紅層分布特點和主要工程的地質問題

鐘文華

（四川省蜀通巖土工程公司四川成都610000）

紅層分布特點和主要工程的地質問題

鐘文華

（四川省蜀通巖土工程公司四川成都610000）

我國紅層面積廣泛，并且新生帶紅層面積廣泛，約有90萬平方千米。紅層成為我國建筑工程在施工過程中不可避免的巖土之一。因為紅層對工程建設有著重要影響，并會對工程的質量和和使用壽命產生直接影響，基于此，本文對紅層問題進行了重點分析，希望對相關工作人員能夠有所幫助。

紅層分布工程建設地質特性

紅層是一種碎屑沉積而形成的地層，其外觀以紅色為主調色，這也是人們稱之為紅層的一個重要原因。紅層中的泥質粉砂巖、頁巖、泥巖也為自身比較軟弱被稱之為軟巖，抗壓強度不足30MPa，該類巖層親水性強、透水性弱，一旦遇到水容易發生膨脹或軟化，而失去水后則容易發生收縮或崩解，并且抗風化能力較弱。

1　紅層的分布特點

南方占到我國紅層總面積的60%以上，其中中南和西南地區分布較為廣泛，多數紅巖都裸露在外，因此，風化較為嚴重，并且容易受到雨水的影響而發生滑坡。北方地區分布的紅層不足40%，主要分布在蒙寧晉陜交界和甘肅一代，較多的紅層都為埋藏性，工程的地質問題的隱蔽性較高。紅層分布會受到分布區、巖體結構、滲流、水文網絡、軟化問題的控制，同時因為受到泥巖、砂巖、蒸發巖等多種硬巖和軟巖以及工程建設活動的影響，因此軟弱結構面，極易出現滑坡以及地質分化等問題。因為時代較近，因此巖體在膠結性上較差，巖體的物理學性能也較差，多數巖土都為軟巖類別。巖體沒有穩定的結構，并且容易發生崩解軟化。紅層巖體和蒸發巖體中能夠容易水的成份，在水的作用下極易發生腐蝕、滲流、巖溶等化學變化和物理變化，因此在工程建設過程中，必須要采取正確的方式對待紅層這一特殊巖體。圖1為白堊紀的紅層地質圖。

圖1　白堊紀的紅層地質圖

2　主要工程在地質上存在的問題

2.1邊坡變形

紅層地區邊坡變形對機制產生的破壞主要分為以下幾種類型。①順巖層層面發生變形導致基礎遭受破壞，邊坡巖層走向頭坡面之間的夾角較小，巖層向外具有一定的傾斜，并且傾斜角的角度不能大于邊坡角，巖體將會呈現臨空狀態，后緣和側向將會節理發育，從而使順層面形成失穩破壞機制，沿層面將會因為破壞而整體下滑。②紅巖層地區因為受到地區結構的控制和影響，巖層扭曲、褶皺、斷裂現象較為嚴重。依據統計情況來看，每個邊坡上都會存在超過2組的節理發育，從而對巖體產生了切割，使巖體被切割為形態、大小不等的塊體。這樣塊體因為潛伏在巖體的內部，因此很難通過直接觀察來確定其特性和具體位置。③全強風化巖體，紅巖區的巖體受到較強烈的風化后，在巖體較厚或表層受到覆蓋的部位，會因為雨季地表水的下沉后坡度原因而發生弧形破壞。該種破壞一般波及的范圍不大，但存在較為普遍。圖2為全風化的紅巖層。

需要額外注意，水在不同類型的失穩機制中都有著較為嚴重的危害，如果軟紅層區域軟硬相間，雨水的下降將會受到阻礙，到了雨季，紅層區域經常會出邊坡側向滲流和局部飽水區，從而導致邊坡發生坍滑、變形等危害。同時，一些紅層軟硬相間的巖體將會導致風化層的層狀產生較為明顯的差異性。例如，具有較強親水性但不透水的軟質巖，具有較好含水性和透水性的硬質巖。下滲后的地表水將會在巖風化層滯留一段時間，從而將會使粘土中的含水量進一步上升，長時間的積累，將會使其演化成滑動帶。

圖2　全風化的紅巖層

2.2地下洞室

在探討地下洞室穩定問題的探討上可以從以下幾個方面入手。1、圍巖的冒頂和塌落，多需地區的巖性較為軟弱，因此在地下洞室施工中，極易引發掉塊、坍塌、冒頂等問題的出現。2、圍巖流變，在工程建設過程中經常會出現紅層軟巖發生突變。一起地區的紅巖，在開挖后巖體會發生迅速的風化，尤其是巖體的強度將會下降，引起塑性膨脹，從而引發變強內擠、拱頂下沉等問題，情況嚴重時可能會破壞永久襯砌和初期支護。3、隧洞的進出口存在的問題，在風化嚴重的紅巖體中，巖體強度低，傍山隧洞和淺埋隧洞的進出口經常會發生拱頂塌落現象，并且可能會導致洞外山體發生變形，對工程建設產生較為嚴重的影響。

2.3填筑體變形

在將紅層作為填筑料，需要特別注意的問題就是局部或整體的穩定性無法保證，從而引法不均勻沉降。紅層軟巖在吸水后極易方少生軟化，而如果失則容易發生崩解，這也是紅層容易出現失穩破壞和不均勻沉降的一個重要原因。因為在施工過程中很難控制填料中的級配和成分，所以壓實過程中經常會引起碾壓密實對無法滿足實際需求，填料存在較大的強度差異，長期受水作用的影響，軟巖將會風化崩解，從而引起不均勻沉降的出現。

2.4地基問題

在具有紅巖層的區域內，地基開挖后，需要采取合理的措施做好排水及防水工作，及時開展基礎工程，并要對基礎工程實施相應的保護。施工中地基的承載力會大幅度下降，因此必須要認清地質結構和斜坡的復雜性，避免在荷載作用下，地基遭受破壞。除此之外，紅層中因為軟弱夾層的存在也會導致地基的承載力降低。

3　結束語

紅層在我國全國各地都有著分布，在我國的北方的分布上成分散式，在南方則以裸露性為主，而在工程建設過程中，巖體又是不可避免的一部分。因此在工程建設中要特殊對待紅層，尤其是在路堤工程施工中要加強對紅層填料的重視，埋藏性紅層軟化和變形等問題的研究，從而提高工程質量。

[1]程強,寇小兵,黃紹檳,等.中國紅層的分布及地質環境特征[J].工程地質學報,2013,12 (1):34-40.

[2]徐瑞春.紅層與大壩[M].武漢:中國地質大學出版社,2013,10(3):83-84.

[3]馮啟巖,韓寶平,隋旺華.魯西南地區紅層軟巖水巖作用特征與工程應用[J].工程地質學報,2013,7(3):266-271.

[4]邢觀猷.對我國紅層地區大壩工程安全措施的探討[J].大壩與安全,2013,6(1):11-13.

E951[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-77-1