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1、第十二章 道路和桥梁 岩土工程勘察,一、概 述 (1) 线型工程: 线形是指道路中线的空间位置。线形是由平、纵、横组成。而路线在平面和纵面上均由直线和曲线所组成。 (2)结构组成 1、路基:行车部分的基础;横断面是由行车道、路肩、路缘带、边坡、截水沟、边沟和碎落台等组成。 2、路面:是用各种坚硬材料分层铺筑于路基顶面的结构物。铺筑路面常用的材料有：沥青、水泥、碎石、粘土、砂、石灰及其他工业废渣等。 3、排水结构物:纵向排水和横向排水。纵向排水系统有：边沟、截水沟和排水沟等；横向排水系统有：桥梁、涵洞、路拱、过水路面、透水路堤和渡水槽等。 4、公路特殊结构物: 有：隧道、悬出路台、防石廊、挡土墙
2、等。 5、防护工程:有：护坡、碎落台、填石路堤、反压护道、导流堤、坡面防护等。,12.1 路(路基)岩土工程勘察,12.1 路(路基)岩土工程勘察,(2)在山区线路中，崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象都是道路的主要威胁，而地形条件又是制约线路的纵向坡度和曲率半径的重要因素； (3)两种线路的结构都是由三类建筑物所组成：第一类为路基工程，第二类为桥隧工程(如桥梁、隧道、涵洞等)，第三类是防护建筑物(如明硐、挡土墙、护坡、排水盲沟等)。,二、路基主要工程地质问题 道路路基包括路堤、路堑和半路堤、半路堑式等。 路基的主要工程地质问题是： 1)路基边坡稳定性问题 ； 2)路基基底稳定性问题 ； 3)道
3、路冻害问题 ； 4)天然建筑材料问题。,三、路线选择工程地质论证 一个重要的因素，也是控制性的路线选择是由多种因素决定的，地质条件是其中的因素。 选线三步骤： 1.全面布局 -主要解决路线基本走向； 2.逐段安排 -解决局部路线方案； 3.具体定线 -定出中线最终位置。,分山岭区与平原区进行研究 1、山岭区 (1)沿河线：是山区选线优先考虑的方案，但在深切的峡谷区，如两岸张裂隙发育，高陡的山坡处于极限平衡状态时，采用沿河线则应慎重考虑。,沿河线路线布局的主要问题是： 路线选择走河流的哪一岸； 路线放在什么高度； 在什么地点跨河。 路线选择走河流的哪一岸，应结合河谷的地貌、地质条件进行分析比较;
4、 路线宜选择在有山麓缓坡、较低阶地可利用的一岸，尽可能避让大段的悬崖峭壁; 在积雪和严寒地区，路线宜尽可能选择在阳坡一岸;,在顺向谷中，路线应注意选择在基岩山坡较稳定、不良地质现象较少的一岸; 不能避免沿断裂谷布线时，应仔细比较两岸出露岩层的岩性、产状和裂隙情况，选择相对有利的一岸; 在山地河谷中，常常会遇到崩塌、滑坡、泥石流、雪崩等不良地质现象。如两岸皆有，应通过详细调查分析，选择比较有利的一岸。如规模大、危害重且不易防治时，则应考虑避让。跨河到对岸避让时，还应考虑上述不良地质现象可能冲击对岸的范围; 在强震区的沿河线，更应注意避让悬崖峭壁以及大型不良地质现象地段。避免沿断裂破碎带布线并努力
5、争取地质地貌条件对抗震有利的河岸; 沿河线的线位高低，应根据河岸的地质地貌条件以及河流的水流情况来考虑 。,在顺向谷中，路线应注意选择在基岩山坡较稳定、不良地质现象较少的一岸。在单斜谷中，如为软弱岩层或有软弱夹层时，一般应选择在岩层倾向背向山坡的一岸(图141)；如为坚硬岩层时，则应结合地貌考虑，选择较为有利的一岸。 跨河到对岸避让时，还应考虑上述不良地质现象可能冲击对岸的范围(图142)。,（2）越岭线 越岭线布局的主要问题是：垭口选择；过岭标高选择；展线山坡选择。 越岭方案可分路堑与隧道两种。应结合山岭的地形、地质和气候条件考虑选择哪种方案过岭 。 可以考虑隧道方案：采用较短隧道可以大大缩
