摘 要:高速公路標段工程地質條件是面上區(qū)域,范圍較廣,涉及的工點很多,每一種工程地質條件既要縱觀全局,又要有征對性,不能脫離線路位置,便于專家了解全段工程地質條件。
關鍵詞:公路;標段;工程地質條件
1 沿線工程地質條件
1.1 地理位置
本項目合同段位于貴州省畢節(jié)市南部,路線位于畢節(jié)市納雍縣境內,東連貴陽,南接六盤水、安順,西接云南昭通,北臨四川。路線所經(jīng)過區(qū)域的行政區(qū)劃分屬于畢節(jié)市納雍縣。合同段起點位于納雍縣董地鎮(zhèn)以補魯寨,終點位于納雍縣化作鎮(zhèn),路線全長7.414km。
1.2 地形地貌
區(qū)內地處云貴高原東北部、貴州高原地貌三大區(qū)域的黔西北山地,地形為波狀起伏的欠對稱地形。路線走廊的地形地貌受地質構造、巖性和侵蝕強弱的影響較大,山脈走向基本與構造線一致。路線所涉及到的地形地貌為巖溶峰叢溝谷,地形較陡,起伏劇烈,路線經(jīng)過處海拔最高為1792.0m,最低為1366.0m,相對高差約426m。
本段的地貌類型為溶蝕峰叢溝谷地貌。
該地貌地形起伏劇烈,溝深山高,斜坡陡峻。該段處于維新背斜的核部,地層巖性主要由碳酸鹽巖以及殘留于山頂?shù)膹婏L化玄武巖構成,巖層產(chǎn)狀較為平緩,局部受斷裂構造影響產(chǎn)狀較陡。該地貌具有坡直峰尖的特點,溝谷及峰叢的延展多受構造線走向的控制,山頭多呈尖錐狀溶峰,高度100~200m,坡角40~60°,接近河谷地段溝谷深切,谷坡陡峻,坡度可達80°以上。溶洞多在峰腳谷坡殘留。落水洞、漏斗等在地下暗河發(fā)地段較普遍,洼地則少見。此類地貌形態(tài)多為地下水的補給徑流區(qū),對路線通過形式影響很大。
1.3 水文氣象
1.3.1 水 文
區(qū)內河流為山區(qū)雨源性河流,屬于烏江水系。地表大小沖溝發(fā)育,河谷深切,大沖溝常年流水。除此之外,其他一些小溪溝多發(fā)育在碳酸鹽的峰叢谷地地帶短距離徑流,一般雨后數(shù)天即干涸,對路線方案的影響有限。
1.3.2 氣 象
擬設路線所在地區(qū)屬亞熱帶至溫帶云貴高原濕潤季風氣候區(qū),光照充足,降水量充沛,無霜期長,嚴寒酷暑時間較短,但常出現(xiàn)干旱、冰雹、低溫、綿雨、雪凝等自然災害。路線所在區(qū)域四季分明,春、秋、冬三季較長,夏季較短;四季各有其氣候特點。
項目所在地區(qū)四季氣溫變化差異較大,年平均氣溫11~15℃,年平均最低氣溫0~4℃,無酷暑嚴寒,氣候溫和。
1.4 地層巖性
工作區(qū)沿線出露地層巖性較簡單,由一套碳酸鹽巖夾硅質巖(硅質條帶)構成,按地層時代、巖性可劃分為覆蓋層和下伏基巖兩大類別。其中下伏基巖主要為二疊系中統(tǒng)茅口組(P2m)。
1.4.1 第四系(Q)
沿線大部分地段基巖裸露,第四系土層分由也比較普遍。沿線第四系土層多為殘坡積成因的粘性土、碎石類土;在沖溝、巖溶洼地和槽谷的階地上有沖洪積成因的卵石土、角礫土及溶蝕溝谷地帶崩坡積成因的碎石土等。沿線殘坡積碎石土較普遍,骨粒成份主要為硅質巖,含量一般70%左右,稍密-中密狀態(tài),常具有一定厚度,但厚薄極不均勻,平面上數(shù)米內厚薄相差可達10數(shù)倍。此類地層在較陡斜坡上有分布,厚度可達10m左右。緩坡上分布更為普遍,且厚度最大超過50m。
1.4.2 峨眉山玄武巖(P3β)
