山区高速公路地质选线在惠罗高速公路的运用研究

总第285期 2017年第6期交通科技

Transportation Science & TechnologySerial No. 285

No. 6 Dec. 2017

DOI 10. 3963/j. issn. 1671-7570. 2017. 06. 001

山区高速公路地质选线在惠罗高速公路的运用研究刘品杨加发许源华(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵阳550081)

摘要山区高速公路场区地形、地貌、地质较平原、丘陵、盆地地区复杂，“地质选线”是控制成本

的主要因素。以惠罗高速为例，在规划、建设的各个阶段通过多方案比选，对不良地质采取绕避、跨越、治理等措施，实际应用证明，可有效降低工程造价，避免地质灾害的发生。关键词山区高速地质选线优化设计

由于西部地区地形、地貌、地质的多变和复杂 性，导致山区高速公路勘察设计难度大，技术要求 高。山区高速公路路线选线过程中，应结合当地 地形、地质（工程地质和水文地质）、地物、文化、农 业、水利、林业、运营管理、辐射区域等具体情况， 在规范允许的范围内选定科学、合理、经济的线 形，确保工程可行性。

1地质选线原则地质条件是工程建设中重要的影响因素，由 于工程建设具有不可逆性，因此，深人认识地质因 素，重视地质条件且尊重地质规律是地质选线的 最基本原则[1]。不良地质是地质条件中一种典 型、特殊的表征。不良地质是由地球内力或外力 产生的对工程可能造成危害或有不良影响的地质 作用，包括自然因素或者人为活动引发的危害人 民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地 面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾 害。在公路建设中，不良地质既影响场地的稳定 性，也对路堤基础、结构物基础、边坡工程、隧道、 桥梁、涵洞等具体工程的安全、经济和正常使用不 利，故在设计中应重视不良地质的治理。此外，应遵循以下设计原则：①可行性原则； ②安全性原则；③经济性原则；④技术性原则，以 及8宜8不宜原则：宜避不宜扰、宜硬不宜软、宜 逆不宜顺、宜稳不宜乱、宜高不宜低、宜陡不宜缓、 宜边不宜垭、宜阳不宜阴[2]。

收稿日期：017-08-19

2地质选线在公路建设周期中的运用每条高速公路建设均包括工可、初步设计、施 工图设计3个阶段。地质选线在各个阶段的运用 特点各不相同，但均要遵循“科学、合理、经济”的基本原则[3—4]。2.1工可阶段

本阶段主要比选线路走廊带，现场调查范围 广，研究周期短，不可能进行大量地质工作，地质 选线大多建立在1 : 20万或1 : 5万区域地质图 上，根据有限的图幅、区域地质报告、水文地质报 告内容对拟建工程的线位走向做一个宏观性的确 定。本阶段技术特点是把握总体方案，应绕避大 型滑坡、崩塌体、岩溶、泥石流等不良地质，做好本 项目投资概算。2.2初步设计阶段

本阶段的重点是选择线路走廊带，核实投资 是否超概算，是否可控。地质选线在本阶段起到 核心作用，主要是核实线路走廊带区域稳定性问 题及地形、地质环境问题(指现有地形、地貌、不可 抗力影响等工程地质条件下存在的不良地质现象 和特殊岩土等问题）。本阶段应重视地质调查工 作，配备有经验的地质勘察技术人员参与地质选 线工作，加强各专业在调查与设计期间的沟通，充 分利用工程地质调汇成果积极优化线路方案。初 步方案确定后，地质勘察技术人员应进行进一步 地调，有疑问的控制性工点应提前进行勘察，线路 设计人员根据详细地调情况及线路工点的勘察结 果继续对线路进行优化。本阶段技术重点是把握 总体方案，继续优化设计，绕避工可遗漏的大型滑 坡、崩塌体、岩溶、泥石流等不良地质，并严格执行 地质选线原则。2刘品等：山区高速公路地质选线在惠罗高速公路的运用研究