6、短路线长度、改善路线标准时；在高寒山区采用隧道可以避免或大大减轻冰、雪灾害时；地面崩塌、滑坡等不良地质现象较发育时。 对于路堑过岭方案，选择标高最低的垭口和适宜展线的山坡是非常重要的；对于隧道过岭方案，应选择可以用较低标高和较短隧道通过的垭口。,路堑方案工程地质问题 (1)垭口选择 垭口是越岭线的控制点，在符合路线基本走向的前提下，要全面考虑垭口的标高、地形地质条件和展线条件来选择； 通常应选择标高较低的垭口，特别是在积雪、结冰地区，更应注意选择低垭口，以减少冰、雪灾害； 对宽厚的垭口，只宜采用浅挖低填方案，过岭标高基本上就是垭口标高。对瘠薄的垭口，常常采用深挖方式，以降低过岭标高，缩短展线长
7、度，这时就要特别注意垭口的地质条件； 断层破碎带型垭口，对深挖特别不利。由单斜岩层构成的垭口，如为页岩、砂页岩互层、片岩、千枚岩等易风化、易滑动的岩层组成时，对深挖也常常是很不利的。 ,(2)展线山坡 山坡线是越岭线的主要组成部分，选择垭口的同时，必须注意两侧山坡展线条件的好坏。评价山坡的展线条件，主要看山坡的坡度、断面形式和地质构造，山坡的切割情况，以及有无不良地质现象等。 坡度平缓而又少切割的山坡有利于展线； 山坡岩层的岩性和地质构造对于路基稳定有极大影响。,2平原区 地面水特征是首先应考虑的因素； 地下水特征也是应该仔细考虑的重要因素； 在有风沙流、风吹雪的地区，要注意路线走向与风向的关
8、系，确定适宜的路基高度，选择适宜的路基横断面，以避免或减轻道路的沙埋、雪阻灾害； 在大河河口、河网湖区、沿海平原、凹陷平原等地区，常常会遇到淤泥、泥炭等软弱地基的问题； 在广阔的大平原内，砂、石等筑路材料往往是很缺乏的。,对于强震区应特别注意以下几点： (1)路线应尽量避开地势低洼、地基软弱的地带，选择地势较高、排水较好、地下水位较深、地基内无软弱层(粉细砂和软粘土)的地带通过，同时注意路基排水、路基压实等工作，以避免严重的喷水冒砂，并减轻路基开裂、下沉等震害； (2)不应沿河岸、水渠布线，不得已时，应远离河岸、水渠，以防强震时河岸滑移危害路基，并避免严重的喷水冒砂； (3)对于铁路和重要公路
9、，应尽量避免沿发震断层两侧危险地带布线；无法绕避时则应垂直于发震断裂通过。,四、道路岩土工程勘察 道路岩土工程勘察，包括新建道路与改建道路的勘察工作； 均应按照规定的设计程序分阶段进行。 常用的设计阶段与步骤是：踏勘、初察与详察。,图 工程地质选线实例略图 1滑坡群；2崩塌区；3泥石流堆积区；4沼泽带；5路线方案,如图所示，为工程地质选线的实例。 其路线A、B两点间共有三个基本选线方案: I方案需修两座桥梁和一座长隧洞，路线虽短，但隧洞施工困难，不经济； II方案需修一座短隧洞，但西段为不良物理地质现象发育地区，整治困难，维修费用大，也不经济； III方案为跨河走对岸线，需修两座桥梁，比修一座
10、隧洞容易，但也不经济。 综合上述三个方案的优点，从工程地质观点提出较优的第IV方案：把河湾过于弯曲地段取直，改移河道，取消西段两座桥梁而改用路堤通过，使路线既平直，又避开物理地质现象发育地段，而东段则联接II方案的沿河路线。此方案的路线虽稍长，但工程条件较好，维修费用少，施工方便，长远来看还是经济的，故为最优方案。,(一)道路岩土工程勘察的工作内容 1路线岩土工程勘察 在踏勘、初察、详察各阶段，与路线、桥梁、隧道专业人员密切配合，查明各条路线方案的主要工程地质条件，选择地质条件相对良好的路线方案；在地形、地质条件复杂的地段，确定路线的合理布设，以减少灾害。 2特殊地质、不良地质地区(地段)的岩
11、土工程勘察 特殊地质地段及不良地质现象，诸如盐渍土、多年冻土、岩溶、沼泽、风沙、积雪、滑坡、崩塌、泥石流等，往往影响路线方案的选择、路线的布设与构造物的设计，在踏勘、初察、详察各阶段均应作为重点，进行逐步深人的勘察，查明其类型、规模、性质、发生原因、发展趋势和危害程度，提出绕越根据或处理措施。,3路基路面岩土工程勘察 在初察、详察阶段，根据选定的路线方案和确定的路线位置，对中线两侧一定范围的地带，进行详细的工程地质勘察，为路基路面的设计和施工提供工程、地质、水文及水文地质方面的依据。 4桥渡岩土工程勘察 桥渡工程地质勘察一般应包括两项内容：首先应对各比较方案进行调查，配合路线、桥梁专业人员，选
