公路工程地質(zhì)勘察及質(zhì)量管理

(安徽宏泰交通工程設(shè)計研究院有限公司 安徽 合肥 230088)

公路工程有別于其它工程的一個最大的特點，是其線性的展布，一段公路上不僅僅是常規(guī)意義上的路，還有涵洞、橋梁、隧道、邊坡、擋墻、服務(wù)區(qū)及各種其它站點等沿線分布。這種特點決定了公路的工程地質(zhì)勘察，必須根據(jù)沿線的地形、地貌、地質(zhì)、水文等條件的變化情況結(jié)合上述沿線分布的具體內(nèi)容策劃、實施公路工程地質(zhì)勘察。并根據(jù)公路設(shè)計階段的不同有的放矢。

因此，公路的工程地質(zhì)勘察，是分階段、分精度、分區(qū)域、分內(nèi)容的勘察。所謂分階段，顯然是和設(shè)計階段對應(yīng)的。所謂分精度，包括兩個方面：其一是和設(shè)計階段相適應(yīng)的精度；其二是指同一勘察階段，不同的設(shè)計需求對應(yīng)的勘察精度不同，就拿橋梁初步勘察來說，擬采用明開挖基礎(chǔ)的橋梁對上部地層的勘察精度要求較高；擬采用樁基礎(chǔ)的橋梁，對能提供側(cè)壁摩阻力的原位測試的精度要求較高。所謂分區(qū)域，是由于公路的線性延伸穿越了不同的地形地貌單元，穿越了不同的地質(zhì)構(gòu)造單元，穿越了不同的水文地質(zhì)單元，這就要求公路的工程地質(zhì)勘察應(yīng)根據(jù)上述單元的條件分區(qū)域進(jìn)行；當(dāng)然，也有可能公路本身展布于單一的地貌、地質(zhì)、水文單元，這種情況下也沒有必要進(jìn)行強行的分區(qū)域勘察。所謂的分內(nèi)容，就是針對路基、涵洞、橋梁、隧道、邊坡、擋墻、服務(wù)區(qū)及其它各種站點等不同的內(nèi)容進(jìn)行勘察。

不同區(qū)域、等級、勘察階段的公路工程地質(zhì)勘察工作所采用的野外勘察手段是不同的，具體的確定不僅需要在技術(shù)上、精度上加以考量，也需在經(jīng)濟上和時效上加以斟酌。有時候就算錢不是問題，但是業(yè)主要求的時間太緊，根本來不及，還是不能這么簡單粗暴。公路工程地質(zhì)勘察本身是為設(shè)計和施工服務(wù)的子系統(tǒng)工程，其所采用的一般性常規(guī)手段大致可分成四類，分別是簡易手段、鉆探手段、靜探手段、物探手段。簡易手段，一般是指區(qū)域工程地質(zhì)資料的收集、區(qū)內(nèi)已有勘察資料的收集、沿線工程地質(zhì)調(diào)繪、露頭調(diào)查、坑探、槽探等。鉆探手段，一般包括手搖螺旋鉆、機械螺旋鉆、輕便鉆機(取芯、不取芯)、汽車鉆、履帶鉆、落地鉆等。靜探手段，一般包括手搖靜力觸探、履帶靜力觸探、車載靜力觸探等。物探手段，常用的是電法勘探、震法勘探以及地質(zhì)雷達(dá)等。勘察的手段并沒有絕對的好壞之分，根據(jù)勘察的階段、精度、區(qū)域、內(nèi)容等因地制宜；既要靈活，也要不失原則。

公路工程地質(zhì)勘察的質(zhì)量管理，比較適合采用傳統(tǒng)的戴明環(huán)(PDCA)進(jìn)行管理。P階段對應(yīng)的就是我們常常采用的勘察大綱，勘察大綱的編制，一般是在全面地收集了相關(guān)的區(qū)域地質(zhì)資料、已有的勘察資料、臨近的勘察資料的基礎(chǔ)上，再實地進(jìn)行了線路區(qū)域工程地質(zhì)調(diào)繪、甚至進(jìn)行了簡單的坑探、槽探的情況下編制的。在P階段的內(nèi)部，即編制大綱時，實際上是存在更小級別的PDCA子循環(huán)，這個子循環(huán)，主要是用來盡可能地消弭收集的資料、調(diào)繪的結(jié)果以及坑探槽探揭露的內(nèi)容等之間的不一致情況。在完成了勘察大綱后，經(jīng)過設(shè)計部門和業(yè)主的認(rèn)可，就可以按大綱執(zhí)行了，也就是進(jìn)入了D階段。公路工程地質(zhì)勘察質(zhì)量管理的DCA階段，并不可能有嚴(yán)格的時序劃分，實際情況往往是邊D邊C邊A，也就是一邊運用擬定的手段勘察，一邊檢查，一邊調(diào)整。其中的要點是要及時地把現(xiàn)場勘察的情況和結(jié)果與勘察內(nèi)業(yè)資料技術(shù)整理人員和公路具體設(shè)計人員溝通，以便盡快的檢查，繼而調(diào)整。之所以如此，是因為一般的勘探設(shè)備都比較粗、笨、大、重，公路的具體位置離勘察和設(shè)計單位和部門也比較遠(yuǎn)，同時公路本身也是線性展布的，跨越的距離本身就比較長。如果等執(zhí)行完了再檢查，根據(jù)檢查的結(jié)果再次入場進(jìn)行調(diào)整，不僅在經(jīng)濟上造成更多花費，在時效上也是大打折扣。

