某互通連接線LK3+465~LK3+620段兩側深路塹地質特征研究

邵亞紅

摘要 文章在收集相關資料的基礎上，采用工程地質調繪、鉆探、挖探及物探等手段對該深路塹進行了綜合勘探。通過上述工作，深路塹區域構造環境相對穩定，適宜該工程建設；邊坡開挖主體為①層粉質黏土、②1～②3層全～中風化凝灰巖，土石類別主要為Ⅱ～Ⅴ級；該段深路塹總體為土石二元坡，右側邊坡可能發生局部坡面順層滑塌，正常工況下處于基本穩定狀態。

關鍵詞 某互通立交及連接線工程；詳細工程；地質特征

中圖分類號 P618.4文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）03-0090-03

0 引言

在收集相關資料的基礎上，采用工程地質調繪、鉆探、挖探及物探等手段對該深路塹進行了綜合勘探。共完成地質調繪1/2 000地形圖0.3 km2，鉆孔85 m/2孔，探坑進尺13.9 m/2孔，物探面波288 m/9孔，物探地震折射480炮·點。通過上述工作，查明了該深路塹范圍內的工程地質條件，為施工圖設計提供了必要的地質依據及設計參數。

1 場地工程地質、水文地質條件

1.1 地形、地貌

深路塹區位于沿江丘陵平原，微地貌為低丘[1]。路線沿丘頂穿越。深路塹所處位置地面高程17～65 m，相對高差48 m，自然坡度一般在30 °～40 °，局部較陡，坡面植被較發育。

1.2 地層

根據勘察工作表明，在勘探所達深度范圍內，深路塹區巖性為侏羅系赤沙組（J3c）凝灰巖，上覆薄層殘坡積粉質黏土。結合地質調繪、鉆探及物探資料[2]，場地地層具體工程地質特性分別闡述如下：

①粉質黏土：黃褐色，硬塑，含約20%粒徑2～4 cm碎石，層厚約0.8～2.8 m，面波波速Vm=126～200 m/s，屬于Ⅱ級普通土。

②1全風化凝灰巖：灰黃色，原巖結構構造已破壞，巖石風化呈土狀、砂土狀，層厚約2.3 m，面波波速Vm=274 m/s，屬于Ⅲ級硬土。

②2強風化凝灰巖：灰黃色，凝灰結構，塊狀構造，巖石風化強烈，風化不均，節理裂隙很發育～極發育，巖體破碎～極破碎，巖芯呈短柱狀、塊狀及碎塊狀，層厚約0.7～19.3 m（未揭穿），面波波速Vm=560～815 m/s，屬于Ⅳ級軟石。

②3中風化凝灰巖：灰黃色，灰白色，凝灰結構，塊狀構造，巖石風化不均，巖性軟硬不均，節理裂隙發育，局部很發育～極發育，巖體較破碎，局部破碎，據BPSZK-3鉆孔揭露，局部差異風化明顯，中、強風化呈交替斷續分布，該次根據物探地震折射及面波解譯成果定為中風化。面波波速Vm=1 340～1 570 m/s，屬于Ⅴ級次堅石。

1.3 地質構造

根據收集資料和勘察工作，深路塹區未發現褶皺和斷層。根據工程地質調繪，場地內基巖節理裂隙很發育～發育，局部極發育，該次勘察通過工程地質調繪，節理產狀及發育密度詳見表1。

1.4 水文地質條件

該路塹段地下水主要為基巖裂隙水[3]，大氣降水垂直入滲補給是地下水的主要補給方式。地下水位為29.5～30.2 m，地下水受大氣降水影響較大，設計時應考慮雨季地下水位變化對路塹的影響。

