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滑坡工程地勢勘測選線探索范文

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滑坡工程地勢勘測選線探索

作者:丁茂林單位:中鐵工程設計咨詢集團有限公司北京

上第三系(N2)③1粉質黏土(N2):棕紅色為主,土質不均,夾有大量的粉細砂,局部含礫,可見大量的黑色鐵錳質結核,堅硬。③2粉細砂(N2):紫紅色為主,成分主要以石英、長石等為主,砂質不均,夾有大量的黏粒,局部夾少量礫石,潮濕—飽和,中密—密實。

三疊系上統(tǒng)延長組(T3y1)④1砂巖:淺黃色、灰黃色為主,主要成分以長石為主,細粒結構,薄層狀構造,巖質較堅硬,巖體較完整,風化層厚約4~8m。④2泥巖:青灰色、紫紅色為主,泥質結構,薄層狀構造,巖質較軟,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,主要成分以長石為主,細中粒結構,中層狀構造,局部夾有薄層黃綠色頁巖,巖質較堅硬,巖體較完整,風化層厚約3~7m。⑤2凝灰?guī)r:粉紅色、紫紅色為主,細粒結構,薄層狀構造,遇水后迅速崩解,風化后呈紅色、紫色、灰白色彩色黏土狀。

壓碎巖主要分布于斷層構造帶內,原巖為三疊系上統(tǒng)延長組砂巖、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,裂隙內有泥鈣質充填,巖體易碎。

地質構造

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

水文地質

老虎溝內有常年流水,滑坡西南側下游約500m處為南河水庫,本次調查時溝內水量較為穩(wěn)定,初步估算穩(wěn)定流量約900m3/d。溝內常年流水補給來源為兩個泉點,一個位于斷層F1與支斷層f1-1的交匯處附近,另一個位于支斷層f1-1的斷層破碎帶內。地下水對鋼結構及混凝土結構無侵蝕性。

不良地質與特殊巖土

1不良地質

(1)滑坡

老虎溝滑坡位于位于F1斷層北側、老虎溝右側,在平面上呈一簸箕形(見圖2)。滑坡長約600m,寬約450m,滑坡體厚度變化較大,根據已鉆鉆孔HMGSZ-HP1號孔揭示,厚度間于5~40m,滑坡區(qū)域內地勢東北高、西南低,滑坡主體滑向為S50°W(230°),為一受F1斷層構造帶影響、沿三疊系泥巖軟弱層滑動的基巖順層滑坡。滑坡后緣可見明顯的地表拉裂縫、串球狀黃土陷穴,地形呈明顯的圈椅狀構造,且滑坡呈嵌套式多級滑動。受F1斷層構造的影響,滑坡可分面明顯的兩個主滑部分,滑坡體內又局部發(fā)育有小方量的次級滑坡,構成了一大規(guī)模的滑坡群。滑坡后緣為第四系黏質黃土,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,在滑坡群內又伴生有小規(guī)模的次生切層滑坡。

(2)淺表層溜坍

區(qū)域內表層地層主要第四系上更新統(tǒng)砂質黃土,砂質黃土孔隙度較大,垂直節(jié)理裂隙發(fā)育,在下部臨空的情況下淺表層產生錯動,形成小規(guī)模的溜坍。該段線路主要以隧道工程通過,淺表層溜坍對工程影響較小。各溜坍具體分布見圖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造處往往地勢相對較低,降水時雨水在此匯聚,并沿滑坡形成的拉裂縫下滲。隨著時間的推移,在長期雨水下滲處黃土區(qū)形成局部下陷的洞穴,區(qū)域內在滑坡后緣處均有分布。

2特殊巖土

(1)濕陷性黃土區(qū)域內特殊巖土主要為濕陷性黃土,具濕陷性,根據相鄰區(qū)域內取樣實驗,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級中等非自重濕陷性場地類型。

(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,工程性質極差,對隧道工程影響較大。

各方案工程地質與水文地質條件及問題

盡管三方案相距較近,但由于受斷層、滑坡影響,三方案通過區(qū)域內的巖性、構造和不良地質差異較大,因此,分別從工程地質和水文地質條件等方面對三方案做出詳細評估。

