某互通连接线LK3+465~LK3+620段两侧深路堑地质特征研究

邵亚红

摘要 文章在收集相关资料的基础上，采用工程地质调绘、钻探、挖探及物探等手段对该深路堑进行了综合勘探。通过上述工作，深路堑区域构造环境相对稳定，适宜该工程建设；边坡开挖主体为①层粉质黏土、②1～②3层全～中风化凝灰岩，土石类别主要为Ⅱ～Ⅴ级；该段深路堑总体为土石二元坡，右侧边坡可能发生局部坡面顺层滑塌，正常工况下处于基本稳定状态。

关键词 某互通立交及连接线工程；详细工程；地质特征

中图分类号 P618.4文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）03-0090-03

0 引言

在收集相关资料的基础上，采用工程地质调绘、钻探、挖探及物探等手段对该深路堑进行了综合勘探。共完成地质调绘1/2 000地形图0.3 km2，钻孔85 m/2孔，探坑进尺13.9 m/2孔，物探面波288 m/9孔，物探地震折射480炮·点。通过上述工作，查明了该深路堑范围内的工程地质条件，为施工图设计提供了必要的地质依据及设计参数。

1 场地工程地质、水文地質条件

1.1 地形、地貌

深路堑区位于沿江丘陵平原，微地貌为低丘[1]。路线沿丘顶穿越。深路堑所处位置地面高程17～65 m，相对高差48 m，自然坡度一般在30 °～40 °，局部较陡，坡面植被较发育。

1.2 地层

根据勘察工作表明，在勘探所达深度范围内，深路堑区岩性为侏罗系赤沙组（J3c）凝灰岩，上覆薄层残坡积粉质黏土。结合地质调绘、钻探及物探资料[2]，场地地层具体工程地质特性分别阐述如下：

①粉质黏土：黄褐色，硬塑，含约20%粒径2～4 cm碎石，层厚约0.8～2.8 m，面波波速Vm=126～200 m/s，属于Ⅱ级普通土。

②1全风化凝灰岩：灰黄色，原岩结构构造已破坏，岩石风化呈土状、砂土状，层厚约2.3 m，面波波速Vm=274 m/s，属于Ⅲ级硬土。

②2强风化凝灰岩：灰黄色，凝灰结构，块状构造，岩石风化强烈，风化不均，节理裂隙很发育～极发育，岩体破碎～极破碎，岩芯呈短柱状、块状及碎块状，层厚约0.7～19.3 m（未揭穿），面波波速Vm=560～815 m/s，属于Ⅳ级软石。

②3中风化凝灰岩：灰黄色，灰白色，凝灰结构，块状构造，岩石风化不均，岩性软硬不均，节理裂隙发育，局部很发育～极发育，岩体较破碎，局部破碎，据BPSZK-3钻孔揭露，局部差异风化明显，中、强风化呈交替断续分布，该次根据物探地震折射及面波解译成果定为中风化。面波波速Vm=1 340～1 570 m/s，属于Ⅴ级次坚石。

1.3 地质构造

根据收集资料和勘察工作，深路堑区未发现褶皱和断层。根据工程地质调绘，场地内基岩节理裂隙很发育～发育，局部极发育，该次勘察通过工程地质调绘，节理产状及发育密度详见表1。

1.4 水文地质条件

该路堑段地下水主要为基岩裂隙水[3]，大气降水垂直入渗补给是地下水的主要补给方式。地下水位为29.5～30.2 m，地下水受大气降水影响较大，设计时应考虑雨季地下水位变化对路堑的影响。

根据区域水文地质资料和该互通立交水质分析成果资料[4]可知，地下水对混凝土结构和钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。

1.5 不良地质及特殊性岩土

深路堑区不良地质主要为危岩，未见特殊性岩土发育[5]。

深路堑区大桩端外侧由于采矿形成了临空面，发育危岩体，危岩体大小不一，受降雨或开挖等外界环境扰动，易形成崩塌地质灾害[6]。

2 工程地质评价

2.1 各岩土层参数

根据勘察结果，参考《公路路基设计规范》（JTG D30—2015）及同类工程经验数据，深路堑段各岩土层物理力学参数见表2。

2.2 边坡开挖

根据勘察工作，该段深路堑挖方土石的主体为①层粉质黏土、②1～②3层全～中风化凝灰岩。各层坡度采用建议见表3。

2.3 边坡稳定性分析及评价

边坡的稳定性安全系数（Fs）按照《公路路基设计规范》（JTG D30—2015）取值（见表4），在正常工况下，边坡稳定安全系数取值1.25；在非正常工况下，边坡稳定安全系数取值1.15。边坡稳定性评价标准参照《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）的规定。

路堑段所处微地貌单元为低丘，总体地形为路线中间高，两侧低，自然边坡坡度在30 °～40 °，局部较陡，植被较发育。路堑段场地残坡积层粉质黏土层厚约0.8～

2.8 m；全风化层厚约2.3 m，原岩结构构造已破坏，岩石风化呈土状、砂土状；强风化凝灰岩节理裂隙很发育～极发育，岩体破碎～极破碎，层厚约0.7～19.3 m；节理裂隙很发育，局部极发育，岩体破碎，局部极破碎，据BPSZK-3钻孔揭露，局部差异风化明显，中、强风化呈交替断续分布，该次根据物探地震折射及面波解译成果定为中风化。边坡总体为土石二元坡，自然边坡稳定。

该段边坡走向方位角为156 °，左侧边坡开挖边坡倾向为247 °，右侧边坡开挖边坡倾向为67 °。根据开挖后边坡倾向、坡率（1∶0.75～1∶1.25）及结构面产状作赤平投影图（见图1）。

