揭惠高速公路花崗巖孤石分布特征及發(fā)育程度評估研究

蘇紹鋒

[摘要]孤石發(fā)育是花崗巖地區(qū)常見的一種特殊巖土，孤石對工程的建設(shè)影響大?，F(xiàn)結(jié)合廣東省揭陽至惠來高速公路的初步勘察成果，提出對孤石的發(fā)育程度建立等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，即根據(jù)"鉆孔遇孤石率"及"單孔遇孤石個(gè)數(shù)"這兩個(gè)指標(biāo)按工點(diǎn)分區(qū)評估孤石發(fā)育程度，并根據(jù)孤石的發(fā)育程度結(jié)合工點(diǎn)構(gòu)造物的類型，對進(jìn)一步的勘察方法的選取提供指導(dǎo)作用。

[關(guān)鍵詞]孤石 發(fā)育程度評估 鉆孔遇孤石率 單孔遇孤石個(gè)數(shù)

[中圖分類號] P624 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-376-1

1項(xiàng)目概況

廣東揭陽至惠來高速公路起點(diǎn)位于揭陽市榕城區(qū)蓮花大道，經(jīng)揭陽市榕城區(qū)仙、普寧市、汕頭市潮陽區(qū)、潮南區(qū)，終于惠來縣神泉鎮(zhèn)，在神泉鎮(zhèn)新坡附近接擬建的沿海一級公路。路線全長71.791km。

線路經(jīng)過榕江沖積平原及練江沖積平原，其地形較為平坦，海拔標(biāo)高為1～5m。穿越小北山山脈和大南山山脈，海撥高度200～600m，屬于低山地貌。在惠來縣境內(nèi)線路進(jìn)入了濱海丘陵地貌區(qū)，丘陵頂部多呈渾園形或饅頭形，地形坡度小于20o。

項(xiàng)目所在區(qū)域經(jīng)歷多期次強(qiáng)烈構(gòu)造活動(dòng)，形成褶皺、斷陷盆地及深大斷裂，構(gòu)成區(qū)域構(gòu)造格架，并控制本區(qū)的巖漿噴發(fā)，形成大面積的侵入巖和噴發(fā)巖。項(xiàng)目地質(zhì)構(gòu)造的突出特點(diǎn)是北東向和北西向斷裂較發(fā)育，地層發(fā)育的節(jié)理主要為北東向和北西向兩組，節(jié)理把花崗巖切割成棱角形塊。

2花崗巖孤石的形成機(jī)理及分布規(guī)律

2.1花崗巖孤石的形成機(jī)理[4]

在花崗巖中發(fā)育著三向相互正交的原生節(jié)理發(fā)育，節(jié)理把巖石分割成棱角形塊，風(fēng)化特別集中在三組節(jié)理相交的棱角部位，風(fēng)化速度快，其他部分風(fēng)化速度慢，久而久之棱角逐漸被圓化。風(fēng)化作用不斷進(jìn)行時(shí)，自然使巖塊變圓，這個(gè)過程就是花崗巖的球狀風(fēng)化。這些風(fēng)化球體就是通常所稱的孤石。

2.2花崗巖孤石分布規(guī)律

根據(jù)本項(xiàng)目調(diào)繪，出露地表的花崗巖孤石一般分布在丘陵坡地上、山間溝谷里及小河邊等。在這些地方一般為成群分布。少量分布在山頂上，分布在山頂上的一般為個(gè)體分布。

埋藏地下花崗巖孤石分布具有離散性、空間特性不規(guī)律、埋藏深度大等特征，但也存在其分布的一般規(guī)律：①主要分布于殘積土、全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化帶中；②在垂直剖面上隨著深度的增加，密度雖減少但體積增大，即“上多下少，上小下大”的總體規(guī)律特征；③當(dāng)風(fēng)化程度增強(qiáng)時(shí)，體積會減少，數(shù)量會增多[1]。

3花崗巖孤石發(fā)育程度的評估方法

目前現(xiàn)行的規(guī)范尚無花崗巖孤石發(fā)育程度分級的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。巖溶溶洞與孤石的空間特征以及其與周圍介質(zhì)屬性的突變等類似，因此，對孤石發(fā)育程度的評估方法可參照的巖溶溶洞的評估方法。評估巖溶發(fā)育的指標(biāo)有鉆孔遇洞率、鉆孔線巖溶率等。由此提出 “鉆孔遇孤石率”及“單孔遇孤石個(gè)數(shù)”這兩個(gè)相對應(yīng)的指標(biāo)來評估孤石的發(fā)育程度。

