課題一：巖溶地區(qū)高等級公路線路方案選擇和優(yōu)化布置評價

1、課題一：巖溶地區(qū)高等級公路線路方案選擇與優(yōu)化布置評價巖溶對公路工程的危害是公路建設的一大障礙，主要表現(xiàn)為巖溶洞穴 影響公路建（構）筑物基礎的穩(wěn)定和巖溶水的侵襲。它關系到施工條件、 工程造價，養(yǎng)護條件和運營安全；巖溶地區(qū)公路建設要妥善地處理巖溶危 害，又以線路方案選擇為首耍環(huán)節(jié)。通過巖溶地區(qū)一段線路作為一個整體，巖溶危害是影響這整段線路方 案選擇的重要因素。它和其他重要因素一樣，具有特殊性，對工程條件有 特定要求。這些特殊性和特定要求互相矛盾，互相制約，而又共存于一條 在技術上可行在經濟上合理的線路之中。對巖溶障礙是否繞避，應繞避到 什么程度，這就是巖溶地區(qū)線路方案選擇的總體性。在巖溶地區(qū)的線路

2、方案選擇，和一般地區(qū)線路方案選擇的不同之點， 在于巖溶的特性對線路有特定的耍求。為此，首先從巖溶的危害程度，研 究巖溶地區(qū)選線宜避，宜穿的一般規(guī)律，再研究巖溶地區(qū)總體性選線的原 則。1.1不同地層巖性、地質構造區(qū)線路方案選擇與布置1.1.1碳酸鹽巖與非碳酸鹽巖的接觸帶碳酸鹽巖與非碳酸鹽巖的接觸帶，由于非碳酸鹽巖的阻隔，有利于地 下水的富集，巖溶水的化學、物理作用強烈，巖溶發(fā)育。平面上沿接觸帶 走向分布有串珠狀的各種巖溶形態(tài)，地下水多具有承壓性，且常發(fā)育與接 觸帶走向一致的縱向暗河，并與碳酸鹽巖一側的橫向暗河相連。為避免巖 溶水和洞穴的危害，線路應避免設在接觸帶及其附近，必要時應以人交角 穿過。

3、另外還應研究接觸帶附近線路剖面高程的選擇問題。對于路基、邊坡、 基坑和隧道不同工程的幾種空間位置情況，其線路應考慮避開接觸面。碳 酸鹽巖的巖溶問題對工程固然不利，但由于碳酸鹽巖本身具有較高的強度 和穩(wěn)定性，就其工程地質條件而言，與非碳酸鹽巖相比，又具有利的一面。 因此，要根據(jù)具體情況通過技術經濟分析而定，研究線路應選在接觸面哪 一側，距接觸面的距離多少。1. 1.2有利于巖溶發(fā)育的構造帶一般來說，線路位置力求避開巖溶發(fā)育的構造帶或不與其靠近，必要 時以大交角通過。線路位置最好繞避橫穿斷裂帶，避開斷裂帶上彼彼皆是 的落水洞、暗河及溶洞的影響。對于局部線路方案平行且靠近長大斷層帶, 則需考慮將線路

4、內移靠山，以路塹通過。應詳細研究比較河流左右岸線路方案選擇問題，因為巖溶多發(fā)育于此 地層中，巖層走向一般多平行于河流，一旦線路通過此巖溶區(qū)，最好是使 線路與巖層走向以較大交角通過，使線路少跨于巖溶區(qū)，避開嚴重的巖溶 地段。這樣，在施工期間就會出現(xiàn)較少的巖溶問題。1.1.3避開巖溶發(fā)育的極強地區(qū)巖溶發(fā)育的極強地區(qū)，無論對勘測、設計、施工和運營都會造成很人 困難。因此，在研究線路方案時，一般以繞避為宜，而將線路選在巖溶發(fā) 育相對輕微的地區(qū)。1.1.4網(wǎng)狀洞穴和巨大空洞區(qū)上面討論了較大范圍內巖溶發(fā)育極強或強烈地段的線路方案選擇問 題，但是局部的或個體的巖溶人洞穴危害，特別是對于橋梁樁基基坑的承 載力

