红层分布特点和主要工程的地质问题

2015-10-12钟文华

地球 2015年7期

关键词：红层软岩风化

钟文华

（四川省蜀通岩土工程公司四川成都610000）

红层分布特点和主要工程的地质问题

钟文华

（四川省蜀通岩土工程公司四川成都610000）

我国红层面积广泛，并且新生带红层面积广泛，约有90万平方千米。红层成为我国建筑工程在施工过程中不可避免的岩土之一。因为红层对工程建设有着重要影响，并会对工程的质量和和使用寿命产生直接影响，基于此，本文对红层问题进行了重点分析，希望对相关工作人员能够有所帮助。

红层分布工程建设地质特性

红层是一种碎屑沉积而形成的地层，其外观以红色为主调色，这也是人们称之为红层的一个重要原因。红层中的泥质粉砂岩、页岩、泥岩也为自身比较软弱被称之为软岩，抗压强度不足30MPa，该类岩层亲水性强、透水性弱，一旦遇到水容易发生膨胀或软化，而失去水后则容易发生收缩或崩解，并且抗风化能力较弱。

1　红层的分布特点

南方占到我国红层总面积的60%以上，其中中南和西南地区分布较为广泛，多数红岩都裸露在外，因此，风化较为严重，并且容易受到雨水的影响而发生滑坡。北方地区分布的红层不足40%，主要分布在蒙宁晋陕交界和甘肃一代，较多的红层都为埋藏性，工程的地质问题的隐蔽性较高。红层分布会受到分布区、岩体结构、渗流、水文网络、软化问题的控制，同时因为受到泥岩、砂岩、蒸发岩等多种硬岩和软岩以及工程建设活动的影响，因此软弱结构面，极易出现滑坡以及地质分化等问题。因为时代较近，因此岩体在胶结性上较差，岩体的物理学性能也较差，多数岩土都为软岩类别。岩体没有稳定的结构，并且容易发生崩解软化。红层岩体和蒸发岩体中能够容易水的成份，在水的作用下极易发生腐蚀、渗流、岩溶等化学变化和物理变化，因此在工程建设过程中，必须要采取正确的方式对待红层这一特殊岩体。图1为白垩纪的红层地质图。

图1　白垩纪的红层地质图

2　主要工程在地质上存在的问题

2.1边坡变形

红层地区边坡变形对机制产生的破坏主要分为以下几种类型。①顺岩层层面发生变形导致基础遭受破坏，边坡岩层走向头坡面之间的夹角较小，岩层向外具有一定的倾斜，并且倾斜角的角度不能大于边坡角，岩体将会呈现临空状态，后缘和侧向将会节理发育，从而使顺层面形成失稳破坏机制，沿层面将会因为破坏而整体下滑。②红岩层地区因为受到地区结构的控制和影响，岩层扭曲、褶皱、断裂现象较为严重。依据统计情况来看，每个边坡上都会存在超过2组的节理发育，从而对岩体产生了切割，使岩体被切割为形态、大小不等的块体。这样块体因为潜伏在岩体的内部，因此很难通过直接观察来确定其特性和具体位置。③全强风化岩体，红岩区的岩体受到较强烈的风化后，在岩体较厚或表层受到覆盖的部位，会因为雨季地表水的下沉后坡度原因而发生弧形破坏。该种破坏一般波及的范围不大，但存在较为普遍。图2为全风化的红岩层。

需要额外注意，水在不同类型的失稳机制中都有着较为严重的危害，如果软红层区域软硬相间，雨水的下降将会受到阻碍，到了雨季，红层区域经常会出边坡侧向渗流和局部饱水区，从而导致边坡发生坍滑、变形等危害。同时，一些红层软硬相间的岩体将会导致风化层的层状产生较为明显的差异性。例如，具有较强亲水性但不透水的软质岩，具有较好含水性和透水性的硬质岩。下渗后的地表水将会在岩风化层滞留一段时间，从而将会使粘土中的含水量进一步上升，长时间的积累，将会使其演化成滑动带。

图2　全风化的红岩层

2.2地下洞室

在探讨地下洞室稳定问题的探讨上可以从以下几个方面入手。1、围岩的冒顶和塌落，多需地区的岩性较为软弱，因此在地下洞室施工中，极易引发掉块、坍塌、冒顶等问题的出现。2、围岩流变，在工程建设过程中经常会出现红层软岩发生突变。一起地区的红岩，在开挖后岩体会发生迅速的风化，尤其是岩体的强度将会下降，引起塑性膨胀，从而引发变强内挤、拱顶下沉等问题，情况严重时可能会破坏永久衬砌和初期支护。3、隧洞的进出口存在的问题，在风化严重的红岩体中，岩体强度低，傍山隧洞和浅埋隧洞的进出口经常会发生拱顶塌落现象，并且可能会导致洞外山体发生变形，对工程建设产生较为严重的影响。

2.3填筑体变形

在将红层作为填筑料，需要特别注意的问题就是局部或整体的稳定性无法保证，从而引法不均匀沉降。红层软岩在吸水后极易方少生软化，而如果失则容易发生崩解，这也是红层容易出现失稳破坏和不均匀沉降的一个重要原因。因为在施工过程中很难控制填料中的级配和成分，所以压实过程中经常会引起碾压密实对无法满足实际需求，填料存在较大的强度差异，长期受水作用的影响，软岩将会风化崩解，从而引起不均匀沉降的出现。

2.4地基问题

在具有红岩层的区域内，地基开挖后，需要采取合理的措施做好排水及防水工作，及时开展基础工程，并要对基础工程实施相应的保护。施工中地基的承载力会大幅度下降，因此必须要认清地质结构和斜坡的复杂性，避免在荷载作用下，地基遭受破坏。除此之外，红层中因为软弱夹层的存在也会导致地基的承载力降低。