Mmjvab国家重点公路粤赣高速公路合水至热水段工程地质勘察报告x
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生命是永恒不断的创造,因为在它内部蕴含着过剩的精力,它不 断流溢,越出时间和空间的界限,它不停地追求,以形形色色的 白我表现的形式表现出来。
国家重点公路粤赣高速公路 合水至热水段工程地质勘察报告 (K45+200?K89+000)
一、概述
(一)任务依据和勘察目的
1、 任务依据
依据广东省-一657 号“关于委托进行粤赣高速公路埔前至老城勘察
设计工作的函”及广东省 -- 函[2002] 1040 号“关于印发粤赣高速公路上
陵至埔前段可行性研究报告评审意见的函” ,于2002年10月?11月进行
了合水至热水段工程地质初勘、初步设计工作。
2、 勘察目的
、初步查明沿线不良地质条件、特殊性岩土的类别、范围、性质,
评价对工程的危害程度,提供避绕或治理对策的地质依据。
、初步查明场地地基的地质条件,为选择构造物结构和基础类型 提供必要的地质资料;
、查明沿线地震基本烈度;
、提供编制初步设计文件所需的地质初勘资料
(二)工程地质勘察工作概况
1、 勘察要求
按照国家及交通部有关规范、规则和我院〈〈国家重点公路阿(荣旗) 深(圳)公路(粤境段)上(陵)埔(前)高速公路初勘阶段工程 地质勘察技术要求》进行勘察。
2、 勘察方法
采用地质测绘、钻探、原位测试、室内试验等综合勘探方法。
3、 钻孔布置
(1) 钻孔编号
路基:勘探孔编号为 Zia-0- X, Zi —表示初勘阶段钻孔, A —表示路线
A方案,K —表示路线 K方案;0 —X表示0~10km间的钻孔代号, 1 — X表
示10 ~ 20km间的钻孔代号等。
桥、隧、互通:勘探孔编号为 Zi-桥、隧名-x, Zi —表示初勘阶段钻
孔,x表示桥、隧工点的钻孔代号。
(2) 钻孔布置
结合地质条件, 小桥涵结合路基一般 500?1000m路线中心布置一孔,
特殊路基工点每处布置 1~2孑L,中桥布置 1~2孑L;大桥一般 3~5孑L,
特大桥及地质复杂大桥一般 5~7孑L,全段控制性的布置了标贯试验和静
力触探测试,水、土、石取样。全段共布机动钻孔 86孑L、静力触探 29孑L。
(3) 钻孔深度的控制
勘探孔分一般性钻孔(鉴别孔)和控制性钻孔(技术孔) ,其比例1:
1 °控制性钻孔一般钻至基岩弱风化层( W2) 5~8m;一般性钻孔钻至基岩
弱风化层3~5m。
4、勘察日期及完成工作量
5
5、勘察执行标准及参考用书
本段勘察于 2002年10月18日进入现场,于 11月25日完成外
业工作,11月底?12初完成地质勘察报告的编写工作
本段勘察投入的主要设备如下:
GY-50型钻机和 XJ-100型钻机,26台次;
Leica TC180 全站仪,2 套;
◎动力触探 26套;静力触探仪 2套。
◎照相机,3部。
本段勘察完成工作量见下表:
合水至热水段初勘主要工作量一览表
序
号
工作项目
单位
工作量
备注
1
钻探
m/孑L
1444.85/86
2
标准员入试验
次/孔
103/45
3
静力触探试验
m/孑L
141.8/29
4
土样
组
23
每组两件
5
水样
组
8
6
岩样
组
50
每组两件
7
孔位测量
孔
115
8
地质测绘填图
Km
88
1:10000
9
观测点
个
81
(1)《公路工程地质勘察规范 》(JTJ064 — 98)
