某高速公路工程水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

劉和++李小萌

摘要： 以云南某高速公路擴(kuò)容工程為例，主要從水文地質(zhì)條件方面，對(duì)該高速公路工程地質(zhì)情況進(jìn)行了勘察，分段評(píng)價(jià)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(bào)告等提供地質(zhì)資料。

Abstract： This paper taking the Yunnan expressway expansion project as an example， mainly from hydrogeological conditions， takes a survey to the geological conditions of the expressway engineering， makes a segmentation evaluation of the whole engineering geological conditions， in order to provide geological data for drawing up route alignment， the bridge site， tunnel engineering schemes comparison and selection and the feasibility research report.

關(guān)鍵詞： 高速公路；水文地質(zhì)條件；評(píng)價(jià)

Key words： expressway；hydrogeological condition；evaluation

中圖分類號(hào)：P641.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）22-0149-02

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(chē)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(chē)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(kuò)容建設(shè)對(duì)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(shì)兩頭低，中間高，最高點(diǎn)為九頂山頂海拔2800米，其次為天子廟坡頂海拔2419米，最低點(diǎn)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(duì)高度小于150米；垅狀起伏低山丘陵地貌相對(duì)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(jí)剝夷面，高程2300-2500米為二級(jí)剝夷面，高程2100-2300米為三級(jí)剝夷面，高程1900-2100米為四級(jí)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(jí)階地，Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)階地較發(fā)育，階面平坦，高出河水面2至6米，長(zhǎng)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(duì)切割深度500至1000米。鋸齒狀山頂和魚(yú)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。現(xiàn)分述如下：

①硬質(zhì)巖組：弱風(fēng)化粗粒和細(xì)粒長(zhǎng)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(jiān)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(jiān)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(jiān)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(zhǎng)片麻巖等，巖石堅(jiān)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(diǎn)至祥云沙龍附近及大江西村至深長(zhǎng)村一帶，一般埋深10至15米；弱-強(qiáng)風(fēng)化的長(zhǎng)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(qiáng)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(qiáng)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(diǎn)附近。炭質(zhì)板巖主要分布于小官村水庫(kù)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)烈，多呈碎石及碎粒狀，遇水侵泡后可呈砂狀，力學(xué)強(qiáng)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(qiáng)風(fēng)化的泥質(zhì)粉砂巖泥巖互層：該類巖石力學(xué)強(qiáng)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(diǎn)至紅土坡均有分布；全-強(qiáng)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(qiáng)度低，分布于小官村水庫(kù)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(wú)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(wú)水時(shí)呈硬塑至半堅(jiān)硬狀，雨季呈軟塑至流塑狀；殘積土由于未經(jīng)搬運(yùn)，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(shí)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(shí)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(cè)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(diǎn)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(qiáng)風(fēng)化狀，一般泉水流量l至2升/秒，富水性強(qiáng)。

④蒼山群變質(zhì)片巖、片麻巖，面裂隙率15%，富水性強(qiáng)，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(qiáng)，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(bǔ)給來(lái)源主要靠降雨補(bǔ)給，孔隙水除靠降雨補(bǔ)給外，山區(qū)裂隙水巖溶水也是其補(bǔ)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(guò)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638 m3/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(jiǎn)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·H CO3-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，其化學(xué)類型見(jiàn)表1。

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，根據(jù)資料西洱河段水質(zhì)分析見(jiàn)表2。

3 結(jié)語(yǔ)

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(qiáng)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(wèn)題為：斜坡不穩(wěn)定問(wèn)題，挖方路段邊坡開(kāi)挖后易誘發(fā)工程滑坡，因此建議挖方路段加強(qiáng)邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)；斜坡路堤段易產(chǎn)生側(cè)向滑移破壞，建議加強(qiáng)支擋結(jié)構(gòu)。

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