根據(jù)花崗巖地區(qū)的勘察經(jīng)驗(yàn)，對這兩個(gè)評估指標(biāo)的分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，分別為弱發(fā)育-中等發(fā)育-強(qiáng)發(fā)育-極強(qiáng)發(fā)育。見表1。

根據(jù)揭惠高速公路的初勘成果，在線路穿越小北山山脈、大南山山脈低山地貌區(qū)及惠來縣境內(nèi)濱海丘陵地貌區(qū)孤石普遍發(fā)育，鉆孔單孔揭露多個(gè)孤石，最多可達(dá)7個(gè)，粒徑最大可達(dá)5.2m。孤石風(fēng)化程度均為中～微風(fēng)化，且?guī)r芯完整，多為長柱狀，未見節(jié)理裂隙。

按項(xiàng)目完成的鉆孔統(tǒng)計(jì)，在項(xiàng)目初勘階段在孤石發(fā)育的丘陵區(qū)實(shí)施鉆孔127個(gè)，其中43個(gè)鉆孔揭露了孤石，揭露孤石77個(gè)。項(xiàng)目全區(qū)鉆孔遇孤石率：33.86%。根據(jù)表1標(biāo)準(zhǔn)劃分，按鉆孔遇孤石率，項(xiàng)目區(qū)屬孤石強(qiáng)發(fā)育區(qū)。

根據(jù)單孔遇孤石個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)，單孔孤石發(fā)育程度為“弱”的鉆孔22個(gè)，占孤石發(fā)育鉆孔的51.16%；單孔孤石發(fā)育程度為“中等”的鉆孔8個(gè)，占孤石發(fā)育鉆孔的18.60%；單孔孤石發(fā)育程度為“強(qiáng)”的鉆孔5個(gè)，占孤石發(fā)育鉆孔的11.63%；單孔孤石發(fā)育程度為“極強(qiáng)”的鉆孔4個(gè)，占孤石發(fā)育鉆孔的8.6%。由此可見，鉆孔遇孤石個(gè)數(shù)為1個(gè)的居多。

以工點(diǎn)為單位分區(qū)對孤石發(fā)育程度進(jìn)行評估，需要綜合“鉆孔遇孤石率”及“單孔孤石發(fā)育個(gè)數(shù)”這兩個(gè)指標(biāo)。分別按兩個(gè)指標(biāo)評估得出的孤石發(fā)育程度級別不同，以發(fā)育程度高的確定為工點(diǎn)的綜合孤石發(fā)育程度級別，表2為各工點(diǎn)孤石發(fā)育程度評估表。

由表2可以看出，本項(xiàng)目擬建橋梁及隧道的場地孤石發(fā)育程度一般為強(qiáng)～極強(qiáng)，其主要依據(jù)了鉆孔遇孤石率。由于在初步勘察時(shí)，完成鉆孔數(shù)量有限，鉆孔遇孤石率的統(tǒng)計(jì)樣本數(shù)較少，存在一定的偶然性。隨著統(tǒng)計(jì)樣本的增加，鉆孔遇孤石率更加科學(xué)、客觀，更能反應(yīng)孤石發(fā)育程度。

4結(jié)語

花崗巖地區(qū)在工程建設(shè)中的主要不良地質(zhì)現(xiàn)象為孤石的發(fā)育，本文根據(jù)“鉆孔遇孤石率”及“單孔遇孤石個(gè)數(shù)”兩個(gè)評估指標(biāo)提出了孤石發(fā)育程度分級標(biāo)準(zhǔn)。利用孤石發(fā)育程度分級標(biāo)準(zhǔn)，對廣東揭陽至惠來高速公路初勘的勘察成果，按工點(diǎn)對孤石的發(fā)育程度進(jìn)行了分級評估。并根據(jù)分級評估，對進(jìn)一步查明孤石分布范圍，選取有針對性的勘察方法有指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]馮濤等 廣東花崗巖地段球狀風(fēng)化地下分布特征分析[J] 鐵道建筑 2007.

[2]廣東揭陽至惠來高速公路初步設(shè)計(jì)階段工程地質(zhì)總說明[R].廣州：廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，2011.