2017年第6期

2.3施工图设计阶段此阶段路线走廊带已经确定，地质选线的重 点是地形、地质环境问题及高速公路本身结构有 关的工程地质问题（指线路通过区现有的工程地 质条件在施工和运行期间会产生一些新的变化和 发展，构成威胁影响公路安全的地质问题）。很多 地质灾害（滑坡、泥石流、大型堆积体等）由于植被 覆盖、后期人工改造以及观察角度和范围有限等 原因，较为隐蔽，施工图阶段需继续加强地勘工 作，根据地勘实际情况继续优化调整线路，且加强 评估与高速公路结构本身有关的工程地质问题。 设计已经进入微观阶段，从项目角度而言，可运用 分离式路基、半路板桥、错幅路基控制顺层边坡高 度等方法完成优化任务。

3地质选线在惠罗高速中的运用银川至龙邦国家高速公路贵州境惠水至罗甸 (黔桂界)段是国家高速公路网调整规划中新增的 银川至龙邦通道的重要组成部分，也是《贵州省高 速公路网规划》中“四纵”崇溪河一罗甸高速公路 的南段。它纵贯贵州中南部地区，是我国西部地 区直接进入东盟自由贸易区的南北大通道，也是 成渝经济区与东盟自由贸易间的一条重要交通纽 带，本项目路线全长114.57 km。3.1地质选线在初步设计中的运用 3.1.1沟亭峡谷段沟亭峡谷段在工可阶段沿沟谷布线，顺沟亭 河而下，2次穿越沟亭河。沿线出露岩性为石炭 系上统黄龙组（C2hn)薄一中厚层白云质灰岩，岩 体水平状分布，受卸荷裂隙的切割，坡面分布多处 危岩体，由于山高陡峻，危岩治理难度大，施工期 及运营期均存在崩塌风险，故舍弃工可、工可优化 线（B8线），调整线位，对K线及B11线进行方案 比选，见图1。

K线、B11线均为危岩体绕避方案，B11线较 K线减短143 m，桥隧总规模减短115. 5 m，B11 线与K线投资相当（见表1)，均与老路（S312) — 致、河道干扰小，施工条件好，虽然B11线行车舒 适性稍好，但由于B11线隧道较K线增长800. 5

m，后期管养费用高，因此本段推荐K线。表1犓线与犅11线造价比较表

指标名称B11线K线起点粧号K90 + 700K90 + 700终点粧号K95 + 057. 263K95 + 200路线长度/km4. 3574.500

桥梁八m，座）1 683.5，2 599.5，

隧道/(m，座）2 074，1 273.5,1

挖方/万m323.01221．300

填方/万m31.1631.132防排/万m30.4800.502路面/万m21.3491.411建安费/万元42 45842 642

3. 1.2大干村至峨村段地调过程中发现原工可线位K104附近分布 古滑坡体，经钻探和物探验证，滑坡体主要物质组 成为粉砂质泥岩夹泥岩，为岩质滑坡，滑体厚度 20〜37 m，沿主滑方向长780 m，宽约800 m

，规

模约1 800万m3,深层巨型滑坡，不具备处治条 件，工可方案已不成立，所以对工可线位右移调整 避让古滑坡体，即K线，并对工可线位进行右移 优化增长隧道方案即B10线和K线进行比较，线 位示意见图2。

由于B10线路线指标低，工程造价高（见表2)，对地方影响大（B10线从上罗妥村中间穿过， 拆迁量大，施工干扰和难度较K线大），因此本段 推荐K线。表2犓线与B10线造价比较表

指标名称B10线K线起点粧号K99 + 833. 638K99 + 833. 638终点粧号K108 + 976. 129K108 + 800路线长度/km8.9308.966

