滑坡工程地勢(shì)勘測(cè)選線探索范文

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作者：丁茂林單位：中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢(xún)集團(tuán)有限公司北京

上第三系(N2)③1粉質(zhì)黏土(N2):棕紅色為主，土質(zhì)不均，夾有大量的粉細(xì)砂，局部含礫，可見(jiàn)大量的黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核，堅(jiān)硬。③2粉細(xì)砂(N2):紫紅色為主，成分主要以石英、長(zhǎng)石等為主，砂質(zhì)不均，夾有大量的黏粒，局部夾少量礫石，潮濕—飽和，中密—密實(shí)。

三疊系上統(tǒng)延長(zhǎng)組(T3y1)④1砂巖:淺黃色、灰黃色為主，主要成分以長(zhǎng)石為主，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，巖質(zhì)較堅(jiān)硬，巖體較完整，風(fēng)化層厚約4～8m。④2泥巖:青灰色、紫紅色為主，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，巖質(zhì)較軟，巖體較破碎。

三疊系中統(tǒng)銅川組(Tt22)⑤1砂巖:肉紅色、淺黃色為主，主要成分以長(zhǎng)石為主，細(xì)中粒結(jié)構(gòu)，中層狀構(gòu)造，局部夾有薄層黃綠色頁(yè)巖，巖質(zhì)較堅(jiān)硬，巖體較完整，風(fēng)化層厚約3～7m。⑤2凝灰?guī)r:粉紅色、紫紅色為主，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，遇水后迅速崩解，風(fēng)化后呈紅色、紫色、灰白色彩色黏土狀。

壓碎巖主要分布于斷層構(gòu)造帶內(nèi)，原巖為三疊系上統(tǒng)延長(zhǎng)組砂巖、泥巖，顏色以原巖顏色為主，主要呈灰黃色、青灰色、紫紅色，巖體呈碎塊狀，裂隙內(nèi)有泥鈣質(zhì)充填，巖體易碎。

地質(zhì)構(gòu)造

該區(qū)域處于浮山大斷裂的西側(cè)邊緣，受此影響，地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育。老虎溝內(nèi)主要的地質(zhì)構(gòu)造有F1正斷層，斷層寬度變化較大，約45～150m，斷層帶物質(zhì)主要以壓碎巖(原巖為砂巖)為主，局部可見(jiàn)斷層角礫。斷層整體走向與老虎溝斜交，南側(cè)產(chǎn)狀約N29°E/78°N，延伸至老虎溝滑坡群西南側(cè)邊界后，斷層走向朝東側(cè)扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)狀大體變?yōu)镹65°E/78°N，繼續(xù)朝北東東方向延伸，延伸至西池村西側(cè)被上第三系、第四系地層完全覆蓋。同時(shí)，在花池溝南側(cè)，發(fā)育有一f1－1次生正斷層，斷層帶寬度約50m，斷層帶物質(zhì)主要以壓碎巖(原巖為砂巖)為主，斷層產(chǎn)狀為N60°W/85°N;物探測(cè)試查明南側(cè)發(fā)育f1－2次生斷層，由于表層被第四系覆蓋，斷層性質(zhì)不明。

水文地質(zhì)

老虎溝內(nèi)有常年流水，滑坡西南側(cè)下游約500m處為南河水庫(kù)，本次調(diào)查時(shí)溝內(nèi)水量較為穩(wěn)定，初步估算穩(wěn)定流量約900m3/d。溝內(nèi)常年流水補(bǔ)給來(lái)源為兩個(gè)泉點(diǎn)，一個(gè)位于斷層F1與支斷層f1－1的交匯處附近，另一個(gè)位于支斷層f1－1的斷層破碎帶內(nèi)。地下水對(duì)鋼結(jié)構(gòu)及混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)侵蝕性。

不良地質(zhì)與特殊巖土

1不良地質(zhì)