零星出露于斜坡各山頭上。巖性為層集塊巖、層火山角礫巖、塊狀玄武巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r等。地表為全-強風化狀,呈半巖半土狀,對開挖路基邊坡穩(wěn)定性有一定影響。
1.4.3 二疊系中統(tǒng)茅口組(P2m)
分布于全線,是全線主要地層?;疑駥印⒅泻駥訆A薄層灰?guī)r、燧石結核灰?guī)r、燧石條帶灰?guī)r,為硬質巖,力學強度高,是各類構筑物良好地基持力層。主要不良地質為巖溶、卸荷裂隙、崩塌和巖堆等。巖溶主要表現(xiàn)形式有溶蝕槽谷、溶洞、漏斗、巖溶洼地、落水洞、暗河等,在一些地段陡壁上層間溶洞呈串珠狀發(fā)育。
1.5 地質構造
1.5.1 區(qū)域地質構造背景
設計線路區(qū)域上位于川滇經(jīng)向構造帶和川黔經(jīng)向構造帶之間,近東西向構造體系向近南北向構造體系過渡地帶,工作區(qū)內褶皺、斷層發(fā)育,構造形跡定形于燕山期,沿線構造以北東向和東西向的褶皺為主,發(fā)現(xiàn)2條斷裂構造,大多數(shù)構造走向與路線大角度斜交,未發(fā)現(xiàn)活動性斷裂構造。
1.5.2 褶 皺
路線從起點到終點主要經(jīng)過維新背斜,其特征簡述如下:
總體呈北東45°展布,中段局部呈南北向和東西向,背斜平面上略呈“S”形。設計路線大致沿背斜西翼通過,與背斜軸呈大角度相交。該背斜核部寬緩,地層由二疊系中統(tǒng)茅口組組成,傾角多在10~15°左右;兩翼地層為二疊系上統(tǒng)和三疊系下統(tǒng)。
1.5.3 斷 裂
該設計路線沿線共發(fā)現(xiàn)董地斷層、曾家寨斷層等2條主要斷裂,其特征分述如下:
(1)董地斷層:走向近東西,傾向北,傾角60°,延伸長約19km,斷層走向與地層走向平行。斷層影響帶有東西向的裂面發(fā)育和陡傾的節(jié)理裂隙發(fā)育,巖溶的發(fā)育強度明顯強于周邊。推測在路線K116+626處斷層與路線近于垂直相交,設計路線以路基形式通過,對路線影響小。
(2)曾家寨斷層:走向近東西,傾向北,傾角60~80°,延伸長度57km。北盤相對下降,斷層影響帶巖層產(chǎn)狀陡傾甚至直立或倒轉。斷層破碎帶及節(jié)理裂隙密集發(fā)育帶,巖石破碎,巖溶較為發(fā)育。受斷層影響,在曾家大寨隧道出口一帶產(chǎn)狀為170~180°∠56~66°的裂隙較發(fā)育,巖石大多呈裂隙塊狀結構,邊坡的穩(wěn)定性稍差,對隧道出口段圍巖完整性與坡體穩(wěn)定性有一定影響。
2 水文地質條件
2.1 地下水類型及含水巖組特征
地表水系總體不發(fā)育,地表水貧乏,局部地表水系較發(fā)育,地表水體較豐定,如董地及花廠一帶。由于沿線多為碳酸鹽巖石,巖溶發(fā)育,多形成巖溶洼地、溶洞、落水洞、地下暗河,其地下水較貧乏,埋深較大。沿線泉點流量均較小,多數(shù)泉點流量在0.01~0.5L/s之間。全線的地下水類型主要有:第四系土層孔隙水、巖溶水二種類型。現(xiàn)分述如下:
2.1.1 第四系孔隙水
為第四系松散層孔隙潛水含水巖組,主要分布于溝谷、洼地、坡腳局部松散土層中,接受大氣降水及地表水的補給;潛水的埋深、徑流條件因地而異,排泄條件和水位變化受大氣降水影響較大。含水層厚度整體不大,無統(tǒng)一地下水位,季節(jié)性顯著,但在溶蝕盆地及寬大槽谷內該類地下水較豐富,水位埋深較淺,對公路建設施工及營運有一定影響。
