沿线综合工程地质勘察报告
1 前言
1.1 工程概况
勘
宜宾市过境高速公路西段宜宾市的宜宾县、翠屏区。本项目的建设主要为提高宜宾市路网的通行能力和促进城市发展,项目在布线时充分考虑了沿线各重要城镇的发展规划,避免了对宜宾市城市发展的干扰。宜宾城市总体规划为本项目确定走向的重要依据之一。
路线起于乐宜高速公路,设枢纽互通,经金城、玉龙、止于宜水高速公路,设柏溪枢纽互通与公路相接。
推荐线(K+A+K)路线全长24.273km,建设里程24.179km,A线对应的K线长7.002km。 经统计,初步设计外业勘测共完成以下工作量: 1、沿线工程地质调绘12.41km2。 2、工程地质类比调查4处。 3、静力触探孔226.3m/44孔。
4、初设阶段完成的钻探工作量,机械钻孔1801.92m/84孔。
5、共调查天然砂砾石、砂及碎石料场2处,机制砂料场1处,灰岩碎石料场2处,砂岩片块石料场2处,其余料场可参考利用与公路相交或邻近的公路等工程已有资料,共收集6处。
1.2 技术标准、规程、规范
执行的主要技术标准、规程、规范、规定如下: 执行的主要技术标准如下:
1、《公路工程地质勘察规范》 JTG C20-2011; 2、《公路桥涵地基与基础设计规范》 JTG D63-2007; 3、《公路路基设计规范》 JTJ D30-2004; 4、《公路路基施工技术规范》 JTG?F10-2006; 5、《公路勘测规范》 JTG C10-2007; 6、《公路工程抗震设计规范》 JTJ004-89; 7、《公路桥梁抗震设计细则》 JTG /TB02-01-2008
院
勘
察
2
2
路
级
主要分布于宜宾岷江、金沙江两岸滩地。堆积漫滩由近代冲积粉砂土、砂砾卵石构成。表面低平,宽数十至千余米,后缘高出江面4~10m。一级阶地由近代冲积粘质砂土、粉砂土、砾卵石组成,表面平整宽阔,略倾向江面,顺江延伸,长数至十余公里,宽约1km,前缘高出江面10~30m。
②河流堆积阶地(Ⅰ2)
主要分布于宜宾岷江、金沙江两岸二三级阶地。上部堆积黄色砂质粘土,下部为粘土夹砾卵石,组成二级及三级基座阶地。阶地台面不平整,切割处可见基岩出露。二级阶地高出江面量
金
公
以
金
50~80m。延伸1~4km。
(2)构造剥蚀地貌 ①浅切丘陵(II1)
主要分布于岷江以北大塔场一带,绝对高程一般300~400m,相对高差多在20~60m,平缓宽谷较为发育,短而多,形成珊瑚状丘陵,河谷横断面多呈箱形,丘陵形态呈圆丘、块丘状。
②深切丘陵(II2)
分布于岷江南岸宜宾一带,由侏罗系砂岩和泥岩组成,绝对高程400m以上,相对高差60m左右,局部可达100m,丘陵形态多为串珠丘、脊状丘、塔状丘。沟谷一般为“V”字型。纵沟之坡角、坡长均不对称,顺向坡缓。
③台状低山(II3)
分布宜宾市以西, 主要分布于向斜构造上,海拔500~1000m,高出周围丘陵顶200m。台地多呈条带状,四周上部壁立,台面不平整。纵横沟谷极为发育,沟谷多呈“V”字型,坡角15°以上。
2.2 气候、水文
路线所在区域属中亚热带暖湿润型季风气候,表现为气候温和,降水充沛,四季分明,无霜期长;冬暖夏热,夏季雨量充沛,冬季少雨而干燥,秋季多绵雨,春末夏初常有冰雹。