(1)滑坡

老虎溝滑坡位于位于F1斷層北側(cè)、老虎溝右側(cè)，在平面上呈一簸箕形(見(jiàn)圖2)?；麻L(zhǎng)約600m，寬約450m，滑坡體厚度變化較大，根據(jù)已鉆鉆孔HMGSZ-HP1號(hào)孔揭示，厚度間于5～40m，滑坡區(qū)域內(nèi)地勢(shì)東北高、西南低，滑坡主體滑向?yàn)镾50°W(230°)，為一受F1斷層構(gòu)造帶影響、沿三疊系泥巖軟弱層滑動(dòng)的基巖順層滑坡?；潞缶壙梢?jiàn)明顯的地表拉裂縫、串球狀黃土陷穴，地形呈明顯的圈椅狀構(gòu)造，且滑坡呈嵌套式多級(jí)滑動(dòng)。受F1斷層構(gòu)造的影響，滑坡可分面明顯的兩個(gè)主滑部分，滑坡體內(nèi)又局部發(fā)育有小方量的次級(jí)滑坡，構(gòu)成了一大規(guī)模的滑坡群?；潞缶墳榈谒南叼べ|(zhì)黃土，前緣土體被沖蝕，裸露基巖，局部基巖由于受滑坡影響，出現(xiàn)明顯的基巖反翹現(xiàn)象;同時(shí)，在滑坡群內(nèi)又伴生有小規(guī)模的次生切層滑坡。

(2)淺表層溜坍

區(qū)域內(nèi)表層地層主要第四系上更新統(tǒng)砂質(zhì)黃土，砂質(zhì)黃土孔隙度較大，垂直節(jié)理裂隙發(fā)育，在下部臨空的情況下淺表層產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)，形成小規(guī)模的溜坍。該段線路主要以隧道工程通過(guò)，淺表層溜坍對(duì)工程影響較小。各溜坍具體分布見(jiàn)圖3。

(3)黃土陷穴

黃土陷穴主要形成在滑坡的后緣，由于受滑坡拉裂縫的影響，滑坡后緣的圈椅狀構(gòu)造處往往地勢(shì)相對(duì)較低，降水時(shí)雨水在此匯聚，并沿滑坡形成的拉裂縫下滲。隨著時(shí)間的推移，在長(zhǎng)期雨水下滲處黃土區(qū)形成局部下陷的洞穴，區(qū)域內(nèi)在滑坡后緣處均有分布。

2特殊巖土

(1)濕陷性黃土區(qū)域內(nèi)特殊巖土主要為濕陷性黃土，具濕陷性，根據(jù)相鄰區(qū)域內(nèi)取樣實(shí)驗(yàn)，黃土自重濕陷系數(shù)δzs=0.01～0.022，濕陷系數(shù)δs=0.01～0.05，屬于Ⅱ級(jí)中等非自重濕陷性場(chǎng)地類(lèi)型。

(2)膨脹巖隧道出口段出露有三疊系中統(tǒng)銅川組凝灰?guī)r，遇水迅速崩解、軟化，且具膨脹性，工程性質(zhì)極差，對(duì)隧道工程影響較大。

各方案工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件及問(wèn)題

盡管三方案相距較近，但由于受斷層、滑坡影響，三方案通過(guò)區(qū)域內(nèi)的巖性、構(gòu)造和不良地質(zhì)差異較大，因此，分別從工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件等方面對(duì)三方案做出詳細(xì)評(píng)估。

1滑坡中穿方案D1K

滑坡中穿方案D1K通過(guò)地層巖性相對(duì)較為單一，主要為三疊系上統(tǒng)砂泥巖，線路與F1斷層相交于D1K353+700～DK353+840之間(130m)，D1K353+700～D1K353+830以紅木溝隧道通過(guò)該斷層，隧道通過(guò)該段巖性主要為壓碎巖，局部為斷層角礫、泥礫。同時(shí)，HMGSZ－HP1號(hào)孔揭示，該段地下水位埋深較淺(19.5m)，D1K353+700～D1K353+830段通過(guò)地層主要為水位以下的斷層破碎帶，工程性質(zhì)差，且隧道設(shè)計(jì)、施工風(fēng)險(xiǎn)大。同時(shí)，D1K正穿老虎溝滑坡D1K353+470～D1K353+866(D1K353+859.7=D1K353+840長(zhǎng)鏈)，由于該滑坡方量巨大(長(zhǎng)×寬×厚=600m×450m×5－40m)，工程上基本上無(wú)處理的可能性，建議對(duì)此滑坡進(jìn)行繞避。綜合而言:D1K通過(guò)區(qū)域內(nèi)地層巖性較差，且D1K353+700～D1K353+830段位于地下水位以于的斷層破碎帶內(nèi)，工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件差。

