桐-官线主要工程地质问题及处治措施

袁奇，王蓉蓉

(1.贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵阳 550081；2. 贵州省清镇市水务局，清镇 551400)

1 工程概况

桐梓至官仓改扩建公路位于遵义市桐梓县。官仓镇作为贵州省100个现代高效农业示范园区之一，燎原镇作为桐梓县规划的工业园区，桐梓至官仓改扩建公路将连接上述两个园区，使官仓镇的特色新鲜农产品能够快速进城销售，有利于提升两镇的协调发展能力。此外，桐梓至官仓改扩建公路的建设能带动公路沿线钓鱼台、朱天乡村、仙人山等旅游景点的开发，拉动沿线岩窝田、板梨槽、洗脚溪、钩鱼台、楠木村等村寨的土地开发。因此，该公路建设对于桐梓县内片区经济社会发展、引资开放、推动桐梓产业培育和特色优势产业的快速发展，融入黔中经济区发展格局具有重要促进作用。现有桐梓至官仓公路以四级公路为主，道路平纵指标低，路面差，特别在越岭路段，弯多坡陡，道路的通行能力和服务水平严重不足。因此，有必要对现有四级路进行升级改扩建为二级路，提高平纵指标及路面路况。

桐梓至官仓改扩建公路起于桐梓县燎原镇与国道G352平交。沿线经岩窝田、田坝新村、田坝村委会、插腊园、洗脚溪、城头箐、钓鱼台、楠木村、营坪山、大河口，终点与192乡道平交顺接，全长17.617 km。

本文通过野外地质调查及钻探方法，对桐梓至官仓改扩建公路沿线的各种工程地质问题进行分析总结，最后提出相应的处治措施。从而给项目在设计和施工过程中提供科学依据，

2 主要工程地质问题

尽管工可阶段及施工图两阶段对项目沿线途经区域进行了详细的勘察，多条比较线对不良地质体进行绕避，但K线工程地质问题的出现仍不可避免，主要集中于弃渣、岩溶、软土、高填方、深路堑5个方面。

2.1 弃渣

新建二级路在原有四级路基础上进行改扩建，由于种种原因，弃渣来源及种类较为复杂(表1)。

表1 桐-官线沿线弃渣统计

2.2 岩溶

改扩建工程沿线经过的地层由新到老为第四系(Qel+dl)松散堆积体、二叠系下统茅口组(P1m)灰岩、栖霞组(P1q)灰岩，志留系下统韩家店组(S1h)页岩、龙马溪组(S1l)泥质灰岩与钙质页岩互层，奥陶系上统五峰组(O3w)泥质灰岩、涧草沟组(O3j)泥质灰岩，奥陶系中统宝塔组(O2b)、十字铺组(O2sh)泥质灰岩，寒武系中上统娄山关群(∈2-3ls)白云岩。

周训华[1]指出贵州每条高速公路建设均会不同程度遇到岩溶地质问题，岩溶主要是由于可溶岩的存在而造成。桐-官线改扩建工程沿线经过的地层中，灰岩、泥质灰岩及白云岩较多，因此需对岩溶问题高度重视。工可阶段和施工图两阶段我们都进行了详尽的勘察工作，发现在K5+560存在下伏岩溶，K5+560存在地表塌陷坑，塌陷坑下溶洞较大、暗河发育，冲积角砾遍布(图1)。

2.3 软土

软土[2]是指天然含水率高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土，泛指软黏土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土、泥炭等软弱土。根据《公路工程地质勘察规范》(JTG C20-2011)[3]对软土的勘察要求，经过工可阶段和施工图两阶段的踏勘察工作及钻探取样，划分以K15+628～K16+042为代表的12段软土(表2)。

表2 桐-官线沿线软土统计

图1 K5+560下方溶洞堆积角砾

2.4 高填方

《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)[2]规定：边坡高度大于20 m的路堤，应进行独立工点设计。尽管经过多条比较线不断对比、以及对K线不断局部的微调，在K6+090～K6+140段右侧仍有一段高填方路堤。该段路基上覆1～3 m含碎石粉质粘土，出露基岩为寒武系中上统娄山关群(∈2-3ls)白云岩，岩层产状352°∠15°，路线走向6°，路线与岩层走向接近平行。路基中心最大填高13.35 m，最大边坡高度22.14 m。

2.5 深路堑

《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)[2]规定：土质挖方边坡高度大于20 m，或者岩质挖方边坡高度大于30 m的路堑，应进行独立工点设计。尽管经过多条比较线不断地对比及对最终K线的调整，在K6+730～K6+900左侧仍有一段深路堑。该段边坡上覆1～2 m粉质粘土，出露基岩为寒武系中上统娄山关群(∈2-3ls)白云岩，岩层产状352°∠15°，路线走向136°，路线走向与岩层走向接近平行。

