中山市某快速路橋梁樁基溫泉承壓水勘察

唐俊，王輝 （安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088）

1 工程概述

橋梁位于中山市火炬開發(fā)區(qū)。橋梁起止樁號K6+045～K6+437，設(shè)計跨徑26×25+(27+35+30)+6×25m。根據(jù)詳勘資料，0#臺～5#墩鉆孔QZK15、SQZK24、QZK16 鉆孔有涌水現(xiàn)象，且SQZK24 鉆孔在孔深34m 處冒水，水溫在30°C～50°C。橋梁0#臺、3#墩樁基施工時揭露溫泉承壓水，與詳勘成果吻合。根據(jù)地下溫泉涌水對橋梁樁基影響處理方案的專項工程技術(shù)與分析討論意見會的專家組意見，對橋梁0#臺～5#墩段進(jìn)行施工補(bǔ)勘。

結(jié)合詳勘鉆孔揭露溫泉承壓水分布位置，本次補(bǔ)充4 個鉆孔，并在兩側(cè)進(jìn)行高密度電法測試，以查明對樁基影響的溫泉承壓水分布范圍及其水文地質(zhì)特征。鉆孔布置示意圖如圖1，其中QZK15、SQZK24、QZK16 為詳勘鉆孔，BZK1～BZK4為本次補(bǔ)勘鉆孔。

圖1 鉆孔布置示意圖

2 場地工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

橋位區(qū)地貌單元為珠江三角洲沖積平原，微地貌為海陸交互相沉積地貌，高程一般在2.71m～3.08m，地形起伏不大。

2.2 地層巖性

勘察查明，在勘探所達(dá)深度范圍內(nèi)，場地上覆第四系覆蓋層厚度一般在21.0m～29m；下伏基巖為寒武系（∈）花崗片麻巖及燕山期（γ52）花崗巖。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料（1:5萬），橋位區(qū)附近有張家邊斷裂、白石侖斷裂經(jīng)過，其中張家邊斷裂是第四紀(jì)活動斷裂。

2.3.1張家邊斷裂（F1）

該斷裂為五桂山北麓斷裂帶的主干斷裂，大致位于商檢局-南光廣場-沙崗立交橋-市公安局一帶，全長約9.6km，走向NE60°～70°，傾向北西，傾角70°～80°。斷裂的主要力學(xué)性能表現(xiàn)以壓扭性為主，中期表現(xiàn)為張性特征。張家邊斷裂是一條十分明顯的第四紀(jì)活動斷裂，沿斷裂大量構(gòu)造巖熱釋光測年為10.70±0.80 萬年。但該斷裂帶均未切割全新世地層，現(xiàn)今活動跡象不明顯，處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。第四紀(jì)活動斷裂，對地震的發(fā)生造成一定的影響。

2.3.2白石侖斷裂(F3)

該斷裂東起三仙娘山，經(jīng)張家邊西北側(cè)、白石侖山、濠頭村南至葫蘆山南沿，往西可能穿越城區(qū)，全長約6km。斷層走向NE40°～70°，傾向北西，傾角60°～70°，寬1m～3m。其力學(xué)性能表現(xiàn)為逆沖斷層。斷裂構(gòu)造巖主要由碎裂花崗巖、碎裂長石石英角巖組成，黃鐵礦化強(qiáng)烈，沿斷層面局部發(fā)育有千糜巖，圍巖有輕度硅化，對上部覆蓋的中-晚更新世風(fēng)化殘積土層沒有影響。

圖2 場地地質(zhì)構(gòu)造示意圖

張家邊斷裂與本橋相距1km 左右，白石侖斷裂與本橋相距1.5km 左右，受張家邊斷裂和白石侖斷裂及其次級斷裂影響，場地基巖風(fēng)化不均，其中0#臺至5#墩段強(qiáng)化層厚度大，巖體極破碎，0#臺位置風(fēng)化強(qiáng)烈，呈半巖半土狀，未揭穿。場地構(gòu)造裂隙和風(fēng)化裂隙也為溫泉的賦水、導(dǎo)水提供了有利的條件。

2.4 地震

區(qū)域地震強(qiáng)度不大，其分布特征是頻率高，強(qiáng)度小，小震多而大震少，震級多在3～4 級，多屬微震～弱震。其中以中山市南西5km 的環(huán)城區(qū)恒美一帶頻率最高，該鎮(zhèn)構(gòu)造上處北東向張家邊斷層南西延伸并與次級構(gòu)造沙田斷層的相交部位，地震頻發(fā)可能與這兩條斷層的活動有關(guān)。場地的地震動峰值加速度為0.10g，特征周期0.35s，橋址區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度。

2.5 水文地質(zhì)條件

2.5.1地下水

區(qū)內(nèi)地下水類型主要有松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和構(gòu)造裂隙水，局部具有承壓性。

