云南省石林至瀘西高速公路沿線工程地質(zhì)評價(jià)

李 強(qiáng)， 劉學(xué)鳳

(1.重慶蜀通巖土工程有限公司，重慶 401120； 2.汶川縣國土資源局，四川 汶川 623000)

石林至瀘西高速公路共有特大橋1座；大橋32座；中橋6座,隧道3座。項(xiàng)目的建設(shè)將提升區(qū)域路網(wǎng)等級，加快區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。根據(jù)地貌的成因、形態(tài)及組合特征，路線區(qū)域內(nèi)地貌可劃分為巖溶垅崗?fù)莸氐孛?、?gòu)造溶蝕侵蝕低山地貌、溶蝕準(zhǔn)平原地貌、構(gòu)造剝蝕、侵蝕丘陵～低山地貌以及河谷堆積地貌五大類。本文對公路沿線工程地質(zhì)評價(jià)，為設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確、完整的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，對特殊巖土地段與不良地質(zhì)地段的防治方案提出合理的處治意見。

1 地質(zhì)概況

根據(jù)已有的前期地質(zhì)工作資料，結(jié)合地質(zhì)調(diào)繪及鉆探，本項(xiàng)目區(qū)內(nèi)基巖地層主要為新生界下第三系～古生界泥盆系一套沉積巖類地層，主要有粉砂巖、礫巖、頁巖、石英砂巖、灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r、玄武巖等；第四系松散覆蓋層廣泛分布于線路走廊帶內(nèi)，主要類型為殘坡積(Q4el+dl)、沖洪積(Q4al+pl)，局部為填筑層(Q4me)，土性主要為粉質(zhì)黏土、黏土以及碳酸鹽巖風(fēng)化形成的紅黏土，局部礫石或塊碎石。線路走廊帶地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，擬建線路位于“昆明系山字型”構(gòu)造的東翼，由近乎平行排列的壓性、張性斷裂及擠壓褶皺和新生代盆地構(gòu)造所組成，走向近北東向。由于南北向脊柱的康滇池地軸及北東向牛首山古隆起的存在，顯示了“昆明系山字型”于古生代時(shí)已具雛形；大片三疊系及侏羅、白堊系被山字型構(gòu)造所席卷的事實(shí)，表明印支—燕山運(yùn)動(dòng)已使它定型；喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)則使之更加完善而顯現(xiàn)如今的構(gòu)造格局。根據(jù)地下水賦存條件、水理性質(zhì)及水力特征，將區(qū)內(nèi)地下水劃分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水、構(gòu)造裂隙水、巖溶水4種類型。

2 不良地質(zhì)及特殊性巖土

路線區(qū)主要工程地質(zhì)問題為由巖性、構(gòu)造、地貌、地下水以及人為的不合理利用等綜合因素所造成的。不良地質(zhì)主要有巖溶、采空區(qū)；特殊性土主要有紅黏土。

2.1 巖溶

路線區(qū)域內(nèi)受構(gòu)造、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制，可溶巖多呈條帶狀分布，由于巖性差異，巖溶發(fā)育程度不同，巖溶地貌表現(xiàn)為石芽、落水洞、巖溶漏斗、巖溶洼地等。根據(jù)地質(zhì)調(diào)查、區(qū)域地質(zhì)資料及本次物探成果，多為垂直向充填～半充填型溶隙，局部可能存在溶洞。

2.2 采空區(qū)

采空區(qū)主要分布在K26+780～K26+880，物探解譯如下：采空區(qū)高密度電法視電阻率成像圖中紅色和橙色區(qū)域?yàn)橄鄬Ω咦鑵^(qū)，代表巖體相對致密，完整性好，含水量小；綠色和藍(lán)色為相對低阻區(qū)，代表巖體含水、松散破碎或裂隙含水帶；視電阻率分布不均的，表示巖體物性差異大，推測為巖體構(gòu)造發(fā)育，松散破碎；視電阻率橫向分布均勻，垂向呈層狀遞增的，表示巖體物性均一，無構(gòu)造發(fā)育，巖體僅表現(xiàn)為其風(fēng)化程度由淺至深逐漸減弱的自然規(guī)律。故結(jié)合物探成果圖，采空區(qū)上伏視電阻率值小于50 Ω·m，視電阻率低，呈低阻異常，推測為第四系覆蓋層或全強(qiáng)風(fēng)化層和強(qiáng)風(fēng)化紫紅色粉砂巖夾粉砂質(zhì)頁巖，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，含水；下覆視電阻率值小于50～200 Ω·m之間，視電阻率中等，呈中等電阻率特征，推測為中風(fēng)化紫紅色粉砂巖夾粉砂質(zhì)頁巖，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育。物探測試范圍內(nèi)未揭示到采空區(qū)。

通過現(xiàn)場鉆探資料，該段在煤礦開采巷道頂板厚度較大，勘探深度內(nèi)揭示到采空區(qū)，但該段巖體較破碎，與物探資料相符。

綜合鉆探及物探手段，該段跨越采空區(qū)，但礦洞埋深較大，頂板厚度較大，對線路影響較小，又由于該段巖體極其破碎，線路以橋的形式跨越時(shí)，橋梁基礎(chǔ)建議采用摩擦樁基礎(chǔ)，線路以路塹形式經(jīng)過時(shí)，建議開挖過程中對不穩(wěn)定塊體采取清危或錨固處理，且由于坡體中多為易風(fēng)化巖體，且破碎，放坡后宜對坡面采用水泥砂漿噴射防護(hù)。

