某高速公路工程水文地質(zhì)條件評估范文

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摘要：以云南某高速公路擴容工程為例，主要從水文地質(zhì)條件方面，對該高速公路工程地質(zhì)情況進(jìn)行了勘察，分段評價了全線工程地質(zhì)條件，為擬定路線走向、橋位、隧址工程方案的比選及編制可行性研究報告等提供地質(zhì)資料。

關(guān)鍵詞：高速公路；水文地質(zhì)條件；評價

0引言

擬建高速公路地處云南省西南部，是連接云南西部和西北部的咽喉要道，車流量極大，交通堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重，現(xiàn)有的高速公路雙向四車道規(guī)格已不滿足現(xiàn)在的交通要求，所以該高速公路工程的擴容建設(shè)對舒緩云南西部交通具有重大意義。

1工程地質(zhì)條件

1.1地形地貌

路線區(qū)域地勢兩頭低，中間高，最高點為九頂山頂海拔2800米，其次為天子廟坡頂海拔2419米，最低點為漾濞江河谷，海拔1300米，根據(jù)地貌成因、組合形態(tài)、海拔和切割程度可分為以下幾種類型：①構(gòu)造剝蝕波狀起伏緩丘洼地、垅狀起伏低山丘陵區(qū)：該區(qū)由于地殼上升緩慢，以剝蝕為主而形成的地貌形態(tài)。波狀起伏緩丘洼地地貌相對高度小于150米；垅狀起伏低山丘陵地貌相對高度150-500米。山頂渾圓，山坡坡度一般20至30度。一般高程在2500-2700米為一級剝夷面，高程2300-2500米為二級剝夷面，高程2100-2300米為三級剝夷面，高程1900-2100米為四級剝夷面。路線多展布于此種地貌形態(tài)中。②河谷階地地貌：主要分布于楚雄盆地，南華盆地、云南驛盆地、祥云盆地，一般發(fā)育有三級階地，Ⅰ級、Ⅱ級階地較發(fā)育，階面平坦，高出河水面2至6米，長500至1400米，寬-般100至200米，堆積物一般具有二元結(jié)構(gòu)，上部以粘性土為主，下部以礫石土為主。③溶蝕侵蝕山中峽谷型：主要分布于向筆村至金廠箐一帶，海拔2400至2800米，相對切割深度500至1000米。鋸齒狀山頂和魚鰭狀山脊，溝谷呈深切割的“V"字型峽谷，谷坡一般在45度以上，地表溶孔，石芽和溶槽發(fā)育，并發(fā)育有巖溶泉水。

1.2地層巖性

路線區(qū)域巖性繁多，巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖均有分布，根據(jù)道路工程的性質(zhì)及巖土的物理力學(xué)指標(biāo)，我們將路線區(qū)域的巖土分為四種類型：硬質(zhì)巖組、軟質(zhì)巖組、極軟巖組、松散巖組?，F(xiàn)分述如下：

①硬質(zhì)巖組：弱風(fēng)化粗粒和細(xì)粒長石石英砂巖、石英砂巖夾少許泥質(zhì)軟弱夾層：多為孔隙式、接觸式膠結(jié)，膠結(jié)物為硅質(zhì)、鐵質(zhì)，堅硬裂隙發(fā)育，零星分布于路線中部和東部的紅層中，另外在九頂山一帶也有大范圍的出露；灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r：巖石致密堅硬性脆，在路線區(qū)域巖石巖溶率不高，在現(xiàn)有高速九頂山隧道出口段，由于受構(gòu)造影響自云質(zhì)灰?guī)r多呈糜棱狀；弱風(fēng)化的花崗斑巖、煌斑巖、玄武巖：巖石堅硬致密，主要分布于路線紅土坡至九頂山隧道出口一段；片麻巖：巖石細(xì)分有花崗片麻巖、角閃片麻巖、斜長片麻巖等，巖石堅硬致密，主要分布于路線西洱河口至江西橋附近。

