第二讲交通环境工程地质问题

12019/8/11第二讲交通环境工程地质武汉大学水利水电学院杨连生22019/8/11第二讲交通环境工程地质问题1、交通线路交通线路是指按一定技术标准与规模进行修建，并具备必要运输设施和技术设备，旨在运送各种客货运的交通道路。包括铁路、公路、内河航道、海上航线、空中航线，管道和索道等。广义的还包括城市内部各种交通道路。一、“出发”准备——有关交通线路及其环境问题的基本知识2、交通线路的环境工程地质问题交通线路的修建和运营过程对地质环境的作用，称为交通线路的地质作用（工程地质作用）。在这种作用下引起（诱发）的环境地质问题，称为交通线路的环境工程地质问题。这类问题的出现，是交通线路地质作用与其地质环境矛盾运动的结果。32019/8/11第二讲交通环境工程地质问题3、公路与铁路在结构上虽各有其特点，但二者却有许多相同之处:(1)它们均是线形工程，往往要穿过许多地质条件复杂的地区和不同的地貌单元，使道路的结构复杂化;(2)在山区线路中，塌方、滑坡、泥石流等不良地质现象都是它们的主要威胁，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:第一类是路基工程，它是线路的主体建筑物(包括路堤和路堑);第二类是桥隧工程(如桥梁、隧道、涵洞等)，它们是为了使线路跨越河流、深谷、不良的地质和水文地质地段，穿越高山峻岭或使线路从河、湖、海底以下通过等;第三类是防护建(构)筑物(如明硐、挡土墙、护坡、排水盲沟等)。这一讲我们侧重讨论高速公路有关的环境工程地质问题，与铁路建设有关的环境工程地质问题作一般介绍。42019/8/11第二讲交通环境工程地质问题二、“大动脉”怎样与环境和谐相处——铁路环境工程地质问题（一）路基工程中的问题路基工程长度大、数量多，在铁路工程中所占比例最大，对地质环境的改变最直接、最强烈，施工、运营中最易出现病害。常见路基环境工程地质问题有如下几种:1、斜坡(或山体)变形、失稳破坏路基的深挖较大程度地改变了原有地面形态(特别是挖方形成的临空面)及原斜坡的荷载分布平衡条件，对斜坡(山体)的稳定性产生了极为不利的影响，在降雨集中的季节，如遇暴雨冲刷和雨水的浸泡、润滑，就有可能产生坍滑和滑坡。不重视环境地质条件的好坏和地质环境的演变趋势以及技术措施是否落实可靠，片面地强调降低造价，选择路基工程通过，只会给运营、养护留下长期后患。52019/8/11第二讲交通环境工程地质问题建国初期我国成功修建的一条山区铁路宝成线，限于当时的国力及技术水平，多以深堑代替长隧，以小桥涵代中桥，大量利用低廉劳动力进行土石方工程，没有环境保护意识和充分调查、分析铁路工程所处的环境地质条件以及修建铁路对环境的改变，结果留下大量危岩、滑坡、泥石流等隐患。通车后工程灾害频繁，整治旷日持久，工程费大量增加。(jt1)据统计，我国山区已建铁路所遇到滑坡中，工程滑坡的比例占42%—89%62019/8/11第二讲交通环境工程地质问题宝成铁路（宝鸡—成都）共16次跨越嘉陵江。全线隧道30座，大、中、小桥1,001座，，桥隧总延长占线路长度的17%。从开工到交付运营间先后发生严重的滑坡58处，崩坍272处，整治工程量及难度都相当大。从杨家湾车站到秦岭大隧道直线距离只有6千米，但升高却达680米，即每千米上升110米。为了把坡度改为每千米只升高30米，能够通行火车，只能把铁路线反复迂回盘旋，在6千米的直线距离内盘绕了27千米。Jt1宝成铁路示意图72019/8/11第二讲交通环境工程地质问题2003年7月13日，宝鸡境内的观音山车站南约500米处铁路路基被泥石流冲垮，枕木悬空达10米2007年10月3日晚宝成铁路（陕西）略阳县境内发生山体滑坡中断行车将近8小时82019/8/11第二讲交通环境工程地质问题2008年6月30日凌晨2时20分，由广州开往重庆的1322次旅客列车行至黎（塘)湛(江）铁路广西境内陆川米场—玉林间164公里900米处，因山体滑坡，造成机车及机车后1至6位车辆脱轨，7人受轻伤，黎湛铁路中断行车。