由于公路工程地質(zhì)勘察是分階段的進(jìn)行的，與設(shè)計的階段互相對應(yīng)，因此，在每個階段，都存在一個完整的PDCA循環(huán)，可以認(rèn)為，下一個階段的PDCA循環(huán)級別高于上一個階段的PDCA循環(huán)，低階段PDCA循環(huán)的結(jié)果是下一階段P的依據(jù)。也就是上階段A的輸出納入下階段P的輸入。

眾所周知，PDCA循環(huán)本身是嵌套的，也可以說是分形的。是由一個個基礎(chǔ)的PDCA小循環(huán)搭建成大循環(huán)，由大循環(huán)搭建出更大循環(huán)。具體到我們公路工程勘察工作上，我們的基礎(chǔ)PDCA循環(huán)是針對具體的勘察手段的。本文已經(jīng)按四種類別詳細(xì)給出了各種常規(guī)的勘探手段，每種手段的PDCA循環(huán)是各具特色、不盡相同的。這些循環(huán)是構(gòu)筑完整的某一階段勘察質(zhì)量管理PDCA循環(huán)的基礎(chǔ)。在此，我們探討在公路工程地質(zhì)勘察的手段層面上，勘察的具體的手段對應(yīng)的PDCA循環(huán)管理的特點和注意事項。

首先我們將擬建公路的線形展布按坐標(biāo)擬合在Google earth地圖上，當(dāng)然也可以擬合在奧維地圖上，我們建議采用Google earth地圖，因為在Google earth地圖上我們可以三維動態(tài)的觀察路線經(jīng)過區(qū)域的地形、地貌，動態(tài)地觀察到任意一點的具體的Google高程。根據(jù)設(shè)計階段的不同，將設(shè)計人員提供的沿線構(gòu)筑物同樣按坐標(biāo)標(biāo)注在Google earth地圖的線形上。現(xiàn)在我們就擁有了一個可以觀察到擬建公路沿線經(jīng)過的地形、地貌和具體某部位標(biāo)高的動態(tài)地圖。而且，這張圖能夠清楚的觀察到每個具體公路構(gòu)筑物所在的位置及該位置的地形、地貌及高程的情況。但是，這張圖缺少地質(zhì)情況的反應(yīng)，也缺少水文情況的反應(yīng)。所以還要完成另外的一幅圖，也就是帶有公路線位的地質(zhì)及水文圖。這個圖目前無法做到動態(tài)，只能是靜態(tài)的，也就是將收集的用于反應(yīng)公路沿線的地質(zhì)情況的某個比例的區(qū)域地質(zhì)圖作為底圖，將收集的其它可用于該項目的地質(zhì)資料和水文資料描繪到地圖上，將路線和主要構(gòu)筑物也描繪的該地圖上，還要根據(jù)沿線工程地質(zhì)調(diào)繪的情況將該圖進(jìn)行調(diào)整。這樣就獲得了一幅反應(yīng)公路展布所在區(qū)域地質(zhì)情況的靜態(tài)圖。將動、靜兩幅圖互相參照，將勘察大綱的內(nèi)容具體反映到那張Google earth地圖上，這樣就完成了PDCA循環(huán)中P的可視化。如果慎重的話，可以在此過程中進(jìn)行一個PDCA子循環(huán)，也就是在外業(yè)進(jìn)行前，結(jié)合靜態(tài)圖，在動態(tài)圖上根據(jù)已經(jīng)掌握的情況檢查和調(diào)整針對公路沿線構(gòu)筑物類型層面所采用的具體勘探手段的合理性、可行性、經(jīng)濟性和實效性。舉個例子來說，在我們動態(tài)圖上，我們發(fā)現(xiàn)汽車鉆的鉆孔數(shù)量在大綱上偏多，因為在動態(tài)圖上我們看到許多位置汽車鉆入場困難，那么，就可以在具體實施前，根據(jù)情況將汽車鉆的孔數(shù)調(diào)整，以履帶靜探或落地鉆代替，具體采用履帶靜探還是落地鉆，就要參照相應(yīng)的上述靜態(tài)圖所體現(xiàn)的情況，根據(jù)靜態(tài)圖反應(yīng)的地質(zhì)情況，結(jié)合設(shè)計的需求，如果上覆地層為較為厚大的第四系地層，就選擇履帶靜探，如果基巖埋深較淺，設(shè)計需求又需要了解較深位置的地層的物理力學(xué)性質(zhì)，就必然采用落地鉆進(jìn)行勘察。

我們上面已經(jīng)陳述過，具體手段入場到具體位置后的D階段，和隨之的CA階段并沒有明顯的時序劃分。深入到某一個類型的勘探點的施工也是如此。由于上述的常規(guī)手段眾多，我們就不一一陳述每一個常規(guī)手段的PDCA循環(huán)，我們舉一個手搖靜探的例子予以說明。比如，在公路的某段，動態(tài)的Google earth地圖上地勢低洼，沒有特殊的結(jié)構(gòu)物，在大綱和可視的P中采用手搖靜探，入場實施的D階段一開始比較順利，但幾個孔后靜探的施工深度只能到達(dá)2-3米左右，無法按擬定的深度進(jìn)行，下部地層無法查明，這個時候?qū)嶋H上循環(huán)中的C已經(jīng)在執(zhí)行了，在隨后的A中，必須調(diào)整具體的勘察手段，將靜探及時調(diào)整為鉆探，以查明下部地層的情況，并輔助以動探或標(biāo)慣等原位測試才能最終真正完成一個完整的PDCA循環(huán)。