据多年统计资料,年平均气温17.5~18.0℃,极值气温-2.5~39.5℃,最热月平均气温在7月为27.3℃,最冷月平均气温在1月为7.9℃。春季长约85天,夏季长约130天,秋季长约90天,冬季长约60天。无霜期平均340~360天。全年多西北风,风力3~5级,最大6级,风速4~7m/s,最大14m/s。
区内降水时间分布不均。据路线所在县气象局记录资料:平均相对湿度81~83%;雨季为5~9月,雨量占年平均雨量的76.4%,7~8月多暴雨;平均最低降雨量794~886.4mm,最高年降雨量1303.6~1597.9mm;最大暴雨强度为115mm,24小时最大降雨量为315.2mm,最大月降雨
1
蕴
有
0
/
河
月
流
镇
常
盐
量
2
域
及
底部为砾岩或含砾砂岩。厚度在0~20m之间。
③下沙溪庙组(J2xs):暗紫、紫红色泥岩与灰黄、紫灰色块状中细粒长石石英砂岩组成2~3个韵律,顶部为“叶肢介页岩”,东北部夹油页岩。主要分布于岷江南岸宜宾柏溪镇附近。厚109~215m。
④上沙溪庙组(J2s):为河湖相砂、泥岩沉积,岩性、岩相变化不大。上段岩性为紫红色泥岩、砂泥岩与长石石英砂岩互层。下段岩性为紫红色泥岩、砂质泥岩,顶有一层页岩。泥岩多层
岩
于砂岩,一般含钙质,顶部出现钙质结核。厚665~872m。
⑤遂宁组(J3s):属河湖沉积,岩性单一,变化不大。为一套鲜红色、棕红色泥岩、砂质泥岩夹少量粉砂岩及细砂岩,泥岩一般含钙质,局部钙质结核富集成层。厚192~253m。
⑥蓬莱镇组(J3p)
为河湖相沉积。底部以4m鲜红色细至粉砂岩质粉砂质石英砂岩与下伏遂宁组呈整合接触,其上为鲜红色灰紫色钙质砂岩与砂质泥岩呈不等厚互层,偶夹薄层泥灰岩,厚度140-452m。
(2)白垩系
主要分布于宜宾金家寺~宗场一带、新瓦房、马家场、兴文县三江口及叙永县宝炫寺一带。 ① 窝头山组(K1w)
砖红色厚层块状铁泥质不等粒长石石英砂岩,底为含砾砂岩或砾岩扁豆体,下部夹少许泥岩,顶为厚2~5m砖红色泥岩。
② 打儿凼组(K1d)
砖红色块状~巨块状不等粒泥质长石砂岩,普遍具大型斜层理及平行层理,局部夹少许泥岩凸镜体。
③三合组(K2s)
砖红色薄~厚层状不等粒泥质岩屑长石砂岩与泥岩不等厚互层,组织疏松,夹透镜状泥岩及薄层状粉砂岩,上部颗粒变细。偶见膨润土化。
(3)第四系
工作区第四系共分为更新统(Q2-3)及全新统(Q4) ①中更新统(Qal2)
零星分布于岷江河谷和金沙江高四、五级阶地上。上部为黄、红色粉质粘土,下部为黄色砾石层,砾石风化剧烈。
②上更新统(Qal3)
2
西
南
系
建
裂
南
余
在
2
河
河
地
4
同
屏,1965年建筑在柏树溪断裂带上的农民房舍,到1962年,门窗产生歪斜,墙壁裂缝达20余厘米。
(2)地震
四川的强震在空间和时间分布上具有明显的不均匀性。6级以上的强震大致以龙门山断裂带与荣经-马边-盐津断裂带为界,西部相对集中,地震活动显示了强度大、频率高的特点;东部地震相对微弱,仅个别6级左右和少量5级左右的中强地震发生。四川省发生的69次≥6级地震中,其中68次发生在上述西部地区,几乎占99%。
水
岩
岩
2008年5月12日14时28分,四川汶川发生了8.0级强烈地震,震中地区伤亡惨重,损失巨大,工程区内也有明显震感,但对构筑物都未造成破坏性影响,都能正常使用。据县志记载,历史上曾发生5.5级地震(明万历三十八年一月十日寅时),近35年来发生4次地震,其中最大地震发生于1989年11月19日在仁爱乡4.6级地震。
