摘要：20世紀(jì)30年代西方一些國(guó)家就開(kāi)始修建高速，60年代以來(lái)世界各國(guó)高速公路發(fā)展迅速。高速公路是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然產(chǎn)物。文章發(fā)表在《中國(guó)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(jì),施工,運(yùn)營(yíng)

　　1 概述

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

　　由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和路網(wǎng)完善的需求，高速公路逐步進(jìn)入山區(qū)。高速公路由于其線形指標(biāo)高，工程艱巨，投資巨大，對(duì)自然環(huán)境的破壞也非常嚴(yán)重。隨著環(huán)境保護(hù)理念的日益深入人心，對(duì)于山區(qū)高速公路的勘察設(shè)計(jì)、施工運(yùn)營(yíng)等方面的環(huán)保要求也越來(lái)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(jì)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(duì)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行改造，應(yīng)該認(rèn)識(shí)地質(zhì)規(guī)律，尊重地質(zhì)規(guī)律，在設(shè)計(jì)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(duì)自然環(huán)境的破壞，并且為施工和運(yùn)營(yíng)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(qiáng)震區(qū)(高地應(yīng)力)等。本階段應(yīng)盡可能詳細(xì)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(wàn)或1：10萬(wàn))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(biāo)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(duì)路線方案的制約

　　確定路線方案前應(yīng)對(duì)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(guò)對(duì)遙感地質(zhì)判釋資料以及不同勘測(cè)階段的勘探、調(diào)查資料的分析，研究路線通過(guò)方案并不斷優(yōu)化。對(duì)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(chǎng)難以判斷。通過(guò)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(duì)此類(lèi)不良地質(zhì)體的正確認(rèn)識(shí)。

　　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(shí)，必須及時(shí)調(diào)整線位。對(duì)于重大的地質(zhì)病害應(yīng)盡量繞避，實(shí)在無(wú)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(guò)、從滑坡體上部通過(guò)、半路半橋等)，避免高填深挖，以減少對(duì)地質(zhì)環(huán)境的破壞，提高工程措施的可靠性和安全度。對(duì)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(jià)也是值得的。

　　必要時(shí)應(yīng)增加技術(shù)設(shè)計(jì)階段，對(duì)重大地質(zhì)病害路段進(jìn)行深入勘察，確定路線可行性。

　　2.3施工圖設(shè)計(jì)階段——詳查工點(diǎn)地質(zhì)條件

　　通過(guò)初步設(shè)計(jì)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(diǎn)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(jìn)行重要工點(diǎn)1：2000地質(zhì)測(cè)繪。采用調(diào)查、測(cè)繪、槽探、坑探、鉆探、物探等綜合勘察手段。

　　除了詳細(xì)的地質(zhì)勘察工作之外，還要貫徹綜合設(shè)計(jì)原則，在路線設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，對(duì)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(duì)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(shí)，隧道勘察發(fā)現(xiàn)有不良地質(zhì)現(xiàn)象，橋梁設(shè)計(jì)人員卻不知道，還把橋臺(tái)置于其上。因此加強(qiáng)各專(zhuān)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(jì)的人員要盡量多地掌握一些基本的地質(zhì)知識(shí)，以有利于對(duì)地質(zhì)資料的合理使用。

　　3 施工階段——遵循信息化施工、補(bǔ)充勘察、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)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(chǎng)地(巖溶、破碎帶、巖性縱橫向差異大的地區(qū))或地形困難場(chǎng)地(陡坡、魚(yú)塘等)在設(shè)計(jì)階段難以布置充分的勘察工作量，無(wú)法查清場(chǎng)地詳細(xì)工程地質(zhì)條件。在施工期間，可以進(jìn)行補(bǔ)充勘察，如對(duì)巖溶發(fā)育區(qū)或巖性差異大的場(chǎng)地逐樁鉆探，對(duì)原進(jìn)場(chǎng)困難場(chǎng)地通過(guò)施工便道進(jìn)場(chǎng)鉆探。施工中發(fā)現(xiàn)新的地質(zhì)問(wèn)題也要補(bǔ)充勘察。應(yīng)該把施工期間的勘察工作視作設(shè)計(jì)期間勘察工作的重要補(bǔ)充。

　　另外本階段應(yīng)遵循信息化施工(施工中監(jiān)測(cè))、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的原則。隧道的超前預(yù)報(bào)、邊坡的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)都是施工階段必須要進(jìn)行的工作。施工單位一定要配備過(guò)硬的地質(zhì)技術(shù)人員，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)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(jiàn)性，發(fā)現(xiàn)邊坡、隧道等有失穩(wěn)的趨勢(shì)之后要立即反饋業(yè)主和設(shè)計(jì)單位，并及時(shí)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(shí)到，設(shè)計(jì)階段的勘察工作對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)規(guī)律的認(rèn)識(shí)往往是不全面的，甚至是錯(cuò)誤的，據(jù)此進(jìn)行的設(shè)計(jì)只能稱(chēng)為預(yù)設(shè)計(jì)。