②軟質(zhì)巖組：弱風(fēng)化的泥質(zhì)粉砂巖、泥巖互層：裂隙發(fā)育，巖石為泥質(zhì)膠結(jié)呈碎塊狀，抗風(fēng)化能力低裂隙發(fā)育，分布于起點至祥云沙龍附近及大江西村至深長村一帶，一般埋深10至15米；弱-強風(fēng)化的長石砂巖和泥巖不等厚互層：巖石以泥質(zhì)膠結(jié)鈣質(zhì)膠結(jié)為主，由于軟硬互層，巖體穩(wěn)定性較差，抗壓強度不高多呈碎塊狀，主要零星分布于路線上，一般埋深8至13米；弱-強風(fēng)化的板巖：路線區(qū)域出露的板巖有絹云板巖、砂質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖。絹云砂質(zhì)板巖，主要分布于路線止點附近。炭質(zhì)板巖主要分布于小官村水庫附近，由于受構(gòu)造影響巖石多呈碎石及碎塊狀；弱風(fēng)化-強風(fēng)化的泥灰?guī)r：泥灰?guī)r在路線區(qū)域出露不多，主要零星分布于沙橋至下莊地段。

③極軟巖：全-強風(fēng)化的花崗斑巖、煌斑巖、霏細(xì)斑巖：該類巖石由于受構(gòu)造和風(fēng)化的影響強烈，多呈碎石及碎粒狀，遇水侵泡后可呈砂狀，力學(xué)強度低，主要分布于紅土坡至九頂山隧道出口段，厚度一般10至25米；全-強風(fēng)化的泥質(zhì)粉砂巖泥巖互層：該類巖石力學(xué)強度極低，遇水后多呈粘土及粉質(zhì)黏土狀，灰白、灰黃、淺紫色泥巖遇水后都具弱膨脹性。一般出露于地表或埋深于覆蓋層之下。該類巖石分布范圍較大，從起點至紅土坡均有分布；全-強風(fēng)化的炭質(zhì)板巖：該類巖石遇水軟化后多呈炭質(zhì)粘土狀，易染手，強度低，分布于小官村水庫附近。

④松散巖組：碎石土呈稍密至中密狀態(tài)，碎石呈棱角狀，無分選性；粉質(zhì)黏土呈硬塑狀態(tài)，但在低洼處由于受水影響較大，干季無水時呈硬塑至半堅硬狀，雨季呈軟塑至流塑狀；殘積土由于未經(jīng)搬運，因此較難區(qū)分與下伏基巖風(fēng)化層的界線，由于地形變化一般較大，所以殘積物的厚度在小范圍內(nèi)有較大變化；坡積層主要分布于山坡坡腳一帶，土體具有一定的分選性，一般從上到下由粗至細(xì)，受地形、巖性及裂隙發(fā)育程度影響，其堆積厚度變化較大，主要由塊石土、黏性土、砂性土組成，其力學(xué)性質(zhì)受堆積時間及水的影響較大；洪積層一般分布于洪積扇堆積區(qū)，多以漂石土、卵石土為主，磨圓度較差。另外在盆地邊緣也分布有洪積之砂性土，如下莊和大合江一帶。漂石土、卵石土一般呈稍-中密狀，砂性土呈中密-密實狀。

2水文地質(zhì)條件

路線區(qū)域處于三大水系分水嶺地帶，構(gòu)造、地貌、形態(tài)、巖性差別較大，其水文地質(zhì)條件明顯不同，根據(jù)收集前人資料并進(jìn)行調(diào)繪和測試，現(xiàn)分述如下：

2.1裂隙水

主要分布于山嶺區(qū)，受巖性的制約水量差別較大。①灰、紫灰色石英砂巖，灰黃色砂巖互層，局部夾泥巖，裂隙發(fā)育，富水性較好，該段泉水出露點較多，一般泉水流量1至1.5升/秒。②紫、紫紅色泥巖，泥質(zhì)粉砂巖互層，局部夾石英砂巖，面裂隙率4.8%，一般泉水流量<0.3升/秒。③褐、灰褐色玄武巖，主要分布于紅土坡至象鼻莊一帶地表，多呈全至強風(fēng)化狀，一般泉水流量l至2升/秒，富水性強。④蒼山群變質(zhì)片巖、片麻巖，面裂隙率15％，富水性強，一般泉水流量l至15升/秒。⑤灰綠、淺紫、灰色板巖夾灰?guī)r，或砂巖。裂隙發(fā)育，富水性強，一般泉水流量都較大。