据2001年版1/400万《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),工程区宜宾市附近地震动峰值加速度为0.10g,地震动反应谱特征周期为0.40s。因此全路线抗震设防烈度为Ⅶ度。
2.6 水文地质
项目区内地下水丰富,类型齐全。根据地下水形成的自然条件、水理性质及水力特征,地下水可分为四大类:松散岩类孔隙潜水、碎屑岩孔隙裂隙层间水、基岩裂隙水。
2.6.1 松散岩类孔隙潜水 a.I级阶地砂砾卵石孔隙含水层
主要分布于岷江沿岸和金沙江宜宾段河流沿岸的漫滩、阶地上。含水层主要为第四系全新统粘质砂土、砂砾卵石、砂质粘土及冲积砂砾石层组成。形成较平坦的漫滩和I级阶地。上部为0.5~6.42m的粘质砂土或粉细砂,下部主要为不等厚的砂层和砂、卵、砾石层,其砾石成份以侵入岩为主,沉积岩、变质岩次之,磨圆度较好,有分选性和定向排列,粒径2~15cm,厚度约0~20m。地下水位埋深一般为1~13m,涌水量100~400吨/日。水位、流量随季节变化,水质良好,属重碳酸盐水,矿化度小于0.5克/升左右。
b.II级以上基座阶地冰水堆积砾石含水层
分布于岷江、长江的II级阶地之上。含水岩层为第四系中更新统冲积物,上部砂质粘土,下部为砾卵石夹中砂,砾石成份以玄武岩、砂岩、花岗岩为主,次为灰岩、白云岩等。由于长期侵蚀结果,阶地不平整,分布零星,堆积物厚度变化大,层厚15~20m,常呈盖顶形式残留在基岩之上,基本无水或含水微弱,井、泉露头少、供水困难。水化学类型属重碳酸钠钙、重碳酸硫酸钠钙型水,矿化度0.15~0.25克/升左右。
基
和
丘
给
化
2
调
路
受
厚
计
坡
护
草
测区地貌类型主要为构造剥蚀丘陵地貌,测区地质构造较发育,背斜、向斜及断层相间分布,路线总体方向与构造方向即岩层走向方向大角度相交,局部交角小,全线顺层边坡段落少,边坡岩体主要为侏罗系沙溪庙组泥岩、粉砂质泥岩及泥岩与砂岩不等厚互层,岩层倾角10~20度不等,软质岩和硬岩互层分布,由于泥岩与砂岩强度差异极大,泥岩、页岩常形成地下水隔水层,其顶面聚水后易形成泥化夹层,强度急剧降低,抗滑稳定性较差,当下方存在流水侵蚀或路线开挖形成临空面时,易引发顺层滑坡。
路线通过顺层地段时尽量采取绕避方案,或采用分离式路基,减少边坡开挖工程,并采取合理的加固处理措施。本项目顺层边坡的处治原则如下表:
岩层倾角 处治措施 视为一般边坡进行处治,正常放坡,<8°(或视倾角小于8°) 不进行特别支护 视为一般边坡进行处治,正常放坡,砂岩边坡 不进行特别支护 计算8~视为一般边坡进行处治,正常放坡,稳定 非砂岩坡高≤6m 10° 不进行特别支护 边坡 坡高>6m 坡脚采用4m高挡墙支挡 计算不稳定 采用预应力锚索或抗滑桩防护 视为一般边坡进行处治,正常放坡,坡高≤15m 不进行特别支护 20m≥坡计算砂岩边边坡采用压力注浆锚杆框架梁防护 >10° 高>15m 稳定 坡 一级边坡采用普通锚杆+1序500KN坡高>20m 预应力锚索,二级及以上边坡采用压力注浆锚杆防护。 系
基
0
载
除
软
的
2)软弱地基厚度较大(>4m),填方高度较大,有条件促使土体固结沉降的段落,主要采用插板或碎石桩进行处治;
3)软弱地基土层较厚(≥10m),应合理安排施工周期,采用塑料插板处理软基,也可采用地
因
碎石桩处理该类深厚软基;