　　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(shí)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(kāi)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(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求。

　　4 運(yùn)營(yíng)階段——加強(qiáng)敏感點(diǎn)監(jiān)測(cè)

　　山區(qū)高速公路運(yùn)營(yíng)期間也要高度重視地質(zhì)工作。因?yàn)橛行┑刭|(zhì)災(zāi)害的發(fā)生是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，應(yīng)力釋放或邊坡的蠕變有些需要長(zhǎng)達(dá)幾年乃至十幾年的時(shí)間，一次性治理有時(shí)并不能保證長(zhǎng)治久安。因此對(duì)于一些在施工中出現(xiàn)病害的路段或重要工點(diǎn)要建立數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行變形、位移和地下水的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，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(qiáng)對(duì)敏感點(diǎn)的監(jiān)測(cè)。通過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè)記錄，還可以更深入的認(rèn)識(shí)地質(zhì)規(guī)律，分析地質(zhì)病害的發(fā)生發(fā)展機(jī)理，預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)有不利的趨勢(shì)要及時(shí)采取措施。

　　5 山區(qū)公路建設(shè)地質(zhì)工作中存在的問(wèn)題

　　5.1前期階段

　　工可階段對(duì)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(lái)極大難度。

　　初步設(shè)計(jì)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(diǎn)缺少地質(zhì)資料，給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)隱患，也使得施工圖設(shè)計(jì)階段路線方案有時(shí)發(fā)生較大調(diào)整。

　　施工圖設(shè)計(jì)階段不做或漏做重要工點(diǎn)的1：2000地質(zhì)測(cè)繪，或雖做了但精度不夠;對(duì)一些地質(zhì)病害研究不深，導(dǎo)致對(duì)一些重要工點(diǎn)的勘察深度不夠;對(duì)于路線地質(zhì)調(diào)查深度不夠，導(dǎo)致一些地質(zhì)敏感點(diǎn)遺漏，在施工中出現(xiàn)地質(zhì)病害。構(gòu)造物勘察相對(duì)較細(xì)，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(jìn)的地方。由于現(xiàn)在很多項(xiàng)目的勘察設(shè)計(jì)工期都非常緊張，如何在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到盡可能高的勘察精度，的確是一個(gè)難題。為搶時(shí)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(huì)暴露出很多地質(zhì)問(wèn)題。

　　地質(zhì)技術(shù)力量薄弱，巖土工程監(jiān)測(cè)和監(jiān)理不力，施工工序和方法不對(duì)，導(dǎo)致地質(zhì)病害的加劇，甚至誘發(fā)地質(zhì)病害。對(duì)工程地質(zhì)特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不足，不能夠及時(shí)預(yù)測(cè)和反饋地質(zhì)病害，只能被動(dòng)地等待地質(zhì)病害的發(fā)生。

　　5.3運(yùn)營(yíng)階段

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

　　6 正確認(rèn)識(shí)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)。現(xiàn)有的巖石力學(xué)、土力學(xué)、巖體力學(xué)等均難以準(zhǔn)確的描述巖土體實(shí)際的力學(xué)本構(gòu)關(guān)系。

　　7 展望

　　技術(shù)進(jìn)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(wèn)題之后可以很快的調(diào)整線位并重新進(jìn)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(huì)和三維地學(xué)模型、巖土工程專(zhuān)家分析系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，對(duì)于重要工點(diǎn)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)工作，建立地質(zhì)-力學(xué)模型，通過(guò)專(zhuān)家分析系統(tǒng)，可以任意模擬邊坡開(kāi)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(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)。甚至還可以對(duì)邊坡等地質(zhì)病害通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)診，聚集各方面力量以解決問(wèn)題。

　　自然科學(xué)期刊投稿須知：《中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)》1994年創(chuàng)刊，宋健同志題寫(xiě)刊名,大16開(kāi)本，郵發(fā)代號(hào)：80-930。雜志關(guān)注國(guó)內(nèi)外科技、工程及經(jīng)濟(jì)管理發(fā)展的熱點(diǎn)問(wèn)題，刊登各類(lèi)高新技術(shù)在企業(yè)技術(shù)改進(jìn)，行業(yè)革新發(fā)展中經(jīng)驗(yàn);從多元的視角反映創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)的進(jìn)程，反映采用高新技術(shù)改造經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，改變經(jīng)濟(jì)增產(chǎn)方式的新進(jìn)展，積極宣傳科學(xué)發(fā)展觀和國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)政策，大力推動(dòng)科技成果的市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，分析展望我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展趨勢(shì)，傳播國(guó)內(nèi)外科技信息和權(quán)威理論。