(2 )〈〈公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTJ024 — 85)
《公路工程石料试验规程》 (JTJ054 — 94)
《公路土工试验规程》 (JTJ051 — 93)
《公路工程抗震设计规范》 (JTJ004 — 89)
《公路工程水质分析操作规程》 (JTJ056 — 84)
《工程测量规范》 (GB50026— 93)
《岩土工程勘察规范》 (GB50021 — 2001 )
〈〈公路软土路基路堤设计与施工技术规范》 (JTJ017 — 96)
6、 资料利用情况
本工作中参考了〈〈国家重点公路阿(荣旗)深( 圳I )公路(粤境段) 上(陵)埔(前)高速公路工程可行性研究报告》地质部分,连平幅、 河源幅区域地质图、水文地质图( 1 : 20万及1 : 5万)及区域地质报告、
水文地质报告。
7、 勘察资料质量综述
本次勘察过程中,严格按照我院 ISO9001质量管理体系,加强质量管
理,严格执行国家及交通部有关公路勘察规范, 钻孔采用全站仪实地放测,
采取的水、土、石样品具有代表性,资料整理符合交通部公路设计文件编 制办法的组成内容,岩土设计物理力学参数采用试验指标数理统计、现场 原位测试并结合有关规范的经验提出,真实可靠,基本满足了初步设计阶 段工程地质勘察深度要求。
二、白然地理特征
地形地貌及气象
1、地形地貌
本段公路主要经过绣缎、莲塘、石源、金史、灯塔至热水。其 中绣缎至灯塔位于灯塔盆地的缓丘平原上,地面高程110?260 m, 盆地边缘岭峰高程度360 m,主要由白垩系地层组成,山坡坡度较缓, 一般在10°左右,河谷切割不深,为U形谷及缓坡谷,两岸发育有 二级阶地,水系主要为忠信水及支流黄沙河。灯塔至热水位于低山 丘陵区,绝对高程一般200?300m,最高峰870 m;地形遭受强烈的 切割,沟谷多呈V形,山坡坡度较陡,岸坡较为对称,分水岭纵剖 面呈微波形。
在平原及山丘间地表多辟为农田,山坡地段植被发育。沿线各 镇均有公路相通,但在部分离国道205较远的路线,其交通较为困 难,总的说来,交通较为便利。农作物以谷物、果林为主。
2、气象
本区属亚热带季风区,气候温和,雨量充沛。多年平均气温 19.5?39.2 C ,极端高气温39.2 C ,极端低气温-5.4 C。冬季1?2 月份常见霜雪及冰冻。
多年平均降雨量1793.2mm ,最大降雨量2732mm,最小降雨量 1050.9mm。每年5月至8月为丰水期,降雨量占全年的70%, 11月 至次年2月为枯水期,降雨量占全年的7%o多年平均蒸发度 1449.2mm ,最大蒸发度1825.7mm ,最小蒸发度1043.4mm ,平均相对 湿度78.9%。
测区内风季长,风力弱,风向随季节变化而变化,冬季多北风 及西北风,夏季多东南风。平均风力2?3级,最大可达6?7级, 偶尔可达8?9级。平均风速为2.3米/秒。
(二)地层岩性
本段内岩浆岩地段表层风化带较厚,基岩多被覆盖,沟谷有第四系 坡洪积、冲洪积土层覆盖,下伏基岩有燕山期花岗岩、石英闪长岩,石炭
系砂岩、泥岩等,白垩系砂、泥岩、砾岩,侏罗系砂、砾岩。现从 新到老
分述如下:
人工填筑土( QT):杂色,松散,成分为花岗岩、砂岩角砾及碎
石夹土,为人工回填及采石场弃土,一般厚 0?5m。属HI级硬土。
第四系冲、洪积层( Qal+Pl )
1 >粘土:红黄、黄色,软塑~硬塑,一般含有砂、砾,一般 厚0?5m,属II级普通土。