根據區域水文地質資料和該互通立交水質分析成果資料[4]可知，地下水對混凝土結構和鋼筋混凝土結構中的鋼筋具有微腐蝕性。

1.5 不良地質及特殊性巖土

深路塹區不良地質主要為危巖，未見特殊性巖土發育[5]。

深路塹區大樁端外側由于采礦形成了臨空面，發育危巖體，危巖體大小不一，受降雨或開挖等外界環境擾動，易形成崩塌地質災害[6]。

2 工程地質評價

2.1 各巖土層參數

根據勘察結果，參考《公路路基設計規范》（JTG D30—2015）及同類工程經驗數據，深路塹段各巖土層物理力學參數見表2。

2.2 邊坡開挖

根據勘察工作，該段深路塹挖方土石的主體為①層粉質黏土、②1～②3層全～中風化凝灰巖。各層坡度采用建議見表3。

2.3 邊坡穩定性分析及評價

邊坡的穩定性安全系數（Fs）按照《公路路基設計規范》（JTG D30—2015）取值（見表4），在正常工況下，邊坡穩定安全系數取值1.25；在非正常工況下，邊坡穩定安全系數取值1.15。邊坡穩定性評價標準參照《建筑邊坡工程技術規范》（GB 50330—2013）的規定。

路塹段所處微地貌單元為低丘，總體地形為路線中間高，兩側低，自然邊坡坡度在30 °～40 °，局部較陡，植被較發育。路塹段場地殘坡積層粉質黏土層厚約0.8～

2.8 m；全風化層厚約2.3 m，原巖結構構造已破壞，巖石風化呈土狀、砂土狀；強風化凝灰巖節理裂隙很發育～極發育，巖體破碎～極破碎，層厚約0.7～19.3 m；節理裂隙很發育，局部極發育，巖體破碎，局部極破碎，據BPSZK-3鉆孔揭露，局部差異風化明顯，中、強風化呈交替斷續分布，該次根據物探地震折射及面波解譯成果定為中風化。邊坡總體為土石二元坡，自然邊坡穩定。

該段邊坡走向方位角為156 °，左側邊坡開挖邊坡傾向為247 °，右側邊坡開挖邊坡傾向為67 °。根據開挖后邊坡傾向、坡率（1∶0.75～1∶1.25）及結構面產狀作赤平投影圖（見圖1）。

根據上述分析，該段邊坡段右側最大刷坡高度約21 m，左側擬最大開挖高度約31 m，場地全、強風化凝灰巖巖性極軟～軟，厚度較大，巖體節理裂隙很發育～極發育，根據赤平投影分析，左側邊坡：J4與J3、J3與J6相交于左側坡面外側，易發生楔形體滑塌；J1、J6結構面陡傾，可能發生崩塌、掉塊；J4節理與右側邊坡呈小角度相交，且J4傾角＜坡角，可能發生局部坡面滑塌。右側邊坡：J1與J6、J2與J4、J1與J3、J1與J5交線位于右側坡面外側，易發生楔形體滑塌；J1、J6結構面陡傾，可能發生崩塌、掉塊；J2節理與右側邊坡呈小角度相交，且J2傾角＜坡角，可能發生局部坡面滑塌，綜合判斷正常工況下，巖土體含水率較低，并具有較高的抗剪強度參數，邊坡開挖后基本穩定；在暴雨狀況下，巖土體長時間浸水后，抗剪強度迅速衰減，隨著地下水位升高，土體重度增大，可能產生局部坡面滑塌、楔形體滑塌或崩塌、掉塊。

2.4 防護加固措施

結合邊坡高度、巖體結構及穩定性分析[7]，建議左側邊坡主體按1∶0.75～1∶1.25放坡，右側邊坡主體按1.00～1∶1.25放坡，臺階寬度宜為2 m。為防止降水入滲邊坡，坡面風化開裂及深層滑塌，建議左側邊坡采用主動防護網結合混凝土框架加固，框架內植生袋植草綠化，同時清除邊坡上部松散土石體，右側邊坡混凝土框架（錨桿）對坡體進行加固，框架內植生袋植草綠化，同時清除邊坡上部松散土石體。

2.5 防排水措施

由于地表水或地下水滲入易造成潛在的危害，應設置好防滲及排水措施，在坡頂外5 m設截水溝、坡體內設支撐盲溝、平臺及坡腳設排水溝，將坡面匯水排出坡體外，并不得在影響邊坡穩定范圍內積水。

