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1、道 路 工 程 地 质,罗 筠,2010年10月,学习情境三 道路工程地质病害治理,1知道常见道路地质病害的防治原则； 2能根据地质病害的特征选择合适的防治措施； 3知道常见特殊性土的防治原则； 4根据特殊性土的特征提出有效的治理措施。,学习目标,任务1 公路水毁和路基翻浆的防治； 任务2 崩塌的防护原则及治理措施； 任务3 滑坡的防护原则及治理措施； 任务4 泥石流的防护原则及治理措施； 任务5 岩溶的防护原则及治理措施； 任务6 常见特殊性土的处治。,工作任务,任务3.1 常见道路地质病害的防护与治理 一、公路水毁和路基翻浆,1. 沿河路基水毁防治措施 防治沿河路基水毁的常用方法有：铺草皮
2、、植树、抛石、石笼及浸水挡土墙等。,(二）桥梁水毁防治 1、原则 (1) 加强对新建桥梁的水毁预防工作 根据桥位河段的河道演变特征、水情及地貌特征，选择较好的桥位，推算设计洪水流量，确定合适的桥孔位置，进行桥孔长度、高度、桥梁调治构造物以及桥头引道路堤等的水力设计，以充分满足防治水毁的要求。 (2) 加强对现有桥梁的防治工作 各级公路养护部门要做好水毁预防和修复工作。做到精心设计、精心施工，修一处，保一处，积累丰富的水毁修复工程的设计施工经验，提高投资效益，提高桥梁抗洪能力，减少水毁损失和防治费用。 (3) 依靠科学进步，进行水毁治理 贯彻科研与生产实际相结合的原则，将已经通过鉴定的成果应用到
3、水毁治理工作中，减少盲目性和主观臆断性。养护部门充分收集有关资料，根据水文计算确定坝长、坝基深，选派技术精湛的队伍驻地监理严格施工、规范管理。,（1）正确进行桥位选择及桥孔设计 桥位选择不合理，洪水不能顺利渲泄，易导致桥梁水毁。 桥位选择必须经过详细的水文调查及工程地质勘察，选择滩槽稳定、河道顺直、桥位地质条件良好，且有利于通畅泄洪的桥位河段。桥孔设计应准确把握桥位河流特性，河道历史最高洪水位、洪水比降、流域面积及糙率等水文要素，通过水力设计确定合理的桥孔长度；还要对桥孔大小、墩台基础埋深、桥头引道及桥梁调治构造物布设进行综合考虑，使桥孔不过多压缩河床，尽可能保持桥位水流的自然状态。,（2）确
4、定合理的墩台结构型式及其埋置深度 墩台型式直接影响到墩台的局部冲刷深度。一般情况下，由于柱式墩台在抗冲刷方面较重力式墩台更优越，所以应优先选择钻孔灌注桩基础及柱式墩台。 桥梁基础埋深应根据水文水力计算，并结合桥位工程地质，确定桥梁在通过设计洪水流量时的墩台基础安全埋置深度，保证桥梁在遭遇设计洪水时不发生水毁。 在桥梁设计中,如果将洪水与桥面齐平时的水力条件考虑进去，则桥梁在遭遇任何洪水条件下的安全问题就得到了保障。,2. 防治措施,（3）完善桥梁的调治与防护工程 桥梁的调治与防护工程具有稳定河岸、改善水流流态、减轻水流冲刷、保障桥梁安全的作用。特别是宽浅变迁性河流，应将桥梁的调治与防护工程视为
5、桥梁设计的重要组成部分。否则，河道变迁使洪水主流斜向冲击墩台及锥坡基础，易造成桥梁水毁。 （4）桥梁水毁的预防性养护与治理 桥梁排洪能力检查 汛期应根据河道上游汇水面积大小及气象部门的汛情预报，做好降雨量及河道洪峰流量的预测，检验桥梁的排洪能力。 桥梁及其防护设施的安全质量检查 汛期应检验桥梁墩台是否沉陷、开裂；墩台外表是否风化剥落；锥坡及翼墙基础是否发生裂缝、倾斜；桥梁的其他调治与防护工程设施是否完好。 墩台的防护与加固 汛期应检查桥梁墩台及桥址河床的冲刷情况，应及时采取措施进行防护与加固。,桥位河湾的防护 在河湾凹岸布设丁坝、顺坝等导流构造物，待丁坝、顺坝间落淤稳定，再于其间配植树木进行生