2>淤泥:深灰、灰黑色,软?流塑状,含有机质及腐木,厚 0- 2m,零星及透镜状分布, 属I级松土。
(3)粉土:灰、黄等色,中密,稍湿~饱和,一般含有少量砂 砾,一般厚0?5m,属II级普通土。
4>砂:黄色、灰色、灰黄色,松散?中密,稍湿?饱和,主 要为细砂,含少量粘粒及粉粒,厚0?3m,属I级松土。
5 >粘土质砾:黄色、灰黄色、杂色,松散~中密,稍湿~饱 和,厚0?2m,属II级普通土。
6 >碎石土:黄色、杂色,松散~密实,稍湿-饱和,成分复 杂,厚0?2m,属HI级硬土。
〈7〉卵石土:黄色、杂色,松散~中密,稍湿~饱和,成分复 杂,磨圆度较好,厚0?3m,属HI级硬土。
第四系滑坡堆积(Q侦)
〈1〉粉土:红黄、黄色,杂色,硬塑、局部软塑,一般含有砂、 角砾,厚1 ~ 3m,属II级普通土。
2 >碎石土:黄色、杂色,松散,稍湿~潮湿,成分复杂,厚
1?5m,属HI级硬土
第四系崩、坡积层(Q")
粉土:杂色,松散,稍湿,夹有粘性土及碎石、角砾,厚1~ 2m,属II级硬土。
第四系坡、残积层(Qf)
1 >粘土:红黄、暗红、紫红等色,软塑?硬塑,一般含有砂、 砾,厚0?5m,属II级普通土。
2>粉土:灰色、暗红、紫红等色,松散?中密,稍湿,一般 含有砂砾,厚0?5m,属II级普通土。
(3)粘(粉)土质砂:黄、红黄等色,中、粗砂为主,中密, 稍湿?潮湿,厚0?5m局部较厚,属II级普通土。
白垩系上统灯塔群(kdri)
泥质粉砂岩、砂岩、局部砾岩、粉砂质页岩:暗紫红色,较硬, 泥、钙质胶结,粉砂质结构,中厚?厚层状构造。裂隙较发育。
其中:全风化层(W4)为棕褐色、紫红色,软,一般厚0?3 米,属II级普通土;强风化层(W3)为棕褐色、紫红色,一般厚0? 3米,属m级硬土;弱风化层(W2):暗紫红色,较硬,稍完整, 为IV级软石。
侏罗系下统蓝塘群(Jin )
砂岩、砾岩:灰、灰紫色,岩质较硬,砂、砾质结构,中厚~ 厚层状构造,节理、裂隙较发育。
其中:全风化层(W4) 一般厚0?2米,属II级普通土;强风 化层(W3) 一般厚0?2米,属HI级硬土;弱风化层(W2)完整, 属V级次坚石。
石炭系下统大塘阶测水组(Gdc)
砂岩、泥岩:灰、灰白色,砂岩岩质坚硬,砂质结构,中厚 厚层状构造,节理、裂隙较发育,硅质胶结。
其中:全风化层(W4) 一般厚0?2米,属II级普通土;强风 化层(W 3) 一般厚0?2米,属HI级硬土;弱风化层(W 2)岩质坚 硬,完整,属V级次坚石。
燕山期花岗岩(y 52 (3))
灰、灰绿、肉红色,坚硬,中粗粒花岗结构,块状构造,表层 裂隙较发育。
其中:全风化层(W4)为黄色、红黄、灰白等色,遇水易散, 一般厚0?15米,属II级普通土;强风化层(W3)为黄色、灰黄色, 厚一般厚o?5米,属m级硬土;弱风化层(W2):灰色?肉红色, 坚硬,属V级软石。
本段花岗岩出露区局部见辉绿岩、辉长岩侵入。
(三)地质构造及地震
1、地质构造
本段位于粤桂湘赣褶皱地带,属华夏系构造带与南岭东西复杂 构造带复合交接的地段,区域构造经历了长期频繁的活动而发育形 成东西向与北东向构造体系。在中生代出现了更为强烈的活动,并 引起了地壳下酸性熔岩的多次侵入。受此影响,段内的岩层产状变 化很大。段内绣缎至灯塔为灯塔构造盆地,灯塔至热水断裂构造较 为发育,现将各构造描述如下:
灯塔构造盆地:位于绣锻至灯塔一带,轴向长约45Km,宽约 20Km,轴向大致呈北东~南西向,盆地岩层基本为上白垩系灯塔群 砂泥岩地层,岩层倾角白盆地边缘呈微波状向盆地逐渐变缓,由 10?25 变为5 ?10 。
