云南省石林至泸西高速公路沿线工程地质评价

李 强， 刘学凤

(1.重庆蜀通岩土工程有限公司，重庆 401120； 2.汶川县国土资源局，四川 汶川 623000)

石林至泸西高速公路共有特大桥1座；大桥32座；中桥6座,隧道3座。项目的建设将提升区域路网等级，加快区域社会经济发展。根据地貌的成因、形态及组合特征，路线区域内地貌可划分为岩溶垅岗洼地地貌、构造溶蚀侵蚀低山地貌、溶蚀准平原地貌、构造剥蚀、侵蚀丘陵～低山地貌以及河谷堆积地貌五大类。本文对公路沿线工程地质评价，为设计提供准确、完整的工程地质和水文地质资料，对特殊岩土地段与不良地质地段的防治方案提出合理的处治意见。

1 地质概况

根据已有的前期地质工作资料，结合地质调绘及钻探，本项目区内基岩地层主要为新生界下第三系～古生界泥盆系一套沉积岩类地层，主要有粉砂岩、砾岩、页岩、石英砂岩、灰岩、白云岩、泥灰岩、玄武岩等；第四系松散覆盖层广泛分布于线路走廊带内，主要类型为残坡积(Q4el+dl)、冲洪积(Q4al+pl)，局部为填筑层(Q4me)，土性主要为粉质黏土、黏土以及碳酸盐岩风化形成的红黏土，局部砾石或块碎石。线路走廊带地质构造复杂，拟建线路位于“昆明系山字型”构造的东翼，由近乎平行排列的压性、张性断裂及挤压褶皱和新生代盆地构造所组成，走向近北东向。由于南北向脊柱的康滇池地轴及北东向牛首山古隆起的存在，显示了“昆明系山字型”于古生代时已具雏形；大片三叠系及侏罗、白垩系被山字型构造所席卷的事实，表明印支—燕山运动已使它定型；喜马拉雅运动则使之更加完善而显现如今的构造格局。根据地下水赋存条件、水理性质及水力特征，将区内地下水划分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水、构造裂隙水、岩溶水4种类型。

2 不良地质及特殊性岩土

路线区主要工程地质问题为由岩性、构造、地貌、地下水以及人为的不合理利用等综合因素所造成的。不良地质主要有岩溶、采空区；特殊性土主要有红黏土。

2.1 岩溶

路线区域内受构造、新构造运动控制，可溶岩多呈条带状分布，由于岩性差异，岩溶发育程度不同，岩溶地貌表现为石芽、落水洞、岩溶漏斗、岩溶洼地等。根据地质调查、区域地质资料及本次物探成果，多为垂直向充填～半充填型溶隙，局部可能存在溶洞。

2.2 采空区

采空区主要分布在K26+780～K26+880，物探解译如下：采空区高密度电法视电阻率成像图中红色和橙色区域为相对高阻区，代表岩体相对致密，完整性好，含水量小；绿色和蓝色为相对低阻区，代表岩体含水、松散破碎或裂隙含水带；视电阻率分布不均的，表示岩体物性差异大，推测为岩体构造发育，松散破碎；视电阻率横向分布均匀，垂向呈层状递增的，表示岩体物性均一，无构造发育，岩体仅表现为其风化程度由浅至深逐渐减弱的自然规律。故结合物探成果图，采空区上伏视电阻率值小于50 Ω·m，视电阻率低，呈低阻异常，推测为第四系覆盖层或全强风化层和强风化紫红色粉砂岩夹粉砂质页岩，岩体破碎，节理裂隙发育，含水；下覆视电阻率值小于50～200 Ω·m之间，视电阻率中等，呈中等电阻率特征，推测为中风化紫红色粉砂岩夹粉砂质页岩，岩体破碎，节理裂隙发育。物探测试范围内未揭示到采空区。

通过现场钻探资料，该段在煤矿开采巷道顶板厚度较大，勘探深度内揭示到采空区，但该段岩体较破碎，与物探资料相符。

综合钻探及物探手段，该段跨越采空区，但矿洞埋深较大，顶板厚度较大，对线路影响较小，又由于该段岩体极其破碎，线路以桥的形式跨越时，桥梁基础建议采用摩擦桩基础，线路以路堑形式经过时，建议开挖过程中对不稳定块体采取清危或锚固处理，且由于坡体中多为易风化岩体，且破碎，放坡后宜对坡面采用水泥砂浆喷射防护。

