地質(zhì)病害存在或有潛在的重大地質(zhì)病害時，必須及時調(diào)整線位。對于重大的地質(zhì)病害應(yīng)盡量繞避，實在無法繞避的要考慮工程措施的可能性與可靠性，盡量在路線的平縱面優(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)境的破壞，提高工程措施的可靠性和安全度。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。

　　必要時應(yīng)增加技術(shù)設(shè)計階段，對重大地質(zhì)病害路段進行深入勘察，確定路線可行性。

　　2.3施工圖設(shè)計階段——詳查工點地質(zhì)條件

　　通過初步設(shè)計階段的各種地質(zhì)工作，已經(jīng)基本查明路沿線的地質(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)，進行重要工點1：2000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。

　　除了詳細的地質(zhì)勘察工作之外，還要貫徹綜合設(shè)計原則，在路線設(shè)計的各個階段，對工程地質(zhì)條件要有充分的了解，保證路線方案的科學(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，互相學(xué)習(xí)。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的地質(zhì)知識，以有利于對地質(zhì)資料的合理使用。

　　3 施工階段——遵循信息化施工、補充勘察、動態(tài)設(shè)計原則

　　由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和勘察周期的制約，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，無法查清場地詳細工程地質(zhì)條件。在施工期間，可以進行補充勘察，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。

　　另外本階段應(yīng)遵循信息化施工(施工中監(jiān)測)、動態(tài)設(shè)計的原則。隧道的超前預(yù)報、邊坡的動態(tài)監(jiān)測都是施工階段必須要進行的工作。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。

　　目前施工單位的巖土工程技術(shù)人員也是極為缺乏的，有時由于不合理的施工方法導(dǎo)致或加劇了地質(zhì)病害的發(fā)生和發(fā)展(如在破碎巖體上放大炮、自下而上開挖邊坡等)

　　施工期間的巖土工程監(jiān)理工作目前還較為薄弱的，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。

　　4 運營階段——加強敏感點監(jiān)測

　　山區(qū)高速公路運營期間也要高度重視地質(zhì)工作。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)病害的路段或重要工點要建立數(shù)據(jù)庫，進行變形、位移和地下水的動態(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，還可以更深入的認識地質(zhì)規(guī)律，分析地質(zhì)病害的發(fā)生發(fā)展機理，預(yù)測發(fā)展趨勢，發(fā)現(xiàn)有不利的趨勢要及時采取措施。

　　5 山區(qū)公路建設(shè)地質(zhì)工作中存在的問題

　　5.1前期階段

　　工可階段對地質(zhì)工作不夠重視，地質(zhì)遙感工作不做或精度不夠，不能夠貫徹地質(zhì)選線的原則，導(dǎo)致選定的路線走廊帶中地質(zhì)病害多，處理難度大，給后期工作帶來極大難度。

　　初步設(shè)計階段，由于路線方案調(diào)整較大，而工期緊張，因此很多勘察工作量作廢，路線地質(zhì)精度不夠，部分工點缺少地質(zhì)資料，給設(shè)計工作帶來隱患，也使得施工圖設(shè)計階段路線方案有時發(fā)生較大調(diào)整。

　　施工圖設(shè)計階段不做或漏做重要工點的1：2000地質(zhì)測繪，或雖做了但精度不夠;對一些地質(zhì)病害研究不深，導(dǎo)致對一些重要工點的勘察深度不夠;對于路線地質(zhì)調(diào)查深度不夠，導(dǎo)致一些地質(zhì)敏感點遺漏，在施工中出現(xiàn)地質(zhì)病害。構(gòu)造物勘察相對較細，而路基方面的勘察則往往較粗略。

　　目前的山區(qū)公路工程勘察還存在許多有待改進的地方。由于現(xiàn)在很多項目的勘察設(shè)計工期都非常緊張，如何在很短的時間內(nèi)達到盡可能高的勘察精度，的確是一個難題。為搶時間，現(xiàn)在地質(zhì)勘察工作很大一部分外委出去，全線人員設(shè)備上了很多，但在施工中仍會暴露出很多地質(zhì)問題。

　　地質(zhì)技術(shù)力量薄弱，巖土工程監(jiān)測和監(jiān)理不力，施工工序和方法不對，導(dǎo)致地質(zhì)病害的加劇，甚至誘發(fā)地質(zhì)病害。對工程地質(zhì)特點認識不足，不能夠及時預(yù)測和反饋地質(zhì)病害，只能被動地等待地質(zhì)病害的發(fā)生。

　　5.3運營階段

　　地質(zhì)工作目前還基本上是空白，無法保證山區(qū)高速公路的安全順暢。

　　6 正確認識地質(zhì)工作的重要性和特殊性

　　由于巖土體的組成物質(zhì)差異，更重要的是在巖土體內(nèi)部分布有大量的不連續(xù)界面，把完整的巖土體分割成許多塊體，總體為非均質(zhì)體，在應(yīng)力的傳遞上非常復(fù)雜，因此巖土工程屬于非線性科學(xué)?，F(xiàn)有的巖石力學(xué)、土力學(xué)、巖體力學(xué)等均難以準確的描述巖土體實際的力學(xué)本構(gòu)關(guān)系。

　　7 展望

　　技術(shù)進步是山區(qū)高速公路成功修筑的重要保證?，F(xiàn)在采用三維數(shù)模，可以很快的得出路線平縱面模型，任意切割縱橫斷面，發(fā)現(xiàn)問題之后可以很快的調(diào)整線位并重新進行分析，大大提高了工作效率。相信隨著3S技術(shù)的發(fā)展，今后三維數(shù)模會和三維地學(xué)模型、巖土工程專家分析系統(tǒng)結(jié)合起來，對于重要工點通過現(xiàn)場地質(zhì)工作，建立地質(zhì)-力學(xué)模型，通過專家分析系統(tǒng)，可以任意模擬邊坡開挖后的形狀及物理力學(xué)狀態(tài)的變化，迅速分析其穩(wěn)定性，進行針對性的設(shè)計。甚至還可以對邊坡等地質(zhì)病害通過互聯(lián)網(wǎng)進行遠程會診，聚集各方面力量以解決問題。

　　自然科學(xué)期刊投稿須知：《中國高新技術(shù)企業(yè)》1994年創(chuàng)刊，宋健同志題寫刊名,大16開本，郵發(fā)代號：80-930。雜志關(guān)注國內(nèi)外科技、工程及經(jīng)濟管理發(fā)展的熱點問題，刊登各類高新技術(shù)在企業(yè)技術(shù)改進，行業(yè)革新發(fā)展中經(jīng)驗;從多元的視角反映創(chuàng)新型國家建設(shè)的進程，反映采用高新技術(shù)改造經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，改變經(jīng)濟增產(chǎn)方式的新進展，積極宣傳科學(xué)發(fā)展觀和國家技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)政策，大力推動科技成果的市場化、產(chǎn)業(yè)化進程，分析展望我國經(jīng)濟和科技發(fā)展趨勢，傳播國內(nèi)外科技信息和權(quán)威理論。