4)对于低填方路段(填高<5m)且软弱土层厚(>5m),或薄层淤泥质土层(冬水田路段、鱼塘、水塘等)时,采用换填0.8砂砾石垫层+抛石挤淤+土工格栅进行处理;
5)尽量避免在沟谷软弱土基路段设置涵洞构造物,实在无法避免时,涵基一定范围须采用振冲碎石桩进行加固处理。
6)当软基段落同时为高填路堤、斜坡路堤时,对软基处理采用相对较强的处治措施,以确保路堤稳定。
2.7.4 高填路堤
路线多在缓丘及沟谷地段通过,部分沟谷较深段填方高度18~25m,一般结合消除废方进行填方通过,全线高填路堤整体稳定性较好,但易发生局部的滑坍。
经统计,高填路堤段落推荐线(K+A+K)共计 910m/7处,A线对应的K线段共计 140m/3处。设计采用铺设土工格栅、反压护道、冲击碾压、普夯等措施处理,对于沟谷内低液限黏土层较厚,土性软弱的段落,设塑料插板或碎石桩处理软基。
2.7.5 潜在不稳定陡(斜)坡路堤
路线部分路段布设于单斜山坡上,受地形横坡、地表覆盖层厚度及成因控制,部分路段采取半填半挖或全填的方式通过,如直接进行路堤填筑,极易发生沿填筑界面和路堤内部的剪切破坏,导致路堤失稳。根据陡坡稳定性分析,当陡坡路堤不稳定时,必须采取挡土墙、抗滑桩板墙、设置反压护道等措施进行支挡。同时,在其稳定性及工后残余沉降均符合规范要求的前提下,当地表坡度陡于1:5时,要求在原地表开挖成向内倾2~4%的反向台阶,台阶宽度不得小于3.0m;当地表坡度陡于1:2.5且路堤边坡高度大于8.0m时,为避免路基不均匀沉降过大造成路面拉裂破坏,除要求开挖台阶外,还应在路床顶部以下铺设2~3层土工格栅进行加固。当为半填半挖路基时,格栅应伸入挖方段不小于4.0m。
经统计,推荐线(K+A+K)潜在不稳定陡坡路堤共计 961m/11处,A线对应的K线段共计290m/4处;A线对应的K线段 潜在不稳定斜坡体180m/1处。
设计采用开挖宽大填筑平台、铺设土工格栅、设排水渗沟、设路肩(路堤)挡土墙、桩板墙、设半边桥、反压护道等措施处理。
2.8 工程地质分区
中
6
上
经
1
可
岩
矿
厚
4
态
地下水属基岩裂隙水,泉流量一般为0.05~0.5 L/s, 重碳酸钙型水,矿化度为0.3~0.5 g/L。区内风化带十分发育,岩性和地貌条件控制其发育程度与深度。风化带一般厚13~20m,岩石力学强度大大降低。
丘陵区存在的主要工程地质问题有岩体风化带,应注意清基与边坡的防护,另外泥岩具极强的崩解性,风化很快,新开挖的边坡可达70~80°,甚至直立,但稳定后仅30~40°,因此质
密
河
层
在开挖基坑或渠道时应予注意。
2.9 路线工程地质条件评价
2.9.1 区域稳定性和场地稳定性评价
工程区处于四川盆地西南部,属四川盆地弱活动断裂构造区。工程区位于扬子准地台,地台在晋宁运动后褶皱回返隆起,经区域变质构成结晶基底,从而形成相对稳定的地台区。
据2001年版1/400万《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),工程区宜宾市附近地震动峰值加速度为0.10g,地震动反应谱特征周期为0.40s。因此全路线抗震设防烈度为Ⅶ度。区域属于基本稳定区。
工程区新构造运动明显,以间歇性垂直上升运动为主,区内阶地不甚发育,且均为地壳上升、河流下切之剥蚀阶地。柏树溪断层、观斗山断层在挽近时期有所活动,如上、下盘地形高度相差明显,断层崖笔直如屏,1965年建筑在柏树溪断裂带上的农民房舍,到1962年,门窗产生歪斜,墙壁裂缝达20余厘米。 2.9.2 路线工程地质评价