2下游繞避滑坡方案D2K

下游繞避滑坡方案D2K通過(guò)的地層主要為三疊系上統(tǒng)延長(zhǎng)組砂泥巖，上第三系粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂層，線路與F1斷層相交于D2K354+120－D2K354+250之間。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，下伏三疊系基巖與上覆上第三系地層為不整合接觸關(guān)系，推測(cè)F1斷層形成于三疊系與上第三系之間;經(jīng)鉆探、物探測(cè)試驗(yàn)證，隧道洞身在D2K354+100－D2K354+800全位于上第三系地層中，而F1斷層帶位于上第三系地層的下部，對(duì)工程影響較小，見(jiàn)圖4。

D2K方案位于滑坡的下游側(cè)，離滑坡群最近距離為310m，距離較遠(yuǎn)，同時(shí)，溝心在該段縱坡小，相對(duì)高差為6m，滑坡對(duì)D2K方案影響較小;且本次鉆探過(guò)程中鉆孔未見(jiàn)地下水。綜合而言:D2K方案通過(guò)區(qū)域內(nèi)巖性主要以第三系粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂層，三疊系砂泥巖為主，斷層構(gòu)造、地下水以及滑坡對(duì)該方案均影響較小，工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件相對(duì)較好。4.3上游繞避滑坡方案D3K上游繞避滑坡方案D3K方案通過(guò)地層主要以三疊系上統(tǒng)延長(zhǎng)組砂泥巖，中統(tǒng)銅川組砂泥巖、凝灰?guī)r為主，線路與F1斷層相交于D3K353+665～D3K353+915之間，與F2斷層相交于D3K354+056～D3K354+136之間。受構(gòu)造的影響，巖性主要為壓碎巖，局部為斷層角礫、泥礫，圍巖工程性質(zhì)差;同時(shí)F1斷層上升盤(pán)翼所夾三疊系中統(tǒng)銅川組凝灰?guī)r，遇水崩解、軟化迅速，工程性質(zhì)很差。受斷層構(gòu)造的影響，區(qū)域內(nèi)泉點(diǎn)較發(fā)育，老虎溝、張家莊西側(cè)沖溝內(nèi)均發(fā)現(xiàn)有泉水出露。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，老虎溝內(nèi)常年流水，主要為斷層帶內(nèi)泉水補(bǔ)給，且水量較大。D3K方案在該段以隧道形式通過(guò)，位于地下水位以下的D3K353+665－D3K353+915、D3K354+056－D3K354+136斷層破碎帶，F(xiàn)1斷層上升盤(pán)翼隧道出口段的凝灰?guī)r工程性質(zhì)很差，隧道設(shè)計(jì)、施工風(fēng)險(xiǎn)大。同時(shí)，山體表層沖溝發(fā)育，局部仍發(fā)育有少量的小滑坡、崩塌，對(duì)該方案仍有一定的潛在風(fēng)險(xiǎn)。綜合而言:滑坡北側(cè)方案D3K工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件差。

各方案工程地質(zhì)條件綜合評(píng)價(jià)及比選意見(jiàn)

根據(jù)以上詳細(xì)論述，現(xiàn)分別從工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、不良地質(zhì)和特殊巖土影響程度、工程風(fēng)險(xiǎn)作出相應(yīng)對(duì)比分析，見(jiàn)表1。通過(guò)對(duì)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、不良地質(zhì)和特殊巖土影響程度、工程風(fēng)險(xiǎn)等方面的評(píng)估，綜合考慮斷層、滑坡、斷層富水對(duì)隧道工程的影響等多方面的因素后，在預(yù)留與老虎溝滑坡足夠的安全距離條件下，老虎溝滑坡南側(cè)方案優(yōu)勢(shì)較明顯，因此，推薦D2K方案做為貫通方案。

結(jié)束語(yǔ)

老虎溝滑坡工程地質(zhì)選線，在充分利用既有工程地質(zhì)、水文地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，合理布置了鉆探、物探等勘探措施，對(duì)該區(qū)域內(nèi)的滑坡、斷層等不良地質(zhì)進(jìn)行了較合理的綜合分析，選取工程地質(zhì)條件相對(duì)較優(yōu)的下游繞避滑坡方案D2K作為推薦方案。不良地質(zhì)條件下的鐵路選線，應(yīng)綜合考慮多方面可能帶來(lái)的影響，使線路方案趨于安全合理、經(jīng)濟(jì)科學(xué)。