92019/8/11第二讲交通环境工程地质问题2、加固工程、弃土导致的环境工程地质问题一般来说，路基工程呈条带状分布，沿线不免将遇到较多的不良地质、特殊地质需设置加固工程，对两侧地质环境将造成一定的破坏，这就需要勘测、设计者尽量考虑使加固工程与周围环境保持协调、和谐。（二）桥涵工程中的问题表现在岸坡稳定性、与既有水利环保设施的协调和谐上。由于对岸坡的形成机制和沟谷、河流的形成、演变规律及对既有建筑设施的意图等环境地质条件调查不清、认识不够，加上施工方法不当，对既有工程建筑环境保护不力，极易造成河(库)岸坍塌，堵塞河流，抬高水位，引起洪水灾害，加大水土流失，甚至造成两岸山体斜坡失稳，产生规模较大的新地质灾害(即工程灾害)。而一般桥涵的过水断面太小，也将引起排水不畅，造成水害，乃至浸泡、冲刷铁路(或其他)工程，危及铁路工程的安全。（三）隧道工程主要有弃渣、地下水、水土流失、边坡稳定等问题。102019/8/11第二讲交通环境工程地质问题弃渣堆放不当——易引发泥石流、改变斜坡荷载平衡条件、侵占农田；地下水——隧道如揭穿含水层，易造成地表塌陷、洞内突水；隧道内的地下水引排不当，会产生淹没庄稼，冲毁田地，造成严重的水土流失；洞口位置选择不当——易造成山体斜坡失稳、洞门开裂，或受崩塌、落石等自然灾害的影响，使工程整治费大量增加。（jt2)（四）站场及站后工程铁路与公路不同，沿线将设很多大小不等的站房、货场、机务段、工务段等设施，占地面积比一般线路工程大。相应地对周围地质环境的破坏就大。在山区修铁路，车站位置的选择和站场的布置往往受地形限制，很难找到范围较大的平地或平缓地带，常常在一个斜坡上以半挖半填的方式修建车站、货场等设施。由于开挖面大，填筑面广，较强烈地改变了地质环境条件，极易造成山体开裂、崩塌、坍滑等工程灾害，如果措施不力，将会造成很大的损失。翻页112019/8/11第二讲交通环境工程地质问题Jt2宜万铁路崩塌事故返回122019/8/11第二讲交通环境工程地质问题野三关隧道位于巴东县野三关镇碗口河和支井河之间，隧道全长约１４公里，为宜万线最长的隧道，总投资２．６亿元。事故发生地距离宜昌１２４．６公里，透水位置在斜井口以下２４０米。2007年8月５日１时，由中铁十六局承建的宜万铁路野三关隧道Ｉ线掌子面发生透水突泥事故，造成隧道Ｉ线、ＩＩ线内５２名施工人员被困。透水量４万－５万立方米／小时。持续３０分钟后，透水水量有所减小，但有反复。水中伴有大量泥沙涌出，隧道斜井喇叭口处淤泥厚达２米左右。此次事故3人死亡，7人失踪，42人获救。返回132019/8/11第二讲交通环境工程地质问题被淹没的装载机142019/8/11第二讲交通环境工程地质问题（五）施工在铁路工程施工中，由于是直接利用、改造自然地质环境，如果施工方法、施工组织、工期安排等不当，将会使环境工程地质问题出现得更快、更多，也会使治理的费用和技术难度加大。施工方法不当引起的环境地质问题最为普遍。湘黔线K623-I-100附近的镇远车站内的镇远滑坡，由于车站工程大面积开挖位于舞阳河南岸斜坡的寒武系把榔组页岩夹炭质页岩、砂岩地层，未及时支挡，加上大爆坡(当时一次性用药量14吨)，使左侧斜坡出现切层滑坡，后经清方减载和前缘设抗滑桩处理，现已稳定。在山区修建铁路时，由于施工队伍庞大，施工机具多，不免修建许多.临时住房、办公室、试验室、材料库房、机具维修停放场地等。场地的选择就显得极为重要。若选择不当，会导致大规模开挖山体、占用农田、破坏植被及既有工程设施、过量抽排地下水等，易造成水土流失加重，斜坡失稳、地面塌陷等环境工程地质问题，有时还与地方部门的建筑设施和环保工程产生冲突。施工场地选择不当引发的问题152019/8/11第二讲交通环境工程地质问题由于施工组织、计划的不周全，安排在雨季施工，或者工程措施又未及时跟上，极易造成路堑溜坍、路堤沉陷和坍滑。