某道路工程地质条件评价及问题分析

2011-04-20龙小华

四川建筑 2011年2期

关键词：堆积层沟谷工程地质

龙小华

(成都理工大学环境与土木工程学院，四川成都 610059)

1 工程概况

川东北高含硫气田万源区气块内部集输站场道路位于四川省宣汉县、万源县境内，为连接内部集输站场至县道或省道等级公路的通道。目前各站场仅有乡村机耕道级公路或人行道路与县道或省道等级公路相接，公路交通运输条件较差。

线路起讫里程为IK0+000～IK4+643.69。线路内存在很多工程地质问题，查明线路工程地质条件，对确保工程的顺利进行有非常重要的作用。

2 工程地质条件

2.1 地形地貌

工程区内广泛分布构造侵蚀地貌，以低山～深丘地貌为主，海拔500～800m，相对高差200～500m，山形多样，多为馒头状、链珠状、条状低山及深丘，四周陡坡、陡坎多出露砂、泥岩。冲沟分布较密，沟谷纵深、狭窄，谷底有溪流，发育呈树枝状，沟谷深切多成“V”形，部分为阶梯状平缓谷地，为区内主要农耕地，目前多为水田。山顶由于地层产状单斜，砂泥岩相间，风化后形成单面山山脊，受流水进一步侵蚀，山坡坡面起伏，山顶凸起，高度参差不齐。

2.2 地层岩性

通过工程地质调查、钻探、坑槽探揭露，新建公路的地层主要为第四系全新统人工堆积层()、冲洪积层)、残坡积层()和侏罗系中统下沙溪庙组(J2xs)等。现将工程区内各岩土层特征分述如下:

2.2.1 第四系全新统松散堆积层

(3)坡残积层(Q4dl+el):为硬～可塑状紫红、褐黄色低液限粘土，含少量风化岩块。分布于路线上缓坡及台地部位，厚度1～4 m。

2.2.2 侏罗系

(1)中统下沙溪庙组上段(J2xs2):紫红、灰绿、黄绿等杂色泥岩、粉砂质泥岩，夹泥质粉砂岩，下部以绿色者较多，底部为不稳定的细粒长石砂岩，厚294～599 m。

(2)中统新田沟组(J2x):以灰绿、灰紫色泥岩、泥质粉砂岩为主，间夹石英细砂岩。底为含砾石英砂岩，厚约400m。

2.3 地质构造

工程区在大地构造上属新华夏构造体系第三沉降带之四川盆地东部，为燕山～喜马拉雅山期生成之北东向构造，次一级构造单元为川东褶皱带与南大巴山弧形褶皱带的过渡带，主要受川东褶皱带的控制，由单式和复式褶皱以及扭压性断裂组成，构造轴线多呈雁行排列，褶皱多呈箱状或梳状，背斜成山较紧密，向斜成谷较开阔，卷入地层有寒武系至侏罗系。场地位于温泉井背斜与平楼场向斜之间的过渡地带，主要受温泉井背斜的影响，岩层倾角16°～20°，为单斜地层。

2.4 水文地质条件

区内地下水按其赋存条件及水动力特性基本可分为两种类型:松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水。主要受大气降水所补给，沿基岩裂隙或覆盖层孔隙内径流、运移，向河谷、冲沟等负地形地带排泄。

第四系松散堆积层孔隙水主要赋存于第四系松散堆积层孔隙中，受大气降水及地表迳流补给，在沟谷及相对低洼地带以泉的形式排泄于地表。一般而言，区内坡洪积层、坡残积层等松散堆积层由于多以相对隔水的粘土为主，且分布范围有限、厚薄不均、大多泥质物含量大，其透水性、富水性相对较差，渗透系数一般1×10－6～10－8cm/s，为相对隔水层。而河床砂卵石层孔隙大，受河水补给充分，透水性及富水性均较好。

基岩裂隙水主要赋存于砂岩岩体裂隙之中，受大气降水、上覆堆积层孔隙水、地表沟水及农耕灌溉水补给，排泄于沟谷中或以下降泉滴水的形式排泄于下游沟谷。泥岩裂隙不发育，含水相对较弱;砂岩裂隙发育，透水性好，具裂隙含水，但深部夹层砂岩中的裂隙和孔隙水受含水边界条件控制，并非普遍存在，砂岩常因上部泥岩阻隔而得不到补给，故不能构成大面积统一的水动力系统，因此，红层互层地下含水性具有不稳定和不均匀性。

3 不良地质

项目区不良地质主要表现为软弱路基、挖方岩质边坡崩塌及风化剥落、泥岩遇水膨胀和软化等。

3.1 软弱路基

全线特殊路基主要表现为软弱路基，由于部分沟谷中坡洪积粉质粘土厚度较大，加之纵坡平缓，排水不畅，而使得沟谷常年积水，这使得表土含水量高，承载力和抗剪强度低，从而形成软弱地基。土体普遍具有颗粒较细、结构松软、天然含水量高、透水性差等特点。根据静力触探及N10探明，沿线上覆为第四系全新统坡残积的含角砾粉质粘土，一般厚度在2 m左右，容许承载力为110～160 kPa，压缩性高，抗剪强度低，渗透系数小，下伏为粉砂质泥岩及砂岩。在其上修建公路时(特别是高填路堤)，容易产生路堤失稳或沉降过大等问题。如不处理和处理不当会导致路基沉陷等公路病害，影响公路的正常使用。

3.2 挖方岩质边坡崩塌及风化剥落

岩质边坡开挖时，由于放炮震动等外力作用，节理较发育的砂岩易发生岩块崩塌现象;且泥岩、砂质泥岩抗风化能力差，开挖后边坡的风化剥落也是影响公路安全营运的不良地质现象。

另外，因项目区地层多为紫红色泥岩、砂质泥岩夹长石石英砂岩，岩体强度较低，风化强烈;泥岩的风化速度强于砂岩，往往造成上覆砂岩下部悬空，而沿卸荷裂隙形成危岩或者崩塌;边坡开挖后，由于人为破坏了边坡的初始应力状态，在合适的地形地貌及水文地质条件下，边坡开挖易引起表层土体及浅层风化岩体顺基岩层面发生滑动，形成次生工程滑坡灾害。

3.3 泥岩遇水膨胀、软化

项目区地层多为紫红色泥岩、砂质泥岩等，抗风化能力差，遇水后易膨胀、软化及崩解。

4 处理方法

4.1 软弱路基建议处理措施

因沿线软弱路基厚度均不大，且分布范围较小，建议施工时予以清除，换填砂卵石、块碎石等强度高、透水性好的材料，填土高度应满足路面竣工后，不致由于路基沉降而影响路面的强度和稳定。项目区及其附近地方性筑路材料比较丰富，各料源均选有备用料场，质量和数量均可满足设计要求，开采和运输条件均较好;与此同时应完善沟边排水措施。

4.2 挖方岩质边坡崩塌及风化剥落建议处理措施

边坡设计时应根据开挖高度、地层岩性、岩层产状、斜坡坡度、水文地质条件等采用合理的开挖坡比，建议开挖坡比应缓于1∶0.5，同时还应采取坡面墙结合植被生态防护等措施对开挖边坡进行防护。对挖方高度较大的边坡，应分级设置开挖平台，为防止雨水冲刷坡面，还应在边坡外围设置截水沟。对土层厚度较大的路段设计时应采用较缓的开挖坡比，开挖前应做好截排水措施，对土层厚度大于2 m的土质边坡应及时支护，尽量减少因边坡开挖诱发新的滑坡地质灾害。