紅層分布特點和主要工程的地質(zhì)問題

鐘文華

（四川省蜀通巖土工程公司四川成都610000）

紅層分布特點和主要工程的地質(zhì)問題

鐘文華

（四川省蜀通巖土工程公司四川成都610000）

我國紅層面積廣泛，并且新生帶紅層面積廣泛，約有90萬平方千米。紅層成為我國建筑工程在施工過程中不可避免的巖土之一。因為紅層對工程建設(shè)有著重要影響，并會對工程的質(zhì)量和和使用壽命產(chǎn)生直接影響，基于此，本文對紅層問題進行了重點分析，希望對相關(guān)工作人員能夠有所幫助。

紅層分布工程建設(shè)地質(zhì)特性

紅層是一種碎屑沉積而形成的地層，其外觀以紅色為主調(diào)色，這也是人們稱之為紅層的一個重要原因。紅層中的泥質(zhì)粉砂巖、頁巖、泥巖也為自身比較軟弱被稱之為軟巖，抗壓強度不足30MPa，該類巖層親水性強、透水性弱，一旦遇到水容易發(fā)生膨脹或軟化，而失去水后則容易發(fā)生收縮或崩解，并且抗風(fēng)化能力較弱。

1　紅層的分布特點

南方占到我國紅層總面積的60%以上，其中中南和西南地區(qū)分布較為廣泛，多數(shù)紅巖都裸露在外，因此，風(fēng)化較為嚴重，并且容易受到雨水的影響而發(fā)生滑坡。北方地區(qū)分布的紅層不足40%，主要分布在蒙寧晉陜交界和甘肅一代，較多的紅層都為埋藏性，工程的地質(zhì)問題的隱蔽性較高。紅層分布會受到分布區(qū)、巖體結(jié)構(gòu)、滲流、水文網(wǎng)絡(luò)、軟化問題的控制，同時因為受到泥巖、砂巖、蒸發(fā)巖等多種硬巖和軟巖以及工程建設(shè)活動的影響，因此軟弱結(jié)構(gòu)面，極易出現(xiàn)滑坡以及地質(zhì)分化等問題。因為時代較近，因此巖體在膠結(jié)性上較差，巖體的物理學(xué)性能也較差，多數(shù)巖土都為軟巖類別。巖體沒有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，并且容易發(fā)生崩解軟化。紅層巖體和蒸發(fā)巖體中能夠容易水的成份，在水的作用下極易發(fā)生腐蝕、滲流、巖溶等化學(xué)變化和物理變化，因此在工程建設(shè)過程中，必須要采取正確的方式對待紅層這一特殊巖體。圖1為白堊紀的紅層地質(zhì)圖。

圖1　白堊紀的紅層地質(zhì)圖

2　主要工程在地質(zhì)上存在的問題

2.1邊坡變形

紅層地區(qū)邊坡變形對機制產(chǎn)生的破壞主要分為以下幾種類型。①順巖層層面發(fā)生變形導(dǎo)致基礎(chǔ)遭受破壞，邊坡巖層走向頭坡面之間的夾角較小，巖層向外具有一定的傾斜，并且傾斜角的角度不能大于邊坡角，巖體將會呈現(xiàn)臨空狀態(tài)，后緣和側(cè)向?qū)?jié)理發(fā)育，從而使順層面形成失穩(wěn)破壞機制，沿層面將會因為破壞而整體下滑。②紅巖層地區(qū)因為受到地區(qū)結(jié)構(gòu)的控制和影響，巖層扭曲、褶皺、斷裂現(xiàn)象較為嚴重。依據(jù)統(tǒng)計情況來看，每個邊坡上都會存在超過2組的節(jié)理發(fā)育，從而對巖體產(chǎn)生了切割，使巖體被切割為形態(tài)、大小不等的塊體。這樣塊體因為潛伏在巖體的內(nèi)部，因此很難通過直接觀察來確定其特性和具體位置。③全強風(fēng)化巖體，紅巖區(qū)的巖體受到較強烈的風(fēng)化后，在巖體較厚或表層受到覆蓋的部位，會因為雨季地表水的下沉后坡度原因而發(fā)生弧形破壞。該種破壞一般波及的范圍不大，但存在較為普遍。圖2為全風(fēng)化的紅巖層。

