鐵路橋梁地區(qū)的工程地質(zhì)勘察

【摘要】某特大橋處于剝蝕低緩丘陵高崗與長江沖湖積平原區(qū)。橋址處為沖洪積粘土和粉質(zhì)粘土，橋基埋深較大。本文介紹了某特大橋的地質(zhì)背景，采用的綜合地質(zhì)勘察方法，工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特征勘察等相關(guān)情況，可為類似工程的地質(zhì)勘察參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)勘察；工程地質(zhì)特征；水文地質(zhì)特征

1.工程概況

擬建某特大橋位于湖北省武漢市江夏區(qū)境內(nèi)。橋梁起止里程：DK1+869.36～DK3+836.23，全長1966.87米?？卓绮贾茫?9-32.6m簡支梁+1-（32.65+48+32.65）m連續(xù)梁+37-32.6m簡支梁，兩端與路基相接。某特大橋跨越剝蝕低緩丘陵高崗與長江沖湖積平原區(qū)，兩側(cè)橋臺分別位于長江沖湖積平原區(qū)之上，中間跨越一低緩的丘陵高崗。高崗地勢起伏小，多種植旱地農(nóng)作物。高崗與平原區(qū)高差4m左右，平原區(qū)地表水系較發(fā)育，多分布有人工開挖的魚塘，水深約為1.2-2.2m；橋梁中部有條寬約1-2.5m的溝渠，平原區(qū)多辟為種植旱地、經(jīng)濟(jì)林田，相間人工魚塘及村莊農(nóng)舍。

2.采用綜合地質(zhì)勘察方法

針對某特大橋工程地質(zhì)情況采用機(jī)械鉆探、標(biāo)準(zhǔn)貫入原位測試、重型動力觸探原位測試等手段獲取巖（土）樣品及物理力學(xué)參數(shù)，并結(jié)合室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)對場地巖土進(jìn)行綜合勘察及評價。查明了橋址區(qū)的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、基巖面的埋藏深度及起伏狀況、場地水文地質(zhì)條件及不良地質(zhì)現(xiàn)象等，取得了較為齊全、準(zhǔn)確的物理力學(xué)指標(biāo)。

鉆探使用機(jī)械為XY-100型液壓工程鉆機(jī)。基巖的鉆探使用硬質(zhì)合金鉆頭或金剛石鉆頭。原狀樣的采取：硬塑土層使用國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)厚壁活閥式取土器，采用液壓法或重錘少擊法；軟土及松軟土層使用國產(chǎn)薄壁取樣器用液壓法采取；碎石類土取擾動樣。終孔24小時后測定穩(wěn)定水位，并對鉆孔巖芯進(jìn)行拍照存檔?，F(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，使用國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)貫入器，采用63.5kg標(biāo)貫錘自動脫鉤的自由落錘法，落距為76cm，錘擊速率30擊/min。N63.5圓錐重型動力觸探采用國產(chǎn)圓錐頭，使用63.5kg錘與自動落錘裝置進(jìn)行。

巖、土、水試樣均按定測設(shè)計要求進(jìn)行取樣、送樣及試驗(yàn)分析。以鉆探、現(xiàn)場原位測試及室內(nèi)土工試驗(yàn)測試的成果為依據(jù)，進(jìn)行巖土層的劃分并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)提供各巖土層的物理力學(xué)參數(shù)。巖土層的基本承載力建議值是根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)并剔除異常值后統(tǒng)計得出。

3.工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特征

橋址區(qū)地層巖性比較單一，表層為耕植土或素填土、第四系中更新統(tǒng)沖洪積（Q2al+pl）粘土、第四系中更新統(tǒng)沖洪積（Q2-3al+pl）粉質(zhì)粘土，個別孔段揭露的有第四系全新統(tǒng)沖洪積（Q4al+pl）碎石土、全新統(tǒng)沖洪積（Q4al+pl）粉土夾層；下伏基巖為三疊系（T1g）泥質(zhì)粉砂巖和灰?guī)r。