桥梁/(m，座）3 020,72 657.5,8

隧道/(m，座）4 424,23 957,3

挖方/万 m331．63146．345

填 方/ 万 m311.32262．712

防 排/ 万 m31.1891.181

路面/万 m33.3445.291

建安费/万元86 04478 757

3.2地质选线在施工图设计中的运用 3.2.1 YK62 + 850 —YK64 + 000 顺层路段本段线位沿斜坡展布，场区上覆第四系残坡 积层（Qd+dl)粉质粘土，下伏三叠系上统把南组 (丁 3b)薄一中厚层状钙质泥岩及三叠系中统凉水 井组（丁2 D薄一中厚层状白云质灰岩，场区岩层呈 单斜产出，地层综合产状为59°Z30°，为顺层路2017年第6期刘品等：山区高速公路地质选线在惠罗高速公路的运用研究3

岩溶洼地、岩溶漏斗及岩溶落水洞，桥梁与岩溶分 布示意见图4。据地质调绘，场区分布的岩溶漏斗、岩溶洼 地、岩溶落水洞共有42个，其中距桥梁较近的有 10个，且场区内分布有地下暗河YD1，在桥区外 可分别见地表流入口和暗河出口，YD1埋深标高 在桥位区大约在525 m左右，即自地表下27m左 右，该暗河经过桥位处的桩号是K67 + 920(轴线 左 nm)、K67 + 940(轴线）、K67 + 950(轴线右 7 m)。场区属于岩溶极强发育区，对桥梁基础形式 的选择及埋深确定影响大。依托初步设计及详勘 的成果，对线位进行优化，且调整桥梁跨径，尽量 减少岩溶对桥梁的影响。主要采取跨域方式治理 岩溶。

3. 2. 3沟亭特大桥大型堆积体场区分布两处堆积体（见图5)，其中堆积体 A 位于 ZK90 + 530 — ZK91 + 150 段左 50〜400 m，长约487 m，最大宽度约350 m，最大厚度约 16 m，块石土由灰岩、娃质泥岩、泥岩组成，坡面 堆积的块石最大块径达2 m，结构松散一稍密。 根据勘察，该原始坡处于自然稳定状态，初步设计 线位从堆积体A下缘通过，局部有坍塌的风险， 对桥梁的施工及运营有安全隐患，在详勘的基础 上右移调整线位，对堆积体A实行右移50 m绕 避方案，堆积体A对桥梁稳定无影响；堆积体B 位于 ZK91 + 290 — ZK91 + 380 段，长约 300 m、最 大宽度约40 m，最大厚度约18.0 m，位于桥梁右 幅66号墩及其右侧的冲沟内零星分布有块石堆 积，厚0〜2 m。碎、块石土由灰岩、娃质泥岩、泥 岩组成，坡面堆积的块石最大块径达1 m，结构稍 密，堆积体现状稳定，桩基开挖过程中加强孔桩护 壁即可。

3. 2. 4 YK96 + 000 —YK97 + 400 顺层路段本段线位沿斜坡展布，场区上覆第四系残坡 积层（Qd+dl)碎石土、（Qal+Pl)卵石土，下伏基岩为 二叠系上统（P2SW)晒瓦组薄至中厚层灰岩与硅质 泥岩互层、夹泥岩。场区岩层受构造影响，局部地 层扭曲，岩层综合产为263°Z28°，为顺层路段。 本段路基受潜在失稳边坡（顺层边坡）控制，由于 硅质泥岩、泥岩为隔水层，地下水下渗以后泥岩夹 层易富水软化，岩体物理力学参数降低，工程边坡

段，为控制软质岩顺层边坡高度，本段路线米用分 错幅路基+强支挡的方式通过，见图3。

图 3 YK62 + 850 — YK64 + 000 段 分错幅路基+强支挡方案 3.2.2茅草坪大桥岩溶发育区茅草坪大桥位于 K67 + 726.00 — K68 + 515. 30, 场区出露岩性为三叠系中统凉水井组(丁2l薄一中 厚层状灰岩，场区不良地质表现为岩溶，主要体现为