我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,使路、橋、遂的修建增多。在其發(fā)展過(guò)程中,我們又看到了不注意生產(chǎn)所帶來(lái)的巨大傷亡事故。通過(guò)這些事故,我們能更清楚的認(rèn)識(shí)工程地質(zhì)在工程建筑中的作用,讓我們?cè)谛藿ǜ黝?lèi)建筑物時(shí),更注重工程地質(zhì)的勘察。通過(guò)工程地質(zhì)勘察,讓我們能更好的了解地下圍巖的構(gòu)造,以便選擇更合理的開(kāi)挖方式,施工機(jī)械,降低總的工程造價(jià),給施工帶來(lái)更多的方便。
在公路工程地質(zhì)勘察中,由于對(duì)橋址特征了解不足,在橋梁施工、運(yùn)營(yíng)時(shí),遇到不少問(wèn)題。如有的橋墩、臺(tái)設(shè)在滑坡上,坑基開(kāi)挖時(shí)引起滑坡復(fù)活,而使已建成的墩、臺(tái)錯(cuò)位,有的墩、臺(tái)建在巖溶洞穴上,致使墩、臺(tái)傾斜無(wú)法使用。查明建筑物場(chǎng)址周?chē)墓こ痰刭|(zhì)條件,確保建筑物的的、正常使用,這對(duì)于橋梁也不例外,而橋位選擇、橋梁基坑穩(wěn)定性和正確選定橋某承載力,是確定橋梁的三個(gè)重要方面。
橋位應(yīng)該選擇在邊坡穩(wěn)定、地基條件良好、無(wú)不良地質(zhì)現(xiàn)象的地段;應(yīng)盡可能避開(kāi)大斷裂帶,尤其不可在未膠接的斷層破碎帶和具有活動(dòng)可能的斷裂帶上造橋。
例如2001-12-22,全國(guó)地方鐵路中座橫跨長(zhǎng)江的鐵路大橋———隆敘鐵路瀘州大橋晚9:10發(fā)生一起施工事故,14名正在施工的工人受傷,其中1人死亡。截至記者發(fā)稿時(shí),仍有3名工人被卡在鋼筋籠中,10名傷員正在醫(yī)院接受。
隆敘鐵路瀘州大橋全長(zhǎng)1400余米,總投資1.6億元,去年11月動(dòng)工,工期兩年。據(jù)施工隊(duì)負(fù)責(zé)人介紹,晚9:10,工人在位于長(zhǎng)江中心的正在施工的2號(hào)橋墩捆鋼筋外膜時(shí),突然發(fā)生坍塌事故。
可見(jiàn),在橋梁勘察中,沒(méi)有作好橋墩的勘察設(shè)計(jì)就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。
同樣,地質(zhì)勘察不僅在道路橋梁工程中起著及其重要的重要外,地質(zhì)勘察在隧道施工、地鐵施工中也同樣起著及其重要的作用。
在隧道施工前,做好對(duì)隧道巖體的勘察,能夠更好的確定出施工方案,選擇合理的施工方法及施工機(jī)械。
隧道工程所賦存的地質(zhì)環(huán)境內(nèi)涵很廣,包括地層特征、地下水狀況、開(kāi)挖隧道錢(qián)就存在于地層中的原始地應(yīng)力狀態(tài)、地溫梯度等。因此,隧道圍巖的穩(wěn)定性是反映地質(zhì)環(huán)境的綜合指標(biāo)。也是我們修建隧道對(duì)圍巖特征研究的重要內(nèi)容。
根據(jù)隧道圍巖分級(jí)因素和指標(biāo)的分析,公路隧道圍巖分級(jí)將圍巖分為六級(jí),給出了各級(jí)圍巖的主要工程地質(zhì)特征、結(jié)構(gòu)特征和完整性指標(biāo)并預(yù)測(cè)了隧道開(kāi)挖后,可能出現(xiàn)的塌方、滑動(dòng)、膨脹、擠出、巖爆、突然涌水及瓦斯突出等失穩(wěn)的部位和地段,給出了相應(yīng)的工程措施。
通過(guò)隧道圍巖的分級(jí),我們可以更好的了解隧道內(nèi)的巖性,更好的設(shè)計(jì)隧道開(kāi)挖方案。
同樣在隧道施工中,也會(huì)出現(xiàn)塌方等嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題。
例如, 2011年07月18日,大連在建隧道發(fā)生坍塌12人被困,遼寧省大連市勝利路東段拓寬改造工程發(fā)生隧道塌方事故,12名施工人員被困,塌方段位置在勝利路東段拓寬改造工程的南山隧道Ⅰ標(biāo)段北線K2+246~+26段,距拓寬改造工程工地點(diǎn)約45米,有12名施工人員被困。據(jù)來(lái)自官方的消息,目前已與被困人員取得聯(lián)系,洞內(nèi)被困人員。初步分析塌方原因?yàn)樵蟹揽赵O(shè)施洞體坍塌,導(dǎo)致隧道底部支撐受力面整體塌陷。
自20世紀(jì)90年代開(kāi)始,我國(guó)公路進(jìn)入了持續(xù)、快速發(fā)展的軌道。截至2004年年底,我國(guó)高速公路里程已達(dá)3.42萬(wàn)Km,年增長(zhǎng)21.2%,全國(guó)公路通車(chē)?yán)锍桃策_(dá)到185.6萬(wàn)Km。在公路交通建設(shè)的高速發(fā)展中,工程地質(zhì)作為工程建設(shè)的基礎(chǔ)工作,工程地質(zhì)工作已成為工程建設(shè)中不可缺少的一個(gè)重要組成部分,其重要作用是客觀存在和被實(shí)踐證明了的。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的日益發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步,工程建設(shè)的規(guī)模和數(shù)量也越來(lái)越大。