典型工作：地质构造对道路工程的影响

一、工作任务

通过地质构造对道路工程的影响知识的学习，学生应能够承担以下工作任务：

（1）理解不良地质构造对道路工程的危害。

（2）理解岩层产状与边坡稳定性关系。

（3）掌握道路工程建设中针对不良地质构造采用相应的处理措施。

二、相关配套知识

地质构造对铁路、公路工程建筑物的稳定性有很大的影响，由于工程位置选择不当，误将工程建筑物设置在地质构造不利的部位，引起建筑物失稳破坏的实例时有发生，对此必须有充分认识。下面分别就边坡、隧道和桥基三种建筑物与地质构造的关系作简要分析。

岩层产状与岩石路堑边坡坡向间的关系控制着边坡的稳定性。当岩层倾向与边坡坡向一致，岩层倾角等于或大于边坡坡角时，边坡一般是稳定的。若坡角大于岩层倾角，则岩层因失去支撑而有滑动的趋势产生。如果岩层层间结合较弱或有软弱夹层时，易发生滑动，如铁西滑坡就是因坡脚采石，引起沿黑色页岩软化夹层滑动的。当岩层倾向与边坡坡向相反时，若岩层完整、层间结合好，边坡是稳定的；若岩层内有倾向坡外的节理，层间结合差，岩层倾角又很陡，岩层多呈细高柱状，则容易发生倾倒破坏。开挖在水平岩层或直立岩层中的路堑边坡，一般是稳定的（图2-24）。

图2-24 岩层产状与边坡稳定性关系

隧道位置与地质构造的关系密切。穿越水平岩层的隧道，应选择在岩性坚硬、完整的岩层中，如石灰岩或砂岩。在软、硬相间的情况下，隧道拱部应当尽量设置在硬岩中，设置在软岩中有可能发生坍塌。当隧道垂直穿越岩层时，在软、硬岩相间的不同岩层中，由于软岩层间结合差，在软岩部位，隧道拱顶常发生顺层坍方。当隧道轴线顺岩层走向通过时，倾向洞内的一侧岩层易发生顺层坍滑，边墙承受偏压（图2-25）。

在图2-25中，（a）为水平岩层，隧道位于同一岩层中；（b）为水平的软、硬相间岩层，隧道拱顶位于软岩中，易坍方；（c）为垂直于走向穿越岩层，隧道穿过软岩时易发生顺序坍方；（d）为倾斜岩层，隧道顶部右上方岩层倾向洞内侧，岩层易顺序滑动，且受到偏压。

图2-25 隧道位置与岩层产状关系

一般情况下，应当避免将隧道设置在褶曲的轴部，该处岩层弯曲、节理发育、地下水常常由此渗入地下，容易诱发坍方（图 2-26），通常尽量将隧道位置选在褶曲翼部或横穿褶曲轴。隧道横穿背斜和向斜各有利弊，穿越背斜时，其两端的拱顶受压大，中部岩层压力小；横穿向斜时，情况相反，而且在经过向斜核心部位时易出现塌方、涌水现象（图2-27）。(www.xing528.com)

图2-26 隧道沿褶曲轴通过

图2-27 隧道横穿褶曲轴时岩层压力分布情况

断层带岩层破碎，常夹有许多断层泥，应尽量避免将工程建筑直接放在断层上或断层破碎带附近。如京原线10号大桥位于几条断层交叉点，桥位选择极困难，多次改变设计方案，桥跨由16 m改为23 m，又改为43 m，最后以33.7 m跨越断层带（图2-28）。

图2-28 桥梁墩台避开断层破碎带

对于不活动的断层，墩台必须设在断层上时，应根据具体情况采用相应的处理措施：

（1）当桥高在30 m以下，断层破碎带通过桥基中部，宽度在0.2 m以上，又有断层泥等充填物时，应沿断层带挖除充填物，灌注混凝土或嵌补钢筋网，以增加基础强度及其稳定性。

（2）断层带宽度不足0.2 m，两盘均为坚硬岩石时，一般可以不作处理。

（3）断层带分布于基础一角时，应将基础扩大加深，再以钢筋混凝土补角加强，增加其整体性。

（4）当基底大部分为断层破碎带，仅局部为坚硬岩层，构成软、硬不均地基时，在墩台位置无法调整的情况下，可炸除坚硬岩层，加深并换填与破碎带强度相似的土层，扩大基础，使应力均衡，以防止因不均匀沉陷而使墩台倾斜破坏。

（5）当桥高超过 30 m，且基底断层破碎带的范围较大时，一般采用钻孔桩或挖孔桩嵌入下盘，使基底应力传递到下盘坚硬岩层上。

铁路、公路选线时，应尽量避开大断裂带，线路不应沿断裂带走向延伸；在条件不允许、必须穿过断裂带时，应大角度或垂直穿过断裂带。