橋址區(qū)淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)黏性土、全風(fēng)化巖含水性貧乏，透水較差，多屬弱、微透水層，起到相對隔水作用。砂層、強(qiáng)風(fēng)化巖層為透水層。勘察過程中，QZK15、SQZK24（水 溫47°）、QZK16、BZK1、BZK2、BZK3 鉆孔均有涌水現(xiàn)象，水溫在30°C～48°C，水頭一般高 出 地 面0.25m～0.50m。 專 門 對BZK3鉆孔地下水進(jìn)行了水溫測試，在鉆孔深度約58m 處測得最高水溫為50.3°C。張家邊斷裂是第四紀(jì)活動斷裂，斷裂的活動，為溫泉的形成提供了有利的構(gòu)造條件，橋址區(qū)涌水溫泉主要受張家邊斷裂控制。橋址區(qū)裂隙水具有承壓性，對本項目有一定的影響。

水頭高度、水溫測試詳見表1～表5。

BZK1鉆孔水位水溫記錄表 表1

BZK2鉆孔水位水溫記錄表 表2

BZK3鉆孔孔口水位水溫記錄表 表3

BZK3鉆孔地下水水溫記錄表 表4

BZK4鉆孔水位水溫記錄表 表5

BZK3鉆孔抽水試驗計算結(jié)果表 表6

影響半徑迭代計算表 表7

2.5.2水文地質(zhì)參數(shù)的計算

根據(jù)BZK3 鉆孔自涌情況測得涌水量，估算含水層（強(qiáng)風(fēng)化層）滲透系數(shù)。

計算公式：式中：Q—涌水量（m3/d）；M—含水層厚度（m）；S—水位降深（m）；L—過濾器長度（m）；r——抽水井半徑（m）；R——抽水影響半徑（m）。

由承壓水涌水量公式估算BZK3 位置橋樁施工時涌水量（設(shè)計提供橋址鉆孔樁樁徑為1.5m，對應(yīng)相對水頭高度0.15m）為20m3/d～65m3/d。

由于試驗過程中，BZK2、BZK4 鉆孔未封鉆孔，詳勘SQZK24 樁孔地下水一直自涌，裂隙水與孔隙水存在連通性，估算所得滲透系數(shù)、鉆孔樁涌水量比實際的要偏小。

2.5.3地下水的腐蝕性評價

根據(jù)水樣的檢測成果，橋址地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

2.5.4土的腐蝕性分析

根據(jù)易溶鹽分析,土樣對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具中腐蝕性,對鋼結(jié)構(gòu)具微腐蝕性。

2.6 地下水對施工的影響及建議

地層在地下水的浸泡下易塌孔，危及樁基礎(chǔ)施工安全及影響成樁質(zhì)量。橋址裂隙水具承壓性，影響成樁質(zhì)量。

QZK15、SQZK24、QZK16、BZK1、BZK2、BZK3 鉆孔均有涌水現(xiàn)象，水溫在30℃～50℃，孔底水溫大于50℃，設(shè)計及施工時應(yīng)注意水溫對成樁質(zhì)量的影響。

建議施工時應(yīng)采取有效護(hù)壁措施，以免影響成樁質(zhì)量，建議接高鋼護(hù)筒高度平衡承壓水壓力，必要時設(shè)降壓井等措施施工，建議采用適合高溫條件下灌注的混凝土，以保證成樁質(zhì)量。

3 物探解釋情況

第四系土層和全風(fēng)化層視電阻率值10Ω·m～50Ω·m，厚度較大，一般為22.5m～25.6m，最大厚度可達(dá)43.5m。

K5+765 右15m～K6+180 右15m段視電阻率值整體較低，下部基巖為強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖，巖體破碎富水，為高密度低阻異常區(qū)。K6+180 右15m～K6+215 右15m 段視電阻率值上低下高，下部基巖為強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖，推測巖體破碎。

圖3 右側(cè)高密度電法解譯成果圖

物探解譯巖體破碎段落（承壓水賦水層）成果與鉆探揭露地層成果基本吻合。

4 結(jié)論與建議

①橋位區(qū)附近張家邊斷裂是一條第四紀(jì)活動斷裂，但該斷裂帶均未切割全新世地層，現(xiàn)今活動跡象不明顯，處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，適宜進(jìn)行本工程的建設(shè)。

②通過補(bǔ)勘鉆孔觀測，場地承壓水水頭高出地表0.25m～0.5m，出水溫度在39℃～48℃，其中BZK3 孔內(nèi)58 米深處水溫在50.3℃，鉆孔涌水量在3.84m3/d（高出地表0.15m水頭）。

③采用樁基礎(chǔ)，建議施工時應(yīng)采取有效護(hù)壁措施，以免影響成樁質(zhì)量，建議接高鋼護(hù)筒高度平衡承壓水壓力，必要時設(shè)降壓井等措施施工，建議采用適合高溫條件下灌注的混凝土(場地存在承壓溫泉水，設(shè)計應(yīng)注意，選擇合適的混凝土品種、標(biāo)號及配合比等)，以保證成樁質(zhì)量。