2.3 紅黏土

紅黏土為場區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖系出露的白云巖、灰?guī)r經(jīng)紅土化作用形成的棕紅、褐黃等色的高塑性黏土。其裂隙發(fā)育，液限一般大于50，具有明顯的收縮性，但壓縮性低。經(jīng)坡、洪積再搬運(yùn)后仍保留其基本特征，液限大于或等于45但小于50的紅黏土為次生紅黏土。礦物成分主要為高嶺石，并含一定量的蒙脫石和石英顆粒等，經(jīng)現(xiàn)場取樣試驗(yàn)含水率為35%左右，孔隙比為1.1～1.4，天然壓縮系數(shù)a1-2=0.53 MPa-1，壓縮模量為3.87 MPa，自由膨脹率為5.9%～19.6%。

場區(qū)內(nèi)紅黏土廣泛分布于碳酸鹽巖地區(qū)洼地斜坡處，厚度普遍較大，一般為8～10 m，最深可達(dá)20余米，土體裂隙網(wǎng)狀發(fā)育，具上硬下軟的特征，由試驗(yàn)結(jié)果可知，該種土體為高壓縮性土，對路基、淺基礎(chǔ)穩(wěn)定不利，膨脹潛勢弱。

3 路線工程地質(zhì)分段評價(jià)

據(jù)路線所處不同的地形地貌、巖土類型、不良地質(zhì)情況等工程地質(zhì)環(huán)境條件，結(jié)合具體工程形式進(jìn)行工程地質(zhì)條件分段評價(jià)如下：

(1)K0+000～K4+900。該段未見滑坡、危巖、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，主要的不良地質(zhì)現(xiàn)象為巖溶，地表巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，廣泛分布洼地、漏斗、落水洞等，特殊性巖土主要為紅黏土，但零星分布在線路所經(jīng)低洼處的槽谷以及落水洞內(nèi)，其膨脹潛勢弱，總體工程地質(zhì)條件一般。本路段全長4 900 m，主要以路基形式通過。

(2)K4+490～K28+000。該段未見滑坡、危巖、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，主要的不良地質(zhì)現(xiàn)象為巖溶以及采空區(qū)，地表巖溶發(fā)育較強(qiáng)，主要分布洼地、落水洞等，特殊性巖土主要為紅黏土，其膨脹潛勢弱，總體工程地質(zhì)條件一般。本路段全長23 510 m，主要以路基、橋梁和隧道形式通過。

(3)K28+000～K37+800。該段未見滑坡、危巖、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，主要的不良地質(zhì)現(xiàn)象為巖溶，地表巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，廣泛分布洼地、漏斗、落水洞等，特殊性巖土主要為紅黏土，其膨脹潛勢弱，總體工程地質(zhì)條件一般。本路段全長9 800 m，主要以路基和橋梁形式通過。

(4)K36+800～K40+800。該段未見滑坡、危巖、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，主要的不良地質(zhì)現(xiàn)象為巖溶，地表巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，廣泛分布洼地、漏斗、落水洞等，特殊性巖土主要為紅黏土，其膨脹潛勢弱，總體工程地質(zhì)條件一般。本路段全長4 000 m，主要以路基和橋梁形式通過。

(5)K40+800～K46+360。該段未見滑坡、危巖、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象以及特殊巖土，總體工程地質(zhì)條件較好。本路段全長5 560 m，主要以路基和橋梁形式通過。

(6)K46+360～終點(diǎn)。該段未見滑坡、危巖、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，主要的不良地質(zhì)現(xiàn)象為巖溶，通過鉆探及地質(zhì)測繪，該段巖溶發(fā)育較弱，偶見落水洞以及溶洞，特殊性巖土主要為紅黏土，其其膨脹潛勢弱，總體工程地質(zhì)條件較好。本路段全長5 770 m，主要以填方路基和橋梁形式通過。

4 結(jié)論

路線區(qū)主要工程地質(zhì)問題為由巖性、構(gòu)造、地貌、地下水以及人為的不合理利用等綜合因素所造成的。不良地質(zhì)主要有巖溶、采空區(qū)；特殊性土主要有紅黏土，其中可溶巖多呈條帶狀分布，由于巖性差異，巖溶發(fā)育程度不同，巖溶地貌表現(xiàn)為石芽、落水洞、巖溶漏斗、巖溶洼地等。根據(jù)地質(zhì)調(diào)查、區(qū)域地質(zhì)資料及本次物探成果，多為垂直向充填～半充填型溶隙，局部可能存在溶洞，建議施工過程中制定相應(yīng)施工方案，避免將橋臺、橋墩以及路基基礎(chǔ)因洞穴頂板過薄而不能承受重負(fù)；采空區(qū)主要分布在K26+780～K26+880，根據(jù)物探解譯及鉆探揭示，該段在煤礦開采巷道頂板厚度較大，勘探深度內(nèi)揭露到采空區(qū)，但該段巖層極其破碎。建議該段橋梁采取摩擦樁基礎(chǔ)，同時(shí)由于巖體破碎，對邊坡開挖不利，建議開挖過程中必須對不穩(wěn)定塊體采取清?；蝈^固處理，且由于坡體中多為易風(fēng)化巖體，且破碎，放坡后宜對坡面采用水泥砂漿噴射防護(hù)；紅黏土廣泛分布于碳酸鹽出露地區(qū)，土體裂隙網(wǎng)狀發(fā)育，具脹縮性，對路基、淺基礎(chǔ)穩(wěn)定不利，根據(jù)試驗(yàn)成果，其膨脹潛勢弱。整體地質(zhì)環(huán)境適宜性及穩(wěn)定性較好，基本適宜修建。