2.3 红黏土

红黏土为场区内碳酸盐岩系出露的白云岩、灰岩经红土化作用形成的棕红、褐黄等色的高塑性黏土。其裂隙发育，液限一般大于50，具有明显的收缩性，但压缩性低。经坡、洪积再搬运后仍保留其基本特征，液限大于或等于45但小于50的红黏土为次生红黏土。矿物成分主要为高岭石，并含一定量的蒙脱石和石英颗粒等，经现场取样试验含水率为35%左右，孔隙比为1.1～1.4，天然压缩系数a1-2=0.53 MPa-1，压缩模量为3.87 MPa，自由膨胀率为5.9%～19.6%。

场区内红黏土广泛分布于碳酸盐岩地区洼地斜坡处，厚度普遍较大，一般为8～10 m，最深可达20余米，土体裂隙网状发育，具上硬下软的特征，由试验结果可知，该种土体为高压缩性土，对路基、浅基础稳定不利，膨胀潜势弱。

3 路线工程地质分段评价

据路线所处不同的地形地貌、岩土类型、不良地质情况等工程地质环境条件，结合具体工程形式进行工程地质条件分段评价如下：

(1)K0+000～K4+900。该段未见滑坡、危岩、泥石流等不良地质现象，主要的不良地质现象为岩溶，地表岩溶强烈发育，广泛分布洼地、漏斗、落水洞等，特殊性岩土主要为红黏土，但零星分布在线路所经低洼处的槽谷以及落水洞内，其膨胀潜势弱，总体工程地质条件一般。本路段全长4 900 m，主要以路基形式通过。

(2)K4+490～K28+000。该段未见滑坡、危岩、泥石流等不良地质现象，主要的不良地质现象为岩溶以及采空区，地表岩溶发育较强，主要分布洼地、落水洞等，特殊性岩土主要为红黏土，其膨胀潜势弱，总体工程地质条件一般。本路段全长23 510 m，主要以路基、桥梁和隧道形式通过。

(3)K28+000～K37+800。该段未见滑坡、危岩、泥石流等不良地质现象，主要的不良地质现象为岩溶，地表岩溶强烈发育，广泛分布洼地、漏斗、落水洞等，特殊性岩土主要为红黏土，其膨胀潜势弱，总体工程地质条件一般。本路段全长9 800 m，主要以路基和桥梁形式通过。

(4)K36+800～K40+800。该段未见滑坡、危岩、泥石流等不良地质现象，主要的不良地质现象为岩溶，地表岩溶强烈发育，广泛分布洼地、漏斗、落水洞等，特殊性岩土主要为红黏土，其膨胀潜势弱，总体工程地质条件一般。本路段全长4 000 m，主要以路基和桥梁形式通过。

(5)K40+800～K46+360。该段未见滑坡、危岩、泥石流等不良地质现象以及特殊岩土，总体工程地质条件较好。本路段全长5 560 m，主要以路基和桥梁形式通过。

(6)K46+360～终点。该段未见滑坡、危岩、泥石流等不良地质现象，主要的不良地质现象为岩溶，通过钻探及地质测绘，该段岩溶发育较弱，偶见落水洞以及溶洞，特殊性岩土主要为红黏土，其其膨胀潜势弱，总体工程地质条件较好。本路段全长5 770 m，主要以填方路基和桥梁形式通过。

4 结论

路线区主要工程地质问题为由岩性、构造、地貌、地下水以及人为的不合理利用等综合因素所造成的。不良地质主要有岩溶、采空区；特殊性土主要有红黏土，其中可溶岩多呈条带状分布，由于岩性差异，岩溶发育程度不同，岩溶地貌表现为石芽、落水洞、岩溶漏斗、岩溶洼地等。根据地质调查、区域地质资料及本次物探成果，多为垂直向充填～半充填型溶隙，局部可能存在溶洞，建议施工过程中制定相应施工方案，避免将桥台、桥墩以及路基基础因洞穴顶板过薄而不能承受重负；采空区主要分布在K26+780～K26+880，根据物探解译及钻探揭示，该段在煤矿开采巷道顶板厚度较大，勘探深度内揭露到采空区，但该段岩层极其破碎。建议该段桥梁采取摩擦桩基础，同时由于岩体破碎，对边坡开挖不利，建议开挖过程中必须对不稳定块体采取清危或锚固处理，且由于坡体中多为易风化岩体，且破碎，放坡后宜对坡面采用水泥砂浆喷射防护；红黏土广泛分布于碳酸盐出露地区，土体裂隙网状发育，具胀缩性，对路基、浅基础稳定不利，根据试验成果，其膨胀潜势弱。整体地质环境适宜性及稳定性较好，基本适宜修建。