需要額外注意，水在不同類型的失穩(wěn)機制中都有著較為嚴重的危害，如果軟紅層區(qū)域軟硬相間，雨水的下降將會受到阻礙，到了雨季，紅層區(qū)域經(jīng)常會出邊坡側(cè)向滲流和局部飽水區(qū)，從而導(dǎo)致邊坡發(fā)生坍滑、變形等危害。同時，一些紅層軟硬相間的巖體將會導(dǎo)致風(fēng)化層的層狀產(chǎn)生較為明顯的差異性。例如，具有較強親水性但不透水的軟質(zhì)巖，具有較好含水性和透水性的硬質(zhì)巖。下滲后的地表水將會在巖風(fēng)化層滯留一段時間，從而將會使粘土中的含水量進一步上升，長時間的積累，將會使其演化成滑動帶。

圖2　全風(fēng)化的紅巖層

2.2地下洞室

在探討地下洞室穩(wěn)定問題的探討上可以從以下幾個方面入手。1、圍巖的冒頂和塌落，多需地區(qū)的巖性較為軟弱，因此在地下洞室施工中，極易引發(fā)掉塊、坍塌、冒頂?shù)葐栴}的出現(xiàn)。2、圍巖流變，在工程建設(shè)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)紅層軟巖發(fā)生突變。一起地區(qū)的紅巖，在開挖后巖體會發(fā)生迅速的風(fēng)化，尤其是巖體的強度將會下降，引起塑性膨脹，從而引發(fā)變強內(nèi)擠、拱頂下沉等問題，情況嚴重時可能會破壞永久襯砌和初期支護。3、隧洞的進出口存在的問題，在風(fēng)化嚴重的紅巖體中，巖體強度低，傍山隧洞和淺埋隧洞的進出口經(jīng)常會發(fā)生拱頂塌落現(xiàn)象，并且可能會導(dǎo)致洞外山體發(fā)生變形，對工程建設(shè)產(chǎn)生較為嚴重的影響。

2.3填筑體變形

在將紅層作為填筑料，需要特別注意的問題就是局部或整體的穩(wěn)定性無法保證，從而引法不均勻沉降。紅層軟巖在吸水后極易方少生軟化，而如果失則容易發(fā)生崩解，這也是紅層容易出現(xiàn)失穩(wěn)破壞和不均勻沉降的一個重要原因。因為在施工過程中很難控制填料中的級配和成分，所以壓實過程中經(jīng)常會引起碾壓密實對無法滿足實際需求，填料存在較大的強度差異，長期受水作用的影響，軟巖將會風(fēng)化崩解，從而引起不均勻沉降的出現(xiàn)。

2.4地基問題

在具有紅巖層的區(qū)域內(nèi)，地基開挖后，需要采取合理的措施做好排水及防水工作，及時開展基礎(chǔ)工程，并要對基礎(chǔ)工程實施相應(yīng)的保護。施工中地基的承載力會大幅度下降，因此必須要認清地質(zhì)結(jié)構(gòu)和斜坡的復(fù)雜性，避免在荷載作用下，地基遭受破壞。除此之外，紅層中因為軟弱夾層的存在也會導(dǎo)致地基的承載力降低。

3　結(jié)束語

紅層在我國全國各地都有著分布，在我國的北方的分布上成分散式，在南方則以裸露性為主，而在工程建設(shè)過程中，巖體又是不可避免的一部分。因此在工程建設(shè)中要特殊對待紅層，尤其是在路堤工程施工中要加強對紅層填料的重視，埋藏性紅層軟化和變形等問題的研究，從而提高工程質(zhì)量。

[1]程強,寇小兵,黃紹檳,等.中國紅層的分布及地質(zhì)環(huán)境特征[J].工程地質(zhì)學(xué)報,2013,12 (1):34-40.

[2]徐瑞春.紅層與大壩[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,2013,10(3):83-84.

[3]馮啟巖,韓寶平,隋旺華.魯西南地區(qū)紅層軟巖水巖作用特征與工程應(yīng)用[J].工程地質(zhì)學(xué)報,2013,7(3):266-271.

[4]邢觀猷.對我國紅層地區(qū)大壩工程安全措施的探討[J].大壩與安全,2013,6(1):11-13.

E951[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-77-1