1)K线
⑴ K0+000~K1+000段,为平谷圆缓浅丘地貌,坡缓谷宽,出露地层为白垩系三合组地层,岩性为砖红色长石砂岩,具大型斜层理,砂岩节理发育,岩体强度较低,强风化基岩手捏易碎,受风化影响较严重,深挖路堑边坡可能产生小规模垮塌及碎落现象。本段岩层产状平缓,不易形成顺层边坡。残坡积粘土发育并堆积于平缓的沟谷内,因排水不畅,部分形成软基。起点接乐宜高速公路,设枢纽互通立交。
本段不良地质及特殊路基为软弱地基。总体工程地质条件较好。
⑵ K1+000~K11+840段,为宽谷深切丘陵地貌,多见砂岩陡坎,地形起伏较大,出露地层为白垩系下统打儿凼组地层,岩性为砖红色长石砂岩,具大型斜层理,砂岩节理发育,岩体强度较低,受风化影响较严重,深挖路堑边坡可能产生小规模垮塌及碎落现象。本段岩层产状平缓,不易形成顺层边坡。残坡积粘土发育并堆积于平缓的沟谷内,因排水不畅,部分形成软基。
本段不良地质及特殊路基为软弱地基、高填深挖路基及潜在不稳定陡坡路堤。总体工程地
地
较
岩
排
件
层
堑
动
可
件
露
育
规
动
基
工
白垩系下统打儿凼组地层,岩性为砖红色长石砂岩,具大型斜层理,砂岩节理发育,抗风化力较弱,岩体强度不高,受风化影响较严重,深挖路堑边坡可能产生小规模垮塌及碎落现象。本段岩层产状平缓,不易形成顺层边坡。残坡积粘土发育并堆积于平缓的沟谷内,因排水不畅,部分形成软基。
本段不良地质及特殊路基为软弱地基、深挖路堑及潜在不稳定陡坡路堤。总体工程地质条件较好。
2.9.3 桥涵、挡墙地基地质评价
率
用
于
全线的桥涵分布在丘陵区,路线内工程地质条件较为简单,丘陵沟谷内局部低液限黏土、粉土较厚,可采用摩擦桩,丘陵区下伏砂岩、泥岩及砂泥岩互层,可作为桥基的持力层,沿线没有对公路桥梁危害较大的不良地质现象。对于设置于厚层软基路段内的涵洞基础,采用碎石桩进行基础处理。
全线挡墙段落及数量较少,主要分布在丘陵区陡坡上,地基多为强风化-中风化的泥岩、砂岩及砂泥岩不等厚互层,承载力基本能满足各种型式的挡土墙。
3 筑路材料
项目区及其附近地方性筑路材料比较丰富,除砂岩片、块(条石)料场、中粗砂料场外,场区其余材料质量和数量均可满足设计要求。砂砾(卵)石分布较多,各料场均有公路及便道相通,交通运输条件较好。
(1)砂砾卵石
分布在岷江、金沙江、南广河沿岸的漫滩上,成分为石英砂岩、变质砂岩、玄武岩、灰岩等,粒径一般为3~12cm,分选中等,开采、交通便利,目前已少量开采,供当地建设用。但都只能季节性开采,汛期料场一般都要被淹没,并且储量较少,不能满足设计要求。上路运距4~6km。
(2)片石、块(条)石
走廊带内挖方石料以软质岩为主。岷江以北沿线砂岩分布广,为白垩系地层,岩质较软,岩体结构呈巨厚层~块状,抗压强度大多小于30MPa。岷江以南主要为侏罗系沙溪庙组地层,以粉砂质泥岩为主,砂岩分布少,局部砂岩出露,但强度不高。
(3)路面碎石
玄武岩碎石用作路面面层、抗滑表层。料场产于峨眉山市九里和珙县巡场,玄武岩产于二迭系下统,呈灰褐、灰绿色,岩质坚硬,压碎值11.9%,磨光值45%。现为工厂生产,有铁路和公路上路。上路运距约161公里,运输道路良好。
凝
料
附