2.2巖溶水

路線區(qū)域巖溶主要發(fā)育于紅土坡至金廠箐一帶，巖性以厚層狀灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r為主，由于區(qū)內(nèi)受西有洱海深大斷裂帶，東有賓川斷裂帶的夾持，區(qū)內(nèi)小斷裂發(fā)育，形成構(gòu)造斷塊山，山坡較陡，一般>45°，有利于地表水的流通，因此區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育中等，一般以石芽、石槽、溶蝕裂隙、微巖溶地貌景觀為主，局部發(fā)育有一些小型干溶洞，根據(jù)巖性，灰?guī)r面巖溶率10至20%，可溶CaO含量達(dá)53至56%，泉水流量一般。白云質(zhì)灰?guī)r，面巖溶率5至10‰可溶CaO含量40%，泉水流量一般10至20升/秒，在斷裂層破碎帶泉水流量>100升/秒。

2.3孔隙水

主要分布于云南驛盆地、南華盆地、祥云盆地、大理盆地。在盆地中水位一般0.5至2米，靠近盆地邊緣地下水具承壓性，主要含水層為卵石層、礫石層，另外在洪積扇區(qū)域地下水也比較富集，并具有承壓性。裂隙水、巖溶水，其補給來源主要靠降雨補給，孔隙水除靠降雨補給外，山區(qū)裂隙水巖溶水也是其補給源[1]。

2.4溫泉

路線區(qū)域內(nèi)的溫泉主要為西洱河畔的塘子鋪溫泉，流量15.18升/秒，水溫76.5℃，水溫年變幅2℃，水量變幅約2升/秒。該溫泉為西洱河斷裂所生成。

2.5地表水

路線經(jīng)過地區(qū)較大的河流有：龍川江、漁泡江上游支流、普昌河，其它均為山區(qū)季節(jié)性河流及出露地表的泉水。龍川江發(fā)源于南華縣西北，歸宿于金沙江，年徑流量3.29億/m3，流量旱、雨季分明，旱季最小流量0.03m3/秒，雨季最大638m3/秒。

2.6路線區(qū)域地表水、地下水化學(xué)性質(zhì)特征

路線區(qū)域的丘陵及中低山區(qū)地下水交替迅速，壩區(qū)交替慢，地下水類型大部分地區(qū)較簡單，水化學(xué)類型以HCO3-Ca和HCO3-Ca•Na型水為主，次為HCO3-Ca•Mg型，其它為HCO3-Ca-Na和HCO3-SO4-Mg型水，局部地段尚有SO4•HCO3-Ca及SO4-Na•Mg型水，礦化度0.01至0.81克/升，總硬度一般為0.2至16德度，pH值6至8.5。

2.6.1地下水

①南華、云南驛、祥云、大理盆地以第四系孔隙水為主，水化學(xué)類型以HCO3-Ca•Mg，HCO3-Ca•Na型水為主，總硬度6至16德度pH值6至8。

②山區(qū)一般以裂隙水為主，水化學(xué)類型以HCO3-Ga•Na型水為主，pH值5.7至8.4，局部為HCO3-Ca•Mg型水，總硬度1.13至19.69德度。

③巖溶水：主要經(jīng)分布于九頂山一帶，水化學(xué)型以HCO3-Ga和HCO3-Ca•Mg型水，總硬度6.19至16.23德度，pH值6.5至8.1。

④溫泉：路線區(qū)域內(nèi)的溫泉主要為西洱河畔的塘子鋪溫泉。

2.6.2地表水

路線區(qū)域內(nèi)地表水主要為西洱河及龍川江，但兩河河水都受到污染，特別是西洱河污染更為嚴(yán)重。

3結(jié)語

地下水位斜坡路段埋藏較深，溝谷及階地路段埋藏較淺，地下水以主要以松散巖類孔隙水與基巖裂隙水為主，富水性強弱不等，松散巖類孔隙水很豐富，地下水位高。主要工程地質(zhì)問題為：斜坡不穩(wěn)定問題，挖方路段邊坡開挖后易誘發(fā)工程滑坡，因此建議挖方路段加強邊坡支護(hù)設(shè)計；斜坡路堤段易產(chǎn)生側(cè)向滑移破壞，建議加強支擋結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙慧玲.大同煤田巖溶地下水的水文地質(zhì)特征分析[J].中國煤炭地質(zhì),2004，16（1）：26-28.

[2]張有為.楚大高速公路邊坡治理[J].價值工程，2016，35（15）：161-162.

[3]劉豐.鶴大高速公路工程地質(zhì)條件評價[J].黑龍江科技信息，2015（04）.

作者：1劉和；2李小萌 單位1昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，2云南民族大學(xué)