山區(qū)高速公路工程地質(zhì)條件評價

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摘要:

以山區(qū)某高速公路為例，從全線地形地貌、地層巖性、水文地質(zhì)條件、特殊巖土及不良地質(zhì)現(xiàn)象等方面，對該高速公路工程地質(zhì)情況進行了勘察，分段評價了全線工程地質(zhì)條件，并根據(jù)勘察情況，提出了進行進一步探測的建議。

關(guān)鍵詞:高速公路，工程地質(zhì)，地層巖性

擬建高速公路位于河南省西部，途經(jīng)山西、河南兩省，是河南、山西兩省重要省際通道之一，是區(qū)域干線公路。該項目的建設對促進兩地經(jīng)濟和旅游的共同發(fā)展有重大意義。

1工程地質(zhì)條件

1．1地形地貌

擬建路段位于豫西丘陵山區(qū)，南北地貌差異很大，地貌總體特征較復雜。按地貌形態(tài)擬建線路分為山前洪積傾斜臺地區(qū)、中低山區(qū)、山間斷陷盆地區(qū)和黃河階地區(qū)。

1．2地層巖性

區(qū)域地層屬華北區(qū)豫西地層分區(qū)，出露巖性以沉積巖為主，地層時代從元古界青白口系、古生界及新生界均有出露，但各時代的地層發(fā)育不甚完整。其中以第四系和青白口系出露最廣，二疊系也有小面積出露，三疊系隱伏于路區(qū)南部第四系之下，地表無出露，僅見于鉆孔揭露地層。擬建路區(qū)出露地層由老至新分述如下:

1)青白口系(Z)。主要分布于路線中北部，根據(jù)所處層位及巖性差異，可細分為以下幾組:①馬家河組深灰色泥灰?guī)r夾薄層狀青灰色砂質(zhì)頁巖、紅褐色泥質(zhì)頁巖，厚度較大;②云夢山組紫紅色間灰白色中厚層狀石英砂巖，局部夾薄層礫巖，底部含赤鐵礦;③白草坪組紫紅色厚層狀試驗砂巖，局部夾薄層頁巖;④北大尖組厚層狀灰白色細粒石英砂巖，頂部見薄層深灰色礫巖;⑤崔莊組紫紅～褐紅色砂質(zhì)頁巖、泥頁巖，局部夾青灰色泥質(zhì)頁巖，上部局部為新近系棕紅色粘土覆蓋。

2)二疊系(P2sh):主要為一套陸屑煤系地層，出露地層主要為二疊系上段石千峰組砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及石英砂巖，上覆三疊系均呈整合接觸。

3)三疊系(T3):主要分布山前洪積傾斜臺地后緣近山前地帶，地表無出露，僅見于鉆孔中。巖性為一套陸相沉積粉砂巖、泥巖及長石石英砂巖。

4)古近系(E):為一套褐紅色礫巖，鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)。

5)新近系(N):主要分布在低山山前及山間盆地上部，上部巖性為棕紅色粘土，裂隙發(fā)育，見有較多鐵錳質(zhì)浸染，瓣狀結(jié)構(gòu)，下部含有漂、卵石，泥質(zhì)膠結(jié)，半成巖狀態(tài)。

6)第四系(Q):主要分布于線路起點，主要為中、晚更新統(tǒng)和全新統(tǒng)的松散堆積層。①全新統(tǒng)(Q4):為近代河流沖積及坡～洪積而形成的松散堆積卵石及粉土、粉質(zhì)粘土層，主要分布于河漫灘及溝谷內(nèi)。②上更新統(tǒng)(Q3):主要分布在黃河二級階地上，巖性:上部為風積相黃土、粉質(zhì)粘土，下部為洪積相砂卵石、泥卵石層，具有明顯的二元結(jié)構(gòu)特征。深切沖溝上部分布有上更新統(tǒng)風積相黃土，分布面積較小。③中更新統(tǒng)(Q2):主要分布黃河三級階地、山間斷陷盆地及山前洪積傾斜臺地上部，按成因不同可分為風積黃土(Qeol2)、洪積次生黃土和洪積相卵石層(Qpl2)。

2水文地質(zhì)條件

擬建線路沿線地下水類型劃分為:松散巖類孔隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水:

1)松散巖類孔隙水:主要分布在路區(qū)山前洪積傾斜臺地、黃河階地區(qū)和段村山間斷陷盆地內(nèi)。含水層主要為中更新統(tǒng)卵石、塊石層，地下水位埋深受地形控制作用明顯，在山間河谷地勢低洼、山間地下水徑流末段和排泄區(qū)水位埋深較淺，富水性較好。

2)碎屑巖類孔隙裂隙水:主要分布于基巖中低山區(qū)。含水層以青白口系中上統(tǒng)、二疊系、三疊系石英砂巖、長石石英砂巖夾少量白云巖、薄層頁巖、礫巖、泥巖組成。地下水賦存于巖層節(jié)理和裂隙中。