7 8 K16+340~K16+460 K21+800~K21+930 合 计 120 130 930 20.3 塑料排水板+反压护道+格栅+冲击碾压处理 21.6 碎石桩+格栅+普夯 建议桥梁 最大填高 (m) 21 20.56 22 高填方路堤段落统计表(A线) 序号 1 起 止 桩 号 AK5+170~AK5+220 AK7+500~AK7+580 AK7+800~AK7+920 合 计 长度 (m) 50 80 120 250 主要处理措施 清除表土+开挖台阶+普夯+格栅 备 注 2 换填+砂砾石盲沟+开挖台阶+普夯+格栅 3 塑料排水板+反压护道+普夯+格栅 路堑高边坡段落统计表(K线) 序号 起 止 桩 号 最大边长度 坡高地质说明 (m) (m) 100 42 砂岩夹泥岩 顺向高边坡 主要处治措施 挖方坡比1:0.75~1:1 备 注 1 K11+040~K11+140L 一级普通锚杆+二、三级压力注浆 锚杆框架梁 挖方坡比1:0.75~1:1 一级普通锚杆+二、三级压力注浆 锚杆框架梁防护 挖方坡比1:0.75~1:1,一、二级边坡普通锚杆框架梁防护 挖方坡比1:0.75~1:1 一级边坡普通锚杆+二级边坡压力注浆锚杆框架梁 2 K17+500~K17+640R K21+150~K21+240L K22+500~K22+560L 合 计 140 41 泥岩夹砂岩 3 90 32.3 泥岩夹砂岩 逆向高边坡 泥岩夹砂岩 顺向高边坡 4 60 34.4 390 路堑高边坡段落统计表(A线)
序号 1 起 止 桩 号 AK5+720~AK5+780R 最大长度 边坡地质说明 (m) 高(m) 60 32.7 主要处治措施 备 注 厚层砂岩逆向坡 挖方坡比1:0.75~1:1,锚杆框架防护 4 K4+700~K4+800 K6+580~K6+600 K7+860~K8+000 K9+870~K9+900 100 20 140 30 开挖宽大台阶+反压护道+格栅 开挖宽大台阶+反压护道+格栅 开挖宽大台阶+路肩墙 K7+950~K8+000段反压护道+开挖宽大台阶+格栅 开挖宽大台阶+反压护道+格栅 K9+890~+905右侧路肩墙支挡 5 6 7 8 K13+860~K14+120 260 路肩+路堤墙支挡 9 K21+660~K21+746 86 路肩墙支挡 合 计 771 潜在不稳定斜坡体 1 K10+120~K10+300 180 K10+200~+250左侧设路堑挡墙支挡 勘探查明 合计 180 潜在不稳定陡坡路堤段落统计表(A线) 序号 起 止 桩 号 长度 备 (m) 主要处理措施 注 1 AK4+720~AK4+800 80 清除表土+反压护道+开挖宽大台阶+格栅 2 AK6+420~AK6+460 40 清除表土+开挖宽大台阶+格栅 3 AK7+900~AK8+060 160 塑料排水板+反压护道+宽大台阶+格栅,局部设路肩墙 4 AK8+340~AK8+400 60 反压护道+开挖宽大台阶+格栅 AK10+100~AK10+160 60 塑料插板+开挖宽大台阶+格栅 AK11+577~AK11+657 80 清除表土+开挖宽大台阶+右侧路肩墙支挡 合 计 480 软弱地基段落统计表
序长度/段号 起 止 桩 号 数 主要处理措施 备 注 (m)
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