6、物防护； 在易形成河湾的桥头引道两侧及导流堤与锥坡附近植防水林，这样随着树木成长，河湾区域会逐年淤积增高，并形成稳定的新河岸，能有效防止因河道变迁导致桥梁水毁。 桥位河段的防护 由于洪水泛滥，桥位河段往往是冲沟交错、滩石裸露，生态环境十分脆弱。解决这一矛盾的有效措施就是结合公路绿化对桥位河段实施生物防护。 桥位流域的综合治理 桥梁水毁的综合防治是一项系统工程，公路部门应与农牧林水等部门相配合，搞好桥位上游流域的综合治理，改善生态环境，从根本上实现桥梁防灾减灾。,（5）生物防护与工程防护相结合 在河两岸植树能降低河水流速、拦洪落淤、稳固河岸，有效遏制河道变迁导致桥梁水毁。特别是将桥梁的生物防护与
7、工程防护完美结合，能使二者的防护作用相互完善、相互融合。,（1）路基排水 路基范围内的地面水、地下水都应通过顺畅的途径迅速引离路基，因此要重视排水沟渠及其纵坡和出水口的设计；同时为降低路基附近的地下水位，设置盲沟以降低地下水位，截断地下水潜流，使路基保持干燥。 （2）提高路基填土高度 路线通过农田地区，为了少占农田，应与路面设计综合考虑，以确定合理的填土高度。在潮湿的重冻区粉性土地段，不能单靠提高路基填土高度来保证路基路面的稳定性，要和其它措施，如砂垫层、石灰土基层等配合使用。,（三）路基翻桨防治,（1）路线应尽量设置在干燥地段，当路线必须通过水文及水文地质条件不良地段时，就要采取措施，预防翻
8、浆。 （2）按照因地制宜、就地取材和路基路面综合设计的原则，提出合理防治方案。 （3）翻浆地区路基应注意对地下水及地面水的处理，并满足路基最小填土高度。 （4）对于高级和次高级路面，除按强度进行结构层设计外，还需允许冻胀的要求进行复核。,1. 防治原则,2. 防治措施,（6）换土 采用水稳性好、冰冻稳定性好、强度高的粗颗换填路基上部，可以提高土基的强度和稳定性。换土的厚度一般可根据地区情况、公路等级、行车要求以及换填材料等因素确定换土厚度。一些地区的经验认为，在路基上部换填6080cm厚的粗粒土，路基可以基本稳定。适用条件是：因路基标高限制，不允许提高路基，且附近有粗粒土可用时；路基土质不良，
9、需铺设高级路面时。 （7）加强路面结构 铺设砂（砾）垫层以隔断毛细水上升，增进融冰期蓄水、排水作用，减小冻结或融化时水的体积变化，减轻路面冻胀和融沉作用。砂垫层的材料可选用砂砾、粗砂或中砂，要求砂中不含杂质、泥土等。铺设水泥稳定类、石灰稳定类、石灰工业废渣类等路面基层结构层以增强路面的板体性、水稳定性和冻稳定性，提高路面的力学强度。,砂（砺）垫层的经验厚度,崩 塌,在选线时，应根据斜坡的具体条件，认真分析发生崩塌的可能性及其规模。对有可能发生大、中型崩塌的地段，应尽量避开。若完全避开有困难，可调整路线位置，离开崩塌影响范围一定距离，尽量减少防治工程；或考虑其它通过方案（如隧道、明洞等），确保行
10、车安全。对可能发生小型崩塌或落石的地段，应视地形条件，进行经济比较，确定绕避还是设置防护工程。 在设计和施工中，避免使用不合理的高陡边坡，避免大挖大切，以维持山体平衡稳定。在岩体松散或构造破碎地段，不宜使用大爆破施工，避免因工程技术上的失误而引起崩塌。,（二）勘察调查要点 查明斜坡的地形条件坡度、高度、外形等； 查明斜坡的岩性和构造条件岩土的类型、风化程度、主要构造面的发育情况； 查明地下水对斜坡稳定性的影响； 查明当地地震烈度。,（一）防治原则,崩塌与岩堆勘察调查要点,三、滑 坡,滑坡的防治，贯彻“以防为主，整治为辅”的原则。在选择防治措施前一定要查清滑坡的地形、地质和水文地质条件，认真研究
11、和确定滑坡的性质及其所处的发展阶段，了解产生滑坡的原因，结合工程建筑的重要程度、施工条件及其它情况进行综合考虑。,（一）防治原则,由于大型滑坡的整治工程量大，技术上也很复杂，因此，在测设时应尽可能采用绕避方案。若建成后路基不稳定，是治理还是绕避需要周密分析其经济和安全两方面的得失。 对于中、小型滑坡的地段，一般情况下不必绕避，但是应注意调整路线平面位置以求得工程量小、施工方便、经济合理的路线方案。 路线通过古滑坡时，应对滑坡体的结构、性质、规模、成因等作详细勘察后，再对路线的平、纵、横做出合理布设；对施工中开挖、切坡、弃方、填土等都要作通盘考虑，稍有不慎即可能引起滑坡的复活。,（二）勘察调查要