1滑坡中穿方案D1K

滑坡中穿方案D1K通過地層巖性相對較為單一,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以紅木溝隧道通過該斷層,隧道通過該段巖性主要為壓碎巖,局部為斷層角礫、泥礫。同時,HMGSZ-HP1號孔揭示,該段地下水位埋深較淺(19.5m),D1K353+700~D1K353+830段通過地層主要為水位以下的斷層破碎帶,工程性質差,且隧道設計、施工風險大。同時,D1K正穿老虎溝滑坡D1K353+470~D1K353+866(D1K353+859.7=D1K353+840長鏈),由于該滑坡方量巨大(長×寬×厚=600m×450m×5-40m),工程上基本上無處理的可能性,建議對此滑坡進行繞避。綜合而言:D1K通過區(qū)域內地層巖性較差,且D1K353+700~D1K353+830段位于地下水位以于的斷層破碎帶內,工程地質和水文地質條件差。

2下游繞避滑坡方案D2K

下游繞避滑坡方案D2K通過的地層主要為三疊系上統(tǒng)延長組砂泥巖,上第三系粉質黏土、粉細砂層,線路與F1斷層相交于D2K354+120-D2K354+250之間。經調查發(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系,推測F1斷層形成于三疊系與上第三系之間;經鉆探、物探測試驗證,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,對工程影響較小,見圖4。

D2K方案位于滑坡的下游側,離滑坡群最近距離為310m,距離較遠,同時,溝心在該段縱坡小,相對高差為6m,滑坡對D2K方案影響較小;且本次鉆探過程中鉆孔未見地下水。綜合而言:D2K方案通過區(qū)域內巖性主要以第三系粉質黏土、粉細砂層,三疊系砂泥巖為主,斷層構造、地下水以及滑坡對該方案均影響較小,工程地質與水文地質條件相對較好。4.3上游繞避滑坡方案D3K上游繞避滑坡方案D3K方案通過地層主要以三疊系上統(tǒng)延長組砂泥巖,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,圍巖工程性質差;同時F1斷層上升盤翼所夾三疊系中統(tǒng)銅川組凝灰?guī)r,遇水崩解、軟化迅速,工程性質很差。受斷層構造的影響,區(qū)域內泉點較發(fā)育,老虎溝、張家莊西側沖溝內均發(fā)現(xiàn)有泉水出露。本次調查發(fā)現(xiàn),老虎溝內常年流水,主要為斷層帶內泉水補給,且水量較大。D3K方案在該段以隧道形式通過,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斷層上升盤翼隧道出口段的凝灰?guī)r工程性質很差,隧道設計、施工風險大。同時,山體表層沖溝發(fā)育,局部仍發(fā)育有少量的小滑坡、崩塌,對該方案仍有一定的潛在風險。綜合而言:滑坡北側方案D3K工程地質和水文地質條件差。

各方案工程地質條件綜合評價及比選意見

根據以上詳細論述,現(xiàn)分別從工程地質、水文地質條件、不良地質和特殊巖土影響程度、工程風險作出相應對比分析,見表1。通過對工程地質、水文地質條件、不良地質和特殊巖土影響程度、工程風險等方面的評估,綜合考慮斷層、滑坡、斷層富水對隧道工程的影響等多方面的因素后,在預留與老虎溝滑坡足夠的安全距離條件下,老虎溝滑坡南側方案優(yōu)勢較明顯,因此,推薦D2K方案做為貫通方案。

結束語

老虎溝滑坡工程地質選線,在充分利用既有工程地質、水文地質資料的基礎上,合理布置了鉆探、物探等勘探措施,對該區(qū)域內的滑坡、斷層等不良地質進行了較合理的綜合分析,選取工程地質條件相對較優(yōu)的下游繞避滑坡方案D2K作為推薦方案。不良地質條件下的鐵路選線,應綜合考慮多方面可能帶來的影響,使線路方案趨于安全合理、經濟科學。

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