數(shù)十公里長(zhǎng)的隧道、數(shù)百米高的高樓大廈、數(shù)百米高的露天采礦場(chǎng)、二灘和三峽水利樞紐工程等所謂“長(zhǎng)隧道、深基坑、高邊坡”巨型重大工程建設(shè)與工程地質(zhì)的關(guān)系更趨密切。鑒于工程地質(zhì)對(duì)工程建設(shè)的重要作用,國(guó)家規(guī)定任何工程建設(shè)必須在進(jìn)行相應(yīng)的地質(zhì)工作、提出必要的地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上,才能進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和施工工作。
大量的國(guó)內(nèi)外工程建設(shè)實(shí)踐證明,工程地質(zhì)工作做得好,設(shè)計(jì)、施工就能順利進(jìn)行,建筑物的運(yùn)營(yíng)就有保證。相反,對(duì)工程地質(zhì)工作忽視或重視不夠,使一些嚴(yán)重的地質(zhì)問(wèn)題未被發(fā)現(xiàn)或出現(xiàn)了而未進(jìn)行可靠的處理,都會(huì)給工程帶來(lái)不同程度的影響,輕則修改設(shè)計(jì)放案、增加投資、延誤工期,重則使建筑物完全不能使用,釀成災(zāi)害。
例如成都昆明鐵路,沿線地形險(xiǎn)峻,地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜,大段裂縱橫分布,新運(yùn)動(dòng)十分強(qiáng)烈,有約200Km的地段位于8—9度地震烈度區(qū),巖層十分破碎,再加上沿線雨量充沛,山體不穩(wěn),各種不良地質(zhì)現(xiàn)象十分發(fā)育,被譽(yù)為“世界地質(zhì)博物館”。中央和鐵道部對(duì)成昆線的工程地質(zhì)勘查工作十分重視,提出了地質(zhì)選線的原則,動(dòng)員和組織了許多工程地質(zhì)專(zhuān)家和技術(shù)人員進(jìn)行大會(huì)戰(zhàn),并多次組織全國(guó)工程地質(zhì)專(zhuān)家進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察和研究,解決許多工程地質(zhì)難題,從而保證了成昆鐵路順利建成通車(chē)。
相反,建國(guó)初期修建的寶雞成都鐵路你,限于20世紀(jì)50年代初期的設(shè)計(jì)水平,對(duì)工程地質(zhì)條件認(rèn)識(shí)不足,致使線路的某些路段的質(zhì)量不高,給施工和運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了困難。寶成鐵路上存在的路基沖刷、滑坡、泥石流病害,使線路無(wú)法正常運(yùn)營(yíng),被稱(chēng)為西北鐵路線上的盲腸。
國(guó)外也存在許多工程地質(zhì)問(wèn)題給工程帶來(lái)影響的例子。例如加拿大的特朗斯康谷倉(cāng)是建筑物地基失穩(wěn)的典型例子。該谷倉(cāng)由65個(gè)圓柱筒倉(cāng)組成,每個(gè)筒倉(cāng)長(zhǎng)59.4m,寬23.5m,高31.0m,采用鋼筋混泥土片筏基礎(chǔ),基礎(chǔ)厚2m,埋置深度3.6m。谷倉(cāng)于1913年秋建成,1913年10月初儲(chǔ)存谷物2.7萬(wàn)t時(shí)谷倉(cāng)明顯下沉,谷倉(cāng)西端下沉8.8m,東端上抬1.5m,后,整個(gè)谷倉(cāng)傾斜27°。由于谷倉(cāng)整體剛度較強(qiáng),在地基破壞后,筒倉(cāng)仍保持完整,無(wú)明顯裂縫。事后經(jīng)勘察了解,該建筑物基礎(chǔ)下深埋有厚達(dá)16m的高塑性淤泥質(zhì)軟粘土層。谷倉(cāng)加載使基礎(chǔ)上的平均荷載達(dá)到330Kpa,超過(guò)了地基的極限承載力280 Kpa,因而使地基發(fā)生強(qiáng)度破壞而使谷倉(cāng)整體滑動(dòng)。為修復(fù)谷倉(cāng),在基礎(chǔ)下設(shè)置了70多個(gè)支撐于深16m以下基巖上的混泥土墩,使用333個(gè)500 KN的千斤頂,逐漸把谷倉(cāng)糾正過(guò)來(lái)。修復(fù)后谷倉(cāng)的標(biāo)高比原來(lái)降低了4m,且處理費(fèi)用昂貴。加拿大特朗斯康谷倉(cāng)發(fā)生地基強(qiáng)度破壞的主要原因是事先對(duì)谷倉(cāng)地基土層未作勘察、實(shí)驗(yàn)與研究,采用的設(shè)計(jì)荷載超過(guò)地基上的抗剪強(qiáng)度。
可見(jiàn)地質(zhì)勘察搞不好,就會(huì)對(duì)整個(gè)工程在修建、人行、總投資等上帶來(lái)很大的困難。
特別是在橋梁建設(shè)中,如果不重視好地質(zhì)條件,就會(huì)造成橋墩的塌陷,從而影響整個(gè)橋梁的。
橋梁是公路工程建筑的重要組成部分。線路跨越河流、溝谷或道路,需要架設(shè)橋梁,橋梁也是線路通過(guò)地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生地區(qū)的主要工程。