12、点,整治滑坡的工程措施很多，归纳起来分为三类：一是消除或减轻水的危害；二是改变滑坡体外形、设置抗滑建筑物；三是改善滑动带土石性质。,（三）防治措施,四、泥石流,高等级公路最好避开泥石流地区。在无法避开时，也应按避重就轻的原则，尽量避开规模大、危害严重、治理困难的泥石流沟，而走危害较轻的一岸或在两岸迂回穿插（方案4）。如过河绕避困难或不适合时，也可在沟底以隧道或明洞穿过（方案1）。 当大河的河谷很开阔，洪积扇未达到河边时，可将公路线路选在洪积扇淤积范围之外通过。可能存在以下问题：洪积扇逐年向下延伸淤埋路基；大河摆动，使路基遭受水毁（方案3）。,3. 路线跨越泥石流沟时，首先应考虑从流通区或沟床比
13、较稳定、冲淤变化不大的堆积扇顶部用桥跨越要预留足够的桥下排洪净空。 4. 如泥石流的流量不大，在全面考虑的基础上，路线也可以在堆积扇中部以桥隧或过水路面通过。采用桥隧时，应充分考虑两端路基的安全措施（方案2）。 5. 通过散流发育并有相当固定沟槽的宽大堆积扇时，宜按天然沟床分散设桥，不宜改沟归并。如堆积扇比较窄小，散流不明显，则可集中设桥，一桥跨过。,1.靠山做隧道方案或以桥通过沟口；2.通过堆积区；3.沿堆积区外缘通过；4.跨河绕避,（一）防治原则,五、岩溶,（一）岩溶地区选线原则 1. 在可溶性岩石分布区，路线应选择在难溶岩石分布区通过。 2. 路线应尽量避开可溶性与非可溶性岩或金属矿产的
14、接触带，因这些地带往往岩溶发育强烈，甚至岩溶泉成群出露。 3. 岩溶发育地区选线，应尽量在土层覆盖较厚的地段通过，因一般覆盖层起到防止岩溶继续发展，增加溶洞顶板厚度和使上部荷载扩散的作用。,（二）勘察调查要点 岩溶发育区的勘察调查一般包括公路路基、桥基和隧道的工程地质勘察调查三个方面.,4.桥位宜选在难溶岩层分布区或无深、大、密的溶洞地段。 5.隧道位置应避开漏斗、落水洞和大溶洞，避免与暗河平行。,岩溶勘察调查要点,对岩溶和岩溶水的处理措施为疏导、跨越、加固、堵塞 1. 堵塞 对基本停止发展的干涸的溶洞，一般以堵塞为宜。如用片石堵塞路堑边坡上的溶洞表面以浆砌片石封闭。对路基或桥基下埋藏较深的溶
15、洞，一般可通过钻孔向洞内灌浆注水泥砂浆、混凝土、沥青等加以堵塞提高其强度。,利用水平导坑排水,堵塞路基下的溶洞,（三）整治措施,2. 疏导 对经常有水或季节性有水的空洞，一般宜疏不宜堵。应采取因地制宜，因势利导的方法。路基上方的岩溶泉和冒水洞，宜采用排水沟将水截流至路基外。对于路基基底的岩溶泉和冒水洞，设置集水明沟或渗沟，将水排出路基。,3. 跨越 对位于路基基底的开口干溶洞，当洞的体积较大或深度较深时，可采用构造物跨越，如图3-1-42 采用天生桥隧道绕行。对于有顶板但顶板强度不足的干溶洞，可炸除顶板后进行回填，如图3-1-43，或设构造物跨越。,图3-1-43炸除顶板的溶洞,图3-1-42
16、 天生桥隧道绕行,清水河大桥（贵州兴义） “世界第一铁路高桥、世界最美丽天坑人家，世界上最神奇的天沟在缝”,4. 清基加固 为防止基底溶洞的坍塌及岩溶水的渗漏，经常采用加固方法。 （1）洞径大，洞内施工条件好时，可采用浆砌片石支墙、支柱等加固。如需保持洞内水流畅通，可在支撑工程间设置涵管排水。 （2）深而小的溶洞不能使用洞内加固办法时，可采用石盖板或钢筋混凝土盖板跨越可能的破坏区。 （3）对洞径小、顶板薄或岩层破碎的溶洞可采用爆破顶板用片石回填的办法。如溶洞较深或须保持排水者，可采用拱跨或板跨的办法。 （4）对于有充填物的溶洞，宜优先采用注浆法、旋喷法进行加固，不能满足设计要求时宜采用构造物跨越。 （5）如需保持洞内流水畅通时，应设置排水通道。 隧道工程中的岩溶处理较为复杂。隧道内常有岩溶水的活动，若水量很小，可在衬砌后压浆以阻塞渗透；对成股水流，宜设置管道引人隧道侧沟排除；水量大时，可另开横洞（泄水洞）；长隧道可利用平行导坑（在进水一侧），以截除涌水。 在建筑物使用期间，应经常观测岩溶发展的方向，以防岩溶作用继续发生。,