3)碳酸鹽巖類裂隙巖溶水:主要分布于基巖中低山與山前洪積傾斜平原交接帶，地下水富水性與巖溶發(fā)育程度相關(guān)。

3地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的主要斷層有坡頭正斷層、落峪正斷層、段村斷層等，均為第四紀非活動性斷層。

1)坡頭正斷層:分布于韶山西坡的坡頭、上莊，全長約26km以上，斷層走向45°，傾向北西，傾角為70°，斷距為500m～800m，屬于正斷層，地貌上以斷層崖出現(xiàn)。

2)落峪正斷層:該斷層南自芝雜坪，向北西經(jīng)下中關(guān)、落峪西，至黃河南岸馬澗西側(cè)，呈北西～南東向展布。中段在段村一帶被第四系地層覆蓋，全長約14km。在南段下中關(guān)村附近傾向南西，傾角60°。

3)段村斷層:為段村山間斷陷盆地邊界。傾向北北西，傾角70°～80°，長度約5km～6km，斷層北盤下降，南盤上升，斷距可達300m以上，為前新生界斷裂。東部出露地表，至段村西后隱伏于地下，地表為第四系地層覆蓋。

4特殊巖土及不良地質(zhì)

4．1濕陷性黃土

擬建公路沿線發(fā)育有濕陷性黃土，主要分布在黃河二級階地上部及中低山山頂處，厚度約10m～30m，山頂處厚度較薄，階地及中低山斜坡坡面上厚度較大。巖性主要為棕黃色、褐黃色粉土、粉質(zhì)粘土，垂直節(jié)理較發(fā)育。根據(jù)探井所取原狀樣室內(nèi)試驗結(jié)果，分析計算得出該層黃土總濕陷量為:750mm～1433mm，該層土體自地表以下20m深度內(nèi)具有Ⅲ級嚴重～Ⅳ級很嚴重自重濕陷。

4．2崩塌、滑坡

經(jīng)過線路工程地質(zhì)調(diào)繪，路區(qū)未發(fā)現(xiàn)大型滑坡、崩塌，泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象。僅在段村山間斷陷盆地，上覆第四系松散堆積物厚度較大，沖溝切割深度大，發(fā)育有小型黃土崩塌和滑坡，距擬建公路中心線較遠，對擬建工程影響較小。

4．3巖溶

位于山前洪積傾斜臺地后緣寒武—奧陶系為一套可溶性碳酸鹽巖，地表巖石裸露，見少量溶槽等地表溶蝕現(xiàn)象。據(jù)工程地質(zhì)勘探及區(qū)域地質(zhì)資料，該碳酸鹽巖分布區(qū)地表巖溶發(fā)育微弱，但碳酸鹽巖埋藏區(qū)可能存在隱蔽溶洞、溶孔等，對線路存在一定不利影響。

5工程地質(zhì)分區(qū)與評價

首先按照沿線出露地層巖性劃分為新生界松散層堆積區(qū)(Ⅰ)和基巖區(qū)(Ⅱ)。松散層堆積區(qū)(Ⅰ)依據(jù)地貌特征和形成原因進一步分為山間斷陷盆地亞區(qū)(ⅠA)、黃河階地亞區(qū)(ⅠB)、山前洪積傾斜臺地亞區(qū)(ⅠC);基巖區(qū)(Ⅱ)按照基巖巖性軟硬程度進一步分為軟質(zhì)巖亞區(qū)(ⅡA)、硬質(zhì)巖亞區(qū)(ⅡB)。

6結(jié)語

1)擬建線路地處豫西丘陵山區(qū)，途經(jīng)山前洪積傾斜臺地區(qū)、中低山區(qū)、山間斷陷盆地區(qū)和黃河階地區(qū)四大地貌單元，不良地質(zhì)路段較少，總體工程地質(zhì)條件較好，區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性較好，基本適宜本工程建設。

2)區(qū)域斷裂構(gòu)造較發(fā)育，均為非活動性斷裂。區(qū)域地殼穩(wěn)定性屬相對穩(wěn)定。設計基本地震加速度值分別為0．1g，0．05g。

3)擬建線路上覆土層較薄或基巖裸露，僅南段覆蓋層稍厚，構(gòu)造物設置或路基可以清除表土直接作為地基，穩(wěn)定性較好。

4)沿線無重大不良地質(zhì)現(xiàn)象。在黃河二級階地上部及中低山山頂處分布有Ⅲ級～Ⅳ級自重濕陷性黃土。

5)建議:構(gòu)筑物如采用淺基礎(chǔ)，持力層為濕陷性黃土時，應考慮采取換填、強夯或沖擊碾壓工程措施消除濕陷性影響，并采取坡面防護措施，加強坡頂防排水;碳酸鹽巖埋藏區(qū)可能存在隱蔽溶洞、溶孔等，建議增加物探、鉆探等綜合手段進一步探測。

參考文獻:

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作者：高雪梅 單位：河南省地質(zhì)環(huán)境規(guī)劃設計院有限公司