灯塔-客家水断裂(F3):该断层与路线大角度(70°)相交于
K83+830 ,沿灯塔盆地的东南缘延伸,断裂长约23Km,该断裂为压
扭性逆掩断层,呈N50?60 ° E的方向延伸,倾向南东,倾角30? 53 ,其下盘为上白垩统灯塔群砂泥岩地层,上盘为侏罗系蓝塘群 砂、砾、页岩和燕山期花岗岩等。断层破碎带见硅化构造岩及构造 角砾岩。
人字石断裂(F2):该断裂发生于新丰江岩体内,向西南延伸穿 越侏罗系蓝塘群、高基坪群、官草群等地层,与本段路线呈约45° 角度相交与K88+570处,属压扭性逆断层,呈北东向延伸,倾向南 东,倾角较陡(74 ° ),断层破碎带较宽,破碎带见硅质构造岩和花 岗压碎岩。
2、地震
根据国家 质量技 术监督局 2001年发布的〈〈中国 地震动参 数区划 图》 (GB18306-2001 )全线地震动参数划分如下:地震动峰值加速度为 0.05g
(对应的地震基本烈度为VI度) ,地震动反映谱特征周期 0.35s。
三、水文地质条件
1、 地表水
段内水系主要为新丰江的支流忠信河及黄沙河,河面较宽,一 般为100?200m,水深流急,水能蕴储量大,沿河修建有水电站; K 86以后地表水汇入热水河直入东江;接受大气降雨布给,四季动 态较大。
2、 地下水
地下水主要为第四系孔隙潜水及下伏基岩裂隙水,第四系潜水 主要赋存于河谷、冲沟中的砂、砾石及卵石层中,埋深浅,富水性 一般,受地表水及降雨影响明显;基岩裂隙水主要赋存于花岗岩、
砂岩类强风化及弱风化层中,富水性弱,埋深大,含水量一般。主 要补给来源为大气降水、河水,河谷及冲沟是地下水的主排泄场所。
3、地表水及地下水的腐蚀性
本次勘察段内共进行了 8组水样取样分析,其中地表水样5组, 地下水样3组,根据〈〈公路工程地质勘察规范》(JTJ064-98 )标准 判断,地下水及地表水对混凝土一般不具有腐蚀性。
四、不良地质与特殊地质现象
.滑坡
段内滑坡零星分布于残丘中下部残积土层中,因风化土层厚, 白然或人工边坡较陡,遭受长期的地表水作用,特别时暴雨后,土 体饱水,强度急剧降低,土质边坡便失稳产生滑坡;通过地质测绘, 本区内共发现5个大小不等的滑坡,滑体规模一般10- 600m3,最 大滑坡规模60000m 3,滑体厚度1?5m, 一般远离路线,个别出露在 路线中心附近,详情见〈〈不良及特殊地质一览表》
.崩塌
由于段内以砂岩、花岗岩类为主,岩体遭受地质作用时间长, 节理裂隙发育,破碎、全风化及强风化层较厚,白然地面坡度一般 较陡,陡坡上岩土体就容易失稳,产生崩塌。在野外地质调绘中仅 发现2处崩塌离路线较近,崩塌规模110?150m\ 详情见〈〈不良及 特殊地质一览表》。
.顺层
段内顺层主要分布于砂、泥、砾岩地段,岩层走向与路线呈小角度
(一般30-40 ,局部近平行路线)相交,岩层倾角 15° -41 ° ,加之外
倾节理的影响, 一些深路堑挖方 段可能产生顺层 滑坡,详情见 〈〈不良及
特殊地质一览表》
值f
值f m,标准差(T
f,变异系数3、标准值 f k的计算公式为:
4、软土
段内丘间洼地、河谷平原第四系冲、洪积层中零星、透镜状分布有薄
层淤泥、淤泥质土,埋深 0?5米,厚度0.5?2.0米,软?流塑状,具高
压缩性,力学强度低,对高填方路基和涵洞工程有影响 ,详情见〈〈不良及
特殊地质一览表〉〉。
五、 全段工程地质条件及路线方案评价
段内地势较缓,冲 洪积土层一般沿河谷、槽地呈带状分布,厚度