5、和穩(wěn)定性，也會控制著線路位置的選擇，制約施工的難度和高額的成 本。因此，應在施工前詳細勘測的基礎上，對已查明的網(wǎng)狀洞穴或巨大空 洞，或者根據(jù)網(wǎng)狀洞穴和巨大空洞的發(fā)育條件及其特征，探測并預測其空 間位置，將線路移到巖溶發(fā)育程度相對輕微的地段上。1.2評價特殊巖溶地形、地貌單元，選擇線路位置正如上面所述，巖溶地貌一般劃分為巖溶化山地、巖溶化高原、巖溶 化平原三個大的地貌單元，每一單元內又可分為若干巖溶組合形態(tài)構成的 地貌小區(qū)，為避免敘述上的重復，故以巖溶組合形態(tài)構造的地貌小區(qū)作為 討論線路選擇的基礎。1.2.1研究孤峰平原區(qū)的線路在此地區(qū)重點研究地下水位下降引起的地面塌陷及巖溶水的侵襲，因 為這兩

6、個巖溶地質問題將影響基底穩(wěn)定。如果出現(xiàn)多次或突然的地面塌陷, 給公路行車及其建(構)筑物帶來很大的危害，也為整治帶來極大的困難。根據(jù)孤峰平原區(qū)因巖溶的存在和地下水作用而引起地面塌陷的特征， 線路選擇中將做下列工作。(1) 計算取水點可能形成的最大下降漏斗，線路避開此范圍；(2) 選擇在覆蓋土較厚的地段；(3) 線路遠離構造線或以最大交角通過；(4) 設計線路標高要高于最髙地下水位或降低線路標高于基巖中挖方 通過；(5) 避免今后地下水位下降造成地面塌陷，提高坡度，以填方通過。 1.2.2研究峰林(峰從)谷地及溶丘洼地區(qū)的線路該地區(qū)的巖溶特點：洼地，谷地與溶丘，峰叢、峰林相間并存，洼地、 谷地普

7、遍具有松散覆蓋土層，且分布有漏斗、落水洞和巖溶泉，雨季積水 成塘，洼地或谷地間的；®口往往是斷裂破碎帶，其下常發(fā)育有暗河。因此應根據(jù)最大洪水位研究合理的設計線路標高，使其既經濟又安全。 研究工程地質的薄弱點一一境口，將線路選在地質條件較好的一側。1.2.3分水嶺地區(qū)的線路選擇問題查清線路地下分水嶺位置，盡可能使線路選在地下水分水嶺地帶通過, 如若分水嶺位置不易查清，或線路難以滿足上述要求，則應研究巖溶負地 形，使線路在負地形之間通過，并研究線路平剖面的配合，以避免或減輕 巖溶大溶穴和水的危害。1.2.4山地河谷區(qū)的線路選擇河谷區(qū)指河谷岸坡坡腳與當?shù)厍治g基準面接近的地帶。(1) 根據(jù)可

8、溶巖出露面積和匯水面積的大小，以及構造條件等因素的 影響，研究兩岸巖溶發(fā)育的差異，使線路選在巖溶發(fā)育較弱的一岸，并根 據(jù)季節(jié)性充水情況，提高線路剖面高程。(2) 巖溶斜坡地區(qū)線路選擇于垂直滲流帶及其負地形間通過。(3) 在巖溶斜坡地區(qū)，找出安全帶，線路宜靠外于安全帶中通過。1. 3研究隧道線路縱坡形式與平行導坑位置1.3.1隧道縱坡形式的選擇調查巖溶水垂直分帶的部位，地下水分水嶺的位置及較為集中的涌水 段(點)等。結合巖溶地區(qū)施工特點，慎重選擇公路隧道的縱坡形式，以利 巖溶地下水從工程中排出。并研究平面導坑的布置，為長隧道施工排水創(chuàng) 造有利條件，還使其在運營期間發(fā)揮作用。1.4巖溶地區(qū)線路布置

9、優(yōu)化除巖溶的危害以外，影響巖溶地區(qū)線路選擇的因素很多，必須多方面 進行分析，要研究地質條件、經濟條件和技術條件以及施工期限等。就地質條件而言，在碳酸鹽巖地區(qū)雖然有巖溶危害，但一經查清并妥 善處理，對線路的穩(wěn)定還是有保障的。而非碳酸鹽巖地段也有不少工程地 質問題，如基底松軟、巖石強度低、穩(wěn)定性差，以及其他不良地質條件， 且容易遺留病害。線路通過巖溶地區(qū)，巖溶越發(fā)育，洞穴及巖溶水的危害 越大，克服障礙越困難，工程處理費用越高，越宜要求避重就輕、避虛就 實。然而線路平剖面位置常受工程布局的制約，不得不考慮借助于補強洞 穴和加強排水等強有力的措施，而選擇巖溶水及洞穴危害干擾較大的方案, 以滿足總體選線的要求。在