12、择地质条件比较好的桥位；然后再对选定的桥位进行详细的工程地质勘察，为桥梁及其附属工程的设计和施工提供所需要的地质资料。 5隧道岩土工程勘察 通常包括两项内容：一是隧道方案与位置的选择；二是隧道洞口与洞身的勘察。前者，除几个隧道位置的比较方案外，有时还包括隧道与展线或明挖的比较；后者是对选定的方案进行详细的工程地质勘察，为隧道的设计和施工提供所需要的地质资料。 6. 筑路材料勘察 修建道路需要大量的筑路材料，其中绝大部分都是就地取材，特别是像石料厂砾石、砂、粘土、水等天然材料更是如此。,(二)道路岩土工程勘察的主要方法 道路岩土工程勘察方法，主要有研究既有资料、调查与测绘、勘探、试验与监测等几方
13、面。 1研究既有资料 收集的资料一般应包括以下几个方面的内容： (1)区域地质资料；(2)地形、地貌资料；(3)区域水文地质资料；(4)物理地质作用和现象；(5)地震资料；(6)气象资料； (7)其他有关资料(如气候、水文、植被、土壤等)。 (8)工程经验 ,2调查与测绘 调查与测绘是工程地质勘察的主要方法。 (1)工程地质调查 工程地质调查主要是采用野外观察和访问群众的方法，需要时可配合适量的勘探和试验工作。 （2)工程地质测绘 地形、地貌；地层、岩性；地质构造；第四纪地质；地表水及地下水；特殊地质、不良地质。,3 勘探 勘探是岩土工程勘察的重要方法，是获取深部地质资料必不可少的手段。 道路
14、岩土工程勘探的方法有坑探、钻探、地球物理勘探等几类。 4试验 试验是岩土工程勘察的重要环节，是对岩土工程性质进行定量评价的必不可少的方法，是解决某些复杂的工程地质问题的主要途径； 工程地质试验可分为室内试验与野外试验两种。 5监测,12.2 桥梁岩土工程勘察,一、概 述 桥梁是由正桥、引桥和导流等工程组成，正桥是主体，位于河两岸桥台之间，桥墩均位于河中。引桥是连接正桥与原线的建筑物，常位于河漫滩或阶地之上，它可以是高路堤或桥梁；导流建筑包括护岸、护坡、导流堤和丁坝等，是保护桥梁等各种建筑物的稳定，不受河流冲刷破坏的附属工程。 按桥梁结构可分为梁桥、拱桥和钢架桥等，而跨越间歇性水流、无水的山涧或
15、干谷等地段的桥梁，均称为旱桥。 地质条件是选择桥梁结构的主要依据。 ,桥梁的分类 （一）按用途分 桥梁按用途可分为：公路桥、铁路桥、公铁两用桥、农桥、运水桥（或渡槽）、其他专用桥等。 （二）按跨径分 桥梁按跨径可分为：特大、大、中、小桥。 当 8mL30m 或5m20m 时， 称为小桥； 当 30mL100m 或20m40m 时，称为中桥； 当 L100m 或40m 时，称为大桥； 当 L500m 或100m 时，称为特大桥。 （三）按主要承重结构所用材料分 桥梁按主要承重结构所用材料可分为：木桥、钢桥、圬工桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥等。 （四）按结构体系分 桥梁按结构体系可分为：梁式桥
16、、拱式桥、刚架桥、悬索桥、斜拉桥以及各种组合式桥等。 （五）按上部结构的行车道位置分 桥梁按上部结构的行车道位置可分为：上承式、中承式和下承式等。 （六）按跨越障碍物的性质分 桥梁按跨越障碍物的性质可分为：跨河桥、跨线桥、跨越深谷桥、高架桥、栈桥等。 （七）其他种类 桥梁的其他种类除固定式桥外，还有开启桥、浮桥、漫水桥等。,卢浦大桥 卢浦大桥是世界第一的特大型钢拱桥。该桥钢拱座边长19米，宽5.5米，高7米，分成每件60吨的钢结构逐一吊装，然后拼焊成整体。全桥共有四只拱座，是整座桥的受力核心部位，将承受3.5万吨全钢结构的主桥重量。,青州闽江大桥 双塔双索面复合斜拉桥，主桥有5跨，最大跨径为605米，主桥共有168根无粘结镀锌高强钢铰线编成的斜拉索。,杨浦大桥 上海杨浦大桥主桥安装工程（1993年4月建成），全漂浮体系双塔双索面迭合梁斜拉桥，主桥全长1176米，主跨602米。,南