根据上述分析，该段边坡段右侧最大刷坡高度约21 m，左侧拟最大开挖高度约31 m，场地全、强风化凝灰岩岩性极软～软，厚度较大，岩体节理裂隙很发育～极发育，根据赤平投影分析，左侧边坡：J4与J3、J3与J6相交于左侧坡面外侧，易发生楔形体滑塌；J1、J6结构面陡倾，可能发生崩塌、掉块；J4节理与右侧边坡呈小角度相交，且J4倾角＜坡角，可能发生局部坡面滑塌。右侧边坡：J1与J6、J2与J4、J1与J3、J1与J5交线位于右侧坡面外侧，易发生楔形体滑塌；J1、J6结构面陡倾，可能发生崩塌、掉块；J2节理与右侧边坡呈小角度相交，且J2倾角＜坡角，可能发生局部坡面滑塌，综合判断正常工况下，岩土体含水率较低，并具有较高的抗剪强度参数，边坡开挖后基本稳定；在暴雨状况下，岩土体长时间浸水后，抗剪强度迅速衰减，随着地下水位升高，土体重度增大，可能产生局部坡面滑塌、楔形体滑塌或崩塌、掉块。

2.4 防护加固措施

结合边坡高度、巖体结构及稳定性分析[7]，建议左侧边坡主体按1∶0.75～1∶1.25放坡，右侧边坡主体按1.00～1∶1.25放坡，台阶宽度宜为2 m。为防止降水入渗边坡，坡面风化开裂及深层滑塌，建议左侧边坡采用主动防护网结合混凝土框架加固，框架内植生袋植草绿化，同时清除边坡上部松散土石体，右侧边坡混凝土框架（锚杆）对坡体进行加固，框架内植生袋植草绿化，同时清除边坡上部松散土石体。

2.5 防排水措施

由于地表水或地下水渗入易造成潜在的危害，应设置好防渗及排水措施，在坡顶外5 m设截水沟、坡体内设支撑盲沟、平台及坡脚设排水沟，将坡面汇水排出坡体外，并不得在影响边坡稳定范围内积水。

2.6 弃土利用材料试验

该段高边坡挖方土石的主体为粉质黏土（含碎石）、强～中风化凝灰岩。该次勘察采取了粉质黏土（含碎石）、凝灰岩加工并进行了路基填料试验，即砾/角砾土（主要为残坡积土、强风化凝灰岩），该层素土最大干密度为1.77 g/cm3，最佳含水率为13%，压实度96%、94%、93%的CBR值分别为40.2%、31%、25.9%，能满足路基填筑料的要求，但凝灰岩易风化，稳定性较差，建议作为下路堤填料。

3 结语

3.1 结论

（1）该次勘察结果表明，深路堑区区域构造环境相对稳定，未见全新世断层活动迹象，适宜该工程建设。

（2）深路堑位于沿江丘陵平原，微地貌为低丘，自然边坡稳定。

（3）根据《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015），深路堑区基本地震动峰值加速度为0.05 g，基本地震动反应谱特征周期为0.35 s。

（4）边坡开挖主体为①层粉质黏土、②1～②3层全～中风化凝灰岩，土石类别主要为Ⅱ～Ⅴ级。

（5）该段深路堑总体为土石二元坡，按坡率1∶0.75～1∶1.25开挖后边坡可能产生楔形体滑塌、局部坡面滑塌及掉块，右侧边坡可能发生局部坡面顺层滑塌；开挖边坡正常工况下处于基本稳定状态，非正常工况Ⅰ下可能产生局部坡面滑塌、楔形体滑塌或崩塌、掉块；建议左侧边坡采用主动防护网结合混凝土框架加固，框架内植生袋植草绿化，同时清除边坡上部松散土石体，右侧边坡采用混凝土框架（锚杆）对坡体进行加固，框架内植生袋植草绿化，同时清除边坡上部松散土石体。

（6）结合边坡高度、岩体结构及稳定性分析，建议左侧边坡主体按1∶0.75～1∶1.25放坡，右侧边坡主体按1.00～1∶1.25放坡。

（7）深路堑区不良地质主要为危岩，未见不良地质发育。深路堑区大桩端外侧由于采矿形成了临空面，发育危岩体，危岩体大小不一，受降雨或开挖等外界环境扰动，易形成崩塌地质灾害。

（8）根据区域水文地质资料和该互通立交综合水质分析成果资料可知，地下水对混凝土结构和钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

3.2 建议

（1）项目区降水量大，暴雨降水量强度大，持续时间长，地表水或地下水渗入易使岩土体工程地质性质恶化，特别是大面积持续性暴雨及阴雨天气，暴雨对边坡冲刷、入渗，极易造成边坡局部失稳，应在边坡体上方坡口线5 m外设置截水沟，台阶设置排水沟，坡面设置好防渗及排水措施，完善边坡排水系统。

（2）边坡应严格按照设计进行施工，尽量避开雨季施工，开挖后应及时施工，避免无序大填大挖，并及时封闭，严禁开挖后长期放置暴晒、雨淋。

（3）施工过程中应进行动态设计和信息化施工。

（4）人工开挖边坡应尽量减少对山体植被及周边自然环境的破坏，做好水土保持工作。

（5）对边坡开挖的弃方要尽量合理堆放。边坡开挖弃土应避免堆放在边坡坡顶处，坡顶堆土会增加边坡的荷载和侧向应力，以致坡顶产生过大拉应力而开裂，使雨水沿拉开裂缝渗入边坡内，导致土体强度降低。

（6）该路堑弃土各项试验指标为实验室状态下测定，建议施工时结合现场实际条件进一步加强相关路基填料试验。

（7）施工时如发现地层与该报告有差异，应及时反馈勘察设计部门，必要时应进行补充勘察。

参考文献

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