2.1.2 巖溶水
屬可溶巖含水巖組,賦存于二疊系中統(tǒng)茅口組(P2m)碳酸鹽巖巖石的巖溶裂隙溶洞中。此類地下水埋藏深度較大,多大于50m,沿線除總溪河外,為補給區(qū)及徑流區(qū),降雨形成的地表水通過洼地、落水洞、巖溶裂隙直接向地下補給,導致地表水體貧乏,在地勢很低的地方排泄。該類地下水對路線影響較小。
2.2 地下水補逕排條件及動態(tài)變化特征
區(qū)內巖溶水、巖溶裂隙水的主要補給來源為大氣降水,通過洼地、漏斗、天窗、落水洞等直接補給。區(qū)內地形切割深,逕流較短,以巖溶泉或地下河形式排泄于地表,排泄區(qū)多位于河谷、槽谷兩側及盆地邊緣,匯集總溪河及其支流。
2.3 水質特征及腐蝕性
沿線環(huán)境水水質類型以HCO3-Ca型為主,對混凝土結構、鋼筋混凝土中的鋼筋總體為無腐蝕性,對鋼結構具弱腐蝕性。
3 不良地質現(xiàn)象及特殊性巖土
沿線主要不良地質現(xiàn)象及特殊性巖土有巖溶、崩塌與巖堆等,以巖溶最為突出。
3.1 巖 溶
對路線影響最大的是第四系土層下的溶溝(槽)、石牙及隱伏溶洞,地表出露的溶洞、洼地、落水洞對路線影響不大,隱伏溶洞對橋涵地基及隧道施工影響很大。
3.1.1 溶 洞
按影響控制因素可分為層間控制型、構造控制型兩類,以層間控型溶洞為主。其中層間控制型溶洞的底板與巖層產(chǎn)狀一致,洞口多呈方形、半圓形或扁豆狀,洞體較寬敞,溶洞頂板及洞壁較為完整。裂隙對溶洞的發(fā)育起導向作用,個體溶洞串珠在裂隙上,此類溶洞洞體的延伸與巖層產(chǎn)狀的關系密切,一般傾角較陡處的溶洞規(guī)模比傾角緩的地段大、延伸長;在巖層產(chǎn)狀平緩的崖壁上,由于受平行于陡壁裂隙較發(fā)育而層間裂隙不發(fā)育的限制,該類溶洞發(fā)育規(guī)模一般較小。
3.1.2 巖溶洼地
沿線路及其附近巖溶洼地較發(fā)育,對線路有一定影響,主要是隧道地表洼地雨期匯集地表水并滲入地下,對隧道產(chǎn)生充水危害。
3.1.3 溶溝、溶槽
沿線碳酸鹽巖石廣泛分布,受區(qū)域構造影響,由于垂直型的構造節(jié)理裂隙發(fā)育和后期沿裂隙的溶蝕作用不斷加強,形成縱橫交錯的溶溝、溶槽,對地基連續(xù)性影響較大。在路基地段的溶溝、溶槽需將其中的第四系土層清理干凈,采用換土的方式來處理;在橋梁通過地段的溶溝、溶槽宜采用清理、換填或跨越的方式處理。
3.1.4 巖溶漏斗、落水洞
區(qū)內巖溶漏斗、落水洞較發(fā)育,對線路有一定影響。路基通過時要采取跨越或回填處理,回填處理時要保持原有泄水功能。巖溶漏斗、落水洞是地表水補給地下的最直接的通道,雨水通過它直接向地下灌入,如果隧道洞身處于其下方時,雨期隧道突水突泥危害很大,一定要加強排水泄洪能力。
3.2 崩塌與巖堆
沿設計路線上崩塌與巖堆較為少見,對線路影響不大。
4 結 論
綜上所述,本標段地形地貌條件復雜,地層巖性較簡單,地質構造中等復雜,水文地質條件較簡單,巖溶不良地質作用較強烈,工程地質條件為復雜,對公路建設影響較大。
參考文獻
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作者簡介:黃學良(1966-),男,漢族,云南江川人,本科,工程師,主要從事工程地質勘察及水文地質勘察工作。