橋址區(qū)地表水較為充沛，地表水主要為溝渠及人工開挖的魚塘，水深0.50～2.2m，水源以雨水及周邊水系匯集為主，受大氣降水補(bǔ)給。地下水為第四系沖洪積層孔隙潛水和基巖裂隙水；孔隙潛水主要賦存于第四系粉質(zhì)粘土、粉土層及粘土層中；勘察期間測得地下水穩(wěn)定水位埋深0.70～3.00m，地下水埋深呈高崗丘坡平原區(qū)中高崗丘坡深、平原區(qū)淺的特征，但總體埋藏較淺，以接受降水補(bǔ)給為主，主要向河流排泄；水位升降受地表水的滲入、河流的補(bǔ)給及地下水的蒸發(fā)的影響，不具承壓性?；鶐r裂隙水主要分布在風(fēng)化基巖裂隙中，但基巖為泥質(zhì)粉砂巖，其成分以粘粒為主，孔隙間連通性差，屬相對的隔水層，富水性屬一般；主要受大氣降水及上覆第四系松散層孔隙水補(bǔ)給，一般水量不大。

根據(jù)《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定》（鐵建設(shè)[2005]157號文）的評價標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合所取水樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可推斷：DK3+602.26～DK3+765.76區(qū)段及其附近范圍內(nèi)，地下水及地表水具有一定程度的侵蝕性（H1），其余區(qū)段無化學(xué)侵蝕性。因橋址區(qū)域水系較發(fā)育，擬建橋址區(qū)地表水及地下水的化學(xué)侵蝕及環(huán)境作用等級呈現(xiàn)較大的差異和變化，建議后續(xù)施工中加強(qiáng)對地表水及地下水侵蝕性的檢驗(yàn)。

擬建某特大橋整個場地未見不良地質(zhì)現(xiàn)象，未揭露工程條件較差的特殊巖土，各類軟塑狀土層對橋梁工程地基穩(wěn)定性影響不大。橋址區(qū)表層覆蓋較厚，第四系地層、構(gòu)造形跡多被覆蓋，橋址區(qū)及附近未見深大斷裂通過，無活動性斷裂層，場地穩(wěn)定。根據(jù)勘察資料，橋址區(qū)為Ⅵ地震區(qū)，且多為第四系全新統(tǒng)～中更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土、粘土等，不存在可液化的飽和粉土、粉砂層，判定場區(qū)土層不存在地震液化問題。

橋址位于低緩高崗與沖洪積平原區(qū)，下伏基巖巖層穩(wěn)定，歷史上無大的地震災(zāi)害記錄，場地處于地質(zhì)構(gòu)造活動相對微弱、基本穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境，可作為擬建大橋橋址。根據(jù)橋址區(qū)地層情況，結(jié)合其物理力學(xué)性質(zhì)特征，建議整個橋區(qū)采用樁基礎(chǔ)，宜選擇弱風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖或弱風(fēng)化灰?guī)r作為主要持力層。上覆第四系土層厚度相對較薄，季節(jié)性地下水水位變化或因人為活動加劇造成地下水位在土石界面波動時，易對上覆土體產(chǎn)生潛蝕破壞作用，引起地表塌陷，設(shè)計和施工時應(yīng)考慮地表軟土層塌陷帶來的負(fù)面影響。橋梁工程施工中應(yīng)注意環(huán)境的保護(hù)，減少對生態(tài)的破壞。

4.結(jié)論

鐵路橋梁工程地質(zhì)勘察必須符合國家、行業(yè)制定的現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定。鐵路特大橋位置應(yīng)選擇在水流集中而穩(wěn)定，河床較窄，岸坎明顯、岸坡穩(wěn)定，巖層完整、地質(zhì)構(gòu)造簡單，基底地質(zhì)條件良好的地段。最好避開斷層破碎帶，特別是活動性斷裂帶。當(dāng)必須通過時，宜以大角度或大跨度通過。必要時，對通過的區(qū)域活動性斷裂，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性評價。

參考文獻(xiàn)

[1]韓毅，李雋蓬.鐵路工程地質(zhì).中國鐵道出版社，1999

[2]范運(yùn)林等.某特大橋工程地質(zhì)勘察報告[R].武漢：中鐵第四勘察設(shè)計院，2010

[3]《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（TB10002.5-2005）

[4]《鐵路工程特殊巖土勘察規(guī)程》（TB10038-2001）

[5]《鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（TB10012-2007）

[6]《鐵路工程水文地質(zhì)勘察規(guī)程》（TB10049-2004）

[7]《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）