2.6 棄土利用材料試驗

該段高邊坡挖方土石的主體為粉質黏土（含碎石）、強～中風化凝灰巖。該次勘察采取了粉質黏土（含碎石）、凝灰巖加工并進行了路基填料試驗，即礫/角礫土（主要為殘坡積土、強風化凝灰巖），該層素土最大干密度為1.77 g/cm3，最佳含水率為13%，壓實度96%、94%、93%的CBR值分別為40.2%、31%、25.9%，能滿足路基填筑料的要求，但凝灰巖易風化，穩定性較差，建議作為下路堤填料。

3 結語

3.1 結論

（1）該次勘察結果表明，深路塹區區域構造環境相對穩定，未見全新世斷層活動跡象，適宜該工程建設。

（2）深路塹位于沿江丘陵平原，微地貌為低丘，自然邊坡穩定。

（3）根據《中國地震動參數區劃圖》（GB 18306—2015），深路塹區基本地震動峰值加速度為0.05 g，基本地震動反應譜特征周期為0.35 s。

（4）邊坡開挖主體為①層粉質黏土、②1～②3層全～中風化凝灰巖，土石類別主要為Ⅱ～Ⅴ級。

（5）該段深路塹總體為土石二元坡，按坡率1∶0.75～1∶1.25開挖后邊坡可能產生楔形體滑塌、局部坡面滑塌及掉塊，右側邊坡可能發生局部坡面順層滑塌；開挖邊坡正常工況下處于基本穩定狀態，非正常工況Ⅰ下可能產生局部坡面滑塌、楔形體滑塌或崩塌、掉塊；建議左側邊坡采用主動防護網結合混凝土框架加固，框架內植生袋植草綠化，同時清除邊坡上部松散土石體，右側邊坡采用混凝土框架（錨桿）對坡體進行加固，框架內植生袋植草綠化，同時清除邊坡上部松散土石體。

（6）結合邊坡高度、巖體結構及穩定性分析，建議左側邊坡主體按1∶0.75～1∶1.25放坡，右側邊坡主體按1.00～1∶1.25放坡。

（7）深路塹區不良地質主要為危巖，未見不良地質發育。深路塹區大樁端外側由于采礦形成了臨空面，發育危巖體，危巖體大小不一，受降雨或開挖等外界環境擾動，易形成崩塌地質災害。

（8）根據區域水文地質資料和該互通立交綜合水質分析成果資料可知，地下水對混凝土結構和鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性。

3.2 建議

（1）項目區降水量大，暴雨降水量強度大，持續時間長，地表水或地下水滲入易使巖土體工程地質性質惡化，特別是大面積持續性暴雨及陰雨天氣，暴雨對邊坡沖刷、入滲，極易造成邊坡局部失穩，應在邊坡體上方坡口線5 m外設置截水溝，臺階設置排水溝，坡面設置好防滲及排水措施，完善邊坡排水系統。

（2）邊坡應嚴格按照設計進行施工，盡量避開雨季施工，開挖后應及時施工，避免無序大填大挖，并及時封閉，嚴禁開挖后長期放置暴曬、雨淋。

（3）施工過程中應進行動態設計和信息化施工。

（4）人工開挖邊坡應盡量減少對山體植被及周邊自然環境的破壞，做好水土保持工作。

（5）對邊坡開挖的棄方要盡量合理堆放。邊坡開挖棄土應避免堆放在邊坡坡頂處，坡頂堆土會增加邊坡的荷載和側向應力，以致坡頂產生過大拉應力而開裂，使雨水沿拉開裂縫滲入邊坡內，導致土體強度降低。

（6）該路塹棄土各項試驗指標為實驗室狀態下測定，建議施工時結合現場實際條件進一步加強相關路基填料試驗。

（7）施工時如發現地層與該報告有差異，應及時反饋勘察設計部門，必要時應進行補充勘察。

參考文獻

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