2 ~ 10米,分布不稳定,坡洪积一般沿冲沟及两侧分布,厚度0 ~ 5 m,残坡积土层分布较广,厚度一般0 ~ 5米,全风化层,强风化层, 厚度5?30米,分布较连续;段内不良及特殊地质主要有顺层、滑 坡、崩塌、浅层软土;地下水埋深一般较深,渗透性差,仅河谷、 冲沟地带冲洪积层中地下水埋深稍浅,富水性稍好,地表、地下水 一般不具有腐蚀性;区内新构造运动较弱,虽发育有断裂构造,但 对工程影响不大,区域地质稳定较好,全段工程地质条件较好,适 宜筑路。
本次所选K线方案及比较线方案基本上沿同一地貌单元行进, 经过的地形地貌、地层岩性、构造单元基本相似,地质条件不控制 路线方案。
六、 重点工程地质条件评价
石塘下大桥(K59+160.5 ?K59+277.2 )
丘间冲沟地形,地表覆土厚 2?8m,下伏基岩为泥质粉砂岩。风化带
厚1?2m。该桥各墩台均可考虑明挖基础 ,置于下伏较完整的弱风化层中,
地下水较丰富,地下水对混凝土无侵蚀性,无其他不良地质现象,工程地 质条件较好。
黄沙河大桥(K67+700?K67+852 )
跨黄沙河河床阶地,黄沙河宽 80 m,地表4?5m厚粉土及细砂,下
伏基岩为泥质粉砂岩。风化带厚 2~ 4m。该桥各墩台均可考虑明挖基础,
置于下伏较完整的弱风化层中, 地下水较丰富,地下水对混凝土无侵蚀性,
有河流冲涮现象,工程地质条件较好。
新塘大桥(K73+938 ?K74+072.8 )
丘间冲沟地形,地表为 2.5?4m的粘性土、粉土及细砂、砾石覆盖,
下伏基岩为泥质粉砂岩, 风化带厚1 ~ 5m,该桥各墩台均可考虑明挖基础, 置于下伏较完整的弱风化层中, 地下水较丰富,地下水对混凝土无腐蚀性,
无不良地质现象,工程地质条件良好。
.铁旗峰大桥( K88+920.9 ?K89+094.2 )
低山丘陵沟谷地形 ,跨越205国道,地表为13?17m的粘性土、粉土及 粘、粉土质砂。下伏基岩为花岗岩,岩层风化带厚 3 ~ 9m,桥各墩台宜采
用桩基,置于下伏较完整的弱风化层中,地下水不具腐蚀性。无其他不良 地质现象,工程地质条件一般。
段内其他各各大桥及各方案大桥工程地质条件基本相似。
.龙祖山隧道( K86+220?K86+555 )
穿越低山丘陵,进出口均有覆土,岩层风化层较厚,岩性为辉绿岩, 节理较发育,进出口围岩类别低,应加强临时支护和地表排水。
七、岩土物理力学统计指标及设计参数建议值
统计方法 按岩土层 室内试验的物理 力学指标分别进 行统计,各种参 数的平均
f f m( f )/n
m i
1 n 之(f/
1 [ f 11——]
n 1 i 1 f 1
fk Ys?fm
/ ,1.704 4.678、
Ys 1 -^)
岩、土物理力学指标
式中f i —岩土参数测试值
n—参加统计的子样数
Y,一统计修正系数,式中正负号按不利组合考虑
(二) 统计数据的可靠性
统计数据源于试验资料,试验样品源于采样。 本次勘察工作中对岩
土岩的采取及进行室内试验均严格按相关规范执行,原位测试也严 格按规范要求进行,方法得当,数据合理,具有较好的代表性,但因地 层岩性的不均一性及岩相的变化,各种测试方法提供各种相同数值时具有 差异性,所以,所统计的各种数值是经过分析筛选后,结合各种 规范及经
验,才提供设计的。
(三) 室内试验指标统计汇总表
表为:本段岩石物理力学指标统计表。
表 为:本段粘性土物理力学指标统计表。
表为:全段水质分析成果汇总表。
(四) 原位测试成果汇总表
表为:全段各土层标贯试验成果汇总表。