施工时间安排不当选择不当引发的问题铁路环境工程地质问题的对策措施1、队伍建设对从事铁路工程地质工作的技术人员，应进行环境保护知识教育，加强环保意识，对环境工程地质灾害的分布进行预测，使工程地质工作与环境工程地质工作有机地结合、协调起来。2、线路方案研究从环境保护的角度出发，详细搜集沿线一定范围内的自然地理特征、人类工程活动情况、地方部门的环境保护规划和既有人为地质灾害的分布和发育规律等内容，对区域性环境地质条件及修建铁路工程时对区域环境地质条件的影响作出评价。3、设计、施工从合理利用、保护和治理地质环境的角度出发，制定工程措施、施工组织和工期安排等，使铁路工程修建后，沿线两侧尽快达到新的环境生态平衡。同时还要加强施工环境地质监测工作，对勘测中的环境工程地质隐患要及时发现、及时处理。16铁路环工结束2019/8/11第二讲交通环境工程地质问题4、运营管理阶段由于勘测、施工阶段不可能将全部的环境工程地质问题揭露和认识，且有的问题从量变到质变还需要一个过程.所以在运营中，也应加强对铁路环境工程地质的监测和管理工作，及时发现间题及时处理，且还要保证铁路工程不被其他人为破坏。此外，铁路建设与地方建设规划应相互协调，铁路环保规划与地方环保规划亦应如此。铁路工程的修建对地方自然环境产生影响，反过来地方人类活动也会对铁路工程的安全构成威胁。从环保和环境地质灾害防治的要求和条件看，铁路与地方各有重点和特点，希望最好是共同进行环保工作，尽可能将相关的环保工作统一纳入政府宏观调控职能范围之内，达到全面加强对地质环境的保护工作。如一些地方无计划地资源开采弃碴、土地开发行为过激，导致植被破坏、水土流失，为泥石流的发育提供了物质来源，而这些征兆又远离铁路而难以及时察觉，导致泥石流灾害突发，难以整治，给铁路运输和国民经济造成巨大的损失。这类环境工程地质问题在成昆线是很突出的。172019/8/11第二讲交通环境工程地质问题三、请给给环境留下后路——高速公路环境工程问题我国（大陆）的第一条高速公路：上海一嘉定高速公路，1984年年底开始修建，1988年10月底通车，全长15.9km，加上两端入城道路，全长20．5公里。宽45米，4车道，设计时速为120公里，总投资1．5亿元。1998年底，中国高速公路通车总里程达到6258公里，居世界第八；2001年底，达到1.9万公里，居世界第二；2007年底，总里程达5．36万公里；2008年，（新修通高速公路6433公里）,总里程达到6．03万公里,继续居世界第二位。（美国现居世界第一，10万公里）到2020年，基本建成国家高速公路网，届时，中国高速公路通车总里程将达10万公里。新路网由7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线组成，简称为“7918网”。182019/8/11第二讲交通环境工程地质问题身边的高速公路越修越多。人们在感受到出行便利的同时，可曾想过，高速公路的建设也可能对环境造成严重影响。有专家指出：高速公路并非越多越好。修建高速公路，一定要给环境留下“后路”。高速公路一般应符合以下四个条件:(1)高速公路是供汽车行驶的汽车专用公路，不允许非机动车辆及行人使用;(2)高速公路设有中央分隔带，并将往返交通完全隔开;(3)高速公路与任何铁路、公路都是立体交叉的，不存在一般公路平面交叉口的横向干扰;(4)高速公路沿线控制出入，是封闭式的。汉十高速襄樊段鸟瞰192019/8/11第二讲交通环境工程地质问题（一）高速公路建设对环境的影响包括社会经济环境、大气环境、声学环境、生态环境、水环境和工程环境。高速公路项目的直接生态影响来自于施工、保养和运营，即施工噪音，植被的破坏、车辆尾气、路边垃圾、车辆溢漏物的污染等方面。1高速公路建成后，会对沿线的社会结构、经济发展、文化环境产生影响。•首先，公路建成后会增大沿线地区的交通量，增加该地区的交通事故，在一定程度上干扰附近居民的出行，割裂了村庄间的原有联系。•其次，公路建成后，使沿线各地区的土地功能发生变化，将单一的农业用地、开发用地或商业用地转变为多行业