3 处治措施

3.1 弃渣处治措施

鉴于沿线弃渣来源及种类较为复杂，因此弃渣的处治须根据其成分和体积进行判定。由于K0+360、K5+560及K13+100～K15+200老路沿线的弃渣量都比较小，因此建议直接清除即可。对于K0+410处2 482.12 m3的粉煤灰弃渣，处治措施需结合《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)[2]进行探讨分析。《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)[2]规定：路堤采用粉煤灰、工业弃渣等特殊填料，或特殊干旱或特殊潮湿地区时，在保证路基强度和回弹模量要求的前提下，通过试验论证，压实度可降低1～2个百分点。由于2 482.12 m3的量不大，考虑到试验问题及施工不便，因此建议清除。

3.2 岩溶处治措施

《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)[2]规定：当顶板的厚度与路基跨越溶洞的长度之比大于0.8时，溶洞顶板岩层可不作处理。根据野外调绘所得K5+560工程地质剖面图(图2)，塌陷坑生活垃圾底部与溶洞已经联通，故此处岩溶路基必须处理。考虑到顶板完整性较好及下伏溶洞雨季过水需求，结合探访村民近50 a的溶洞过水情况，因此建议将溶洞底部砾石清除之后，修建涵洞以满足雨季过水需求。同时将溶洞正上方顶板白云岩揭开填筑片石混凝土，以此增强路基稳定性。

图2 K5+560工程地质剖面图

3.3 软土处治措施

软土路基的处治，须结合具体工点的地形地貌、工程地质条件、软土分布及厚度、填土高度、道路荷载等综合因素进行技术经济比选[4]。通过桐梓至官仓改扩建公路全线12段软土的综合分析，建议进行换土填石处理。

3.4 高填方处治措施

K6+090～K6+140段填方路基边坡位于一斜坡上，上覆1～3 m含碎石粉质粘土。由于填方为土石混填，经过综合比选，建议填方边坡坡率为1∶1.5～1∶1.75，边坡采用衬砌拱护坡进行坡面防护；基底超挖4 m台阶及增设土工格栅防护；沟底增设盲沟，坡脚增设护脚墙。设计之后，对K6+120横断面稳定性分析：路堤填料C=0 kPa，φ=35°；粉质粘土C=15 kPa，φ=23°。边坡整体性较好，安全系数大于1.3，满足规范要求。

3.5 深路堑处治措施

坡率法设计边坡主要是在保证边坡稳定的条件下确定边坡的形状和坡度[5-6]。然而放坡需结合地层岩性、岩层结构面发育程度、原始地形地貌及最终防护措施综合确定。《公路路基设计规范》(JTG D30-2015)[2]规定：岩质路堑边坡高度H在不大于30 m时，II类边坡弱风化边坡坡率在1∶0.5～1∶0.75。根据野外地质调查，边坡基岩为寒武系中上统娄山关群白云岩，岩性较好，外倾结构面的发育程度及结合程度，以K6+817.98横断面作为K6+730～K6+900段边坡的典型横断面进行分析讨论，选择3种放坡方案(图3)。第一种方案：1∶0.75坡率进行放坡；第二种方案：1∶0.5坡率进行放坡；第三种方案：考虑到原始地面线较陡，1∶0.5放坡后第二级边坡可一冲到顶，避免第三级边坡产生，减小对原始坡面的开挖。

图3 3种放坡方案

根据3种不同方案下的边坡高度进行方案比选(图4)。第三种方案边坡高度最小，防护面积也就最小，减小了施工过程中开挖工程数量，降低了对原始坡面的开挖揭露从而降低扰动。因此建议第三种方案作为路堑的放坡选择。

图4 3种放坡模式边坡高度对比

4 结论

本文根据野外地质调查及钻探取样，总结概括了桐-官线改扩建工程存在的弃渣、岩溶、软土、高填方、深路堑5方面工程地质问题；针对5种工程地质问题，以规范为依据，以经验为参考，以计算为标准，提出相应详细具体的处治措施。

[1] 周训华.贵州山区高速公路主要工程地质问题综述[A].贵州省岩石力学与工程学会.贵州省岩石力学与工程学会2013年学术年会论文集[C].贵州省岩石力学与工程学会,2013:5.

[2] 中华人民共和国交通运输部.公路路基设计规范(JTG D30-2015)[S].北京：人民交通出版社,2015.

[3] 中华人民共和国交通运输部.公路工程地质勘察规范(JTG C20-2011)[S].北京：人民交通出版社,2011.

[4] 陈华兴.高速公路复杂软土路基治理处治方法研究[J].交通科技,2015,(2):103-105.

[5] 赵明阶，何光春，王多垠.边坡工程处治技术[M].北京：人民交通出版社，2003.

[6] 吴辉.贵州山区高速公路边坡滑坡病害分析及治理[J].水土保持研究,2007,14(5):221-224.