表为:全段软土静力触探试验成果汇总表。
(五) 设计参数建议值
根据各岩土层统计分析计算出的物理力学指标标准值,结合有关
\
土层\\物理、力学
容重
Y
kN/m3
粘聚力
C
KPa
内摩察角
0
桩周极限
摩阻力
KPa
饱和单轴
极限抗压
强度
MPa
容许承载
力
KPa
粘土
18.5
10 ?25
15 ?20
30 ?50
120 ?200
粉土
17
5?15
20 ?25
20 ?40
120 ?200
砂
17
/
30 ?35
35 ?60
120 ?180
粘土质砾
18
/
35
70
200 ?250
碎石土
19
/
35 ?40
140 ?180
250 ?300
卵石土
19
/
35 ?40
140 ?180
300 ?350
砂岩
W4
60
250
W
200
400
W2
15
1000
泥质粉砂岩、
砾岩
W4
60
200
W
180
350
W2
10
800
花岗岩
W4
80
250 ?300
W
220
400
W2
30
2000
八、环境工程地质
八、环境工程地质
规范及我院工作经验,提出岩土层物理力学指标设计建议值如下表:
段内属东江水源保护区,植被发育良好,白然环境优美,是良 好的旅游区,区内农田稀少,土地比较肥沃、珍贵,高速公路选线 时应考虑保护环境,少占农田、果林,采用低填低挖和桥的形式通 过;做到挖填平衡,段内如有弃方应设置专门的弃土场地,严禁乱 堆乱弃,以免形成工程滑坡和泥石流,对当地的工农业生产及人民 的生活造成危害。
九、工程措施建议
1、 桥涵基础类型及埋置深度
段内覆土及基岩全强风化层普遍较薄, 桥涵的墩台建议多采用明挖基
础,个别桥址区覆土较厚, 可采用桩基,基础均应置于基岩的弱风化带 (W)
一定深度内;施工时注意加强基坑排水和临时支护,河谷地段基坑施工应
预防涌泥涌砂,到持力层以后及时清底和下基封闭, 严禁长期暴晒和浸泡,
以免降低持力层强度。
2、 隧道工程
段内隧道进出口普遍存在风化土层,岩层节理发育,围岩类别低,施 工时应加强进出口临时支护和地表的排水工作, 洞内施工时加强通风和监
测工作。
3、 路基工程
段内路基填方地段,覆土一般无软弱土及液化土,地基土一般不会产 生不均匀沉降问题;局部丘间洼地、河谷平原、水田地段和浸水湿地及陡 坡地段设计施工时应考虑对表层软土和杂草的清除, 必要时对较厚软土层
进行清除换填或碎石桩等加固处理; 施工时需分层夯实填筑并控制填筑速
度,做好表水排水工作。
段内挖方地段,地层岩性为砂岩、花岗岩类及泥质粉砂岩、砾、页岩, 花岗岩区段风化层较厚,节理较发育,岩体破碎,边坡不宜过陡,应分级
预留平台,同时加强高边坡的挡护和绿化,做好天沟和边沟的排水工作
段内分布的一些土质浅层滑坡和崩塌,一般规模较小,对构筑物影响
小或无影响,个别路线附近滑坡可采用挖方清除、 抗滑及排水等措施处理。
十、存在的问题及下阶段应注意事项
(一) 存在的问题
由于本阶段勘探和勘测同时进行,路线方案根据工程数量不断优化, 致使部分钻孔偏离路线中心,个别工点无钻探孔控制,工点地质资料只能 参考附近钻探孔填绘。
(二) 下阶段应注意事项
、进一步 采用综合勘 察手段,查明段 内覆土、浅层软 土分布范围、 厚度及埋深等。以便为工程设计和处理供可靠的地质依据。
、加强地下水、地表水水质复查,取样密度应加大。
3、对重大工点及有可能影响工程方案的不良地质地段做深入细致的
勘察工作,特别是查清基础持力层下 3?5m范围内的岩性组合关系和风化
程度。