山区高速公路工程地质条件评价论文
摘要:
以山区某高速公路为例，从全线地形地貌、地层岩性、水文地质条件、特殊岩土及不良地质现象等方面，对该高速公路工程地质情况进行了勘察，分段评价了全线工程地质条件，并根据勘察情况，提出了进行进一步探测的建议。
关键词:高速公路，工程地质，地层岩性
拟建高速公路位于河南省西部，途经山西、河南两省，是河南、山西两省重要省际通道之一，是区域干线公路。该项目的建设对促进两地经济和旅游的共同发展有重大意义。
1.工程地质条件
1.1地形地貌
拟建路段位于豫西丘陵山区，南北地貌差异很大，地貌总体特征较复杂。按地貌形态拟建线路分为山前洪积倾斜台地区、中低山区、山间断陷盆地区和黄河阶地区。
1.2地层岩性
区域地层属华北区豫西地层分区，出露岩性以沉积岩为主，地层时代从元古界青白口系、古生界及新生界均有出露，但各时代的地层发育不甚完整。其中以第四系和青白口系出露最广，二叠系也有小面积出露，三叠系隐伏于路区南部第四系之下，地表无出露，仅见于钻孔揭露地层。拟建路区出露地层由老至新分述如下:
1)青白口系(Z)。主要分布于路线中北部，根据所处层位及岩性差异，可细分为以下几组:①马家河组深灰色泥灰岩夹薄层状青灰色砂质页岩、红褐色泥质页岩，厚度较大;②云梦山组紫红色间灰白色中厚层状石英砂岩，局部夹薄层砾岩，底部含赤铁矿;③白草坪组紫红色厚层状试验砂岩，局部夹薄层页岩;④北大尖组厚层状灰白色细粒石英砂岩，顶部见薄层深灰色砾岩;⑤崔庄组紫红～褐红色砂质页岩、泥页岩，局部夹青灰色泥质页岩，上部局部为新近系棕红色粘土覆盖。
2)二叠系(P2sh):主要为一套陆屑煤系地层，出露地层主要为二叠系上段石千峰组砂质泥岩、粉砂岩及石英砂岩，上覆三叠系均呈整合接触。
3)三叠系(T3):主要分布山前洪积倾斜台地后缘近山前地带，地表无出露，仅见于钻孔中。岩性为一套陆相沉积粉砂岩、泥岩及长石石英砂岩。
4)古近系(E):为一套褐红色砾岩，钙质、铁质胶结。
5)新近系(N):主要分布在低山山前及山间盆地上部，上部岩性为棕红色粘土，裂隙发育，见有较多铁锰质浸染，瓣状结构，下部含有漂、卵石，泥质胶结，半成岩状态。
6)第四系(Q):主要分布于线路起点，主要为中、晚更新统和全新统的.松散堆积层。①全新统(Q4):为近代河流冲积及坡～洪积而形成的松散堆积卵石及粉土、粉质粘土层，主要分布于河漫滩及沟谷内。②上更新统(Q3):主要分布在黄河二级阶地上，岩性:上部为风积相黄土、粉质粘土，下部为洪积相砂卵石、泥卵石层，具有明显的二元结构特征。深切冲沟上部分布有上更新统风积相黄土，分布面积较小。③中更新统(Q2):主要分布黄河三级阶地、山间断陷盆地及山前洪积倾斜台地上部，按成因不同可分为风积黄土(Qeol2)、洪积次生黄土和洪积相卵石层(Qpl2)。
2.水文地质条件
拟建线路沿线地下水类型划分为:松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水:
1)松散岩类孔隙水:主要分布在路区山前洪积倾斜台地、黄河阶地区和段村山间断陷盆地内。含水层主要为中更新统卵石、块石层，地下水位埋深受地形控制作用明显，在山间河谷地势低洼、山间地下水径流末段和排泄区水位埋深较浅，富水性较好。
2)碎屑岩类孔隙裂隙水:主要分布于基岩中低山区。含水层以青白口系中上统、二叠系、三叠系石英砂岩、长石石英砂岩夹少量白云岩、薄层页岩、砾岩、泥岩组成。地下水赋存于岩层节理和裂隙中。
3)碳酸盐岩类裂隙岩溶水:主要分布于基岩中低山与山前洪积倾斜平原交接带，地下水富水性与岩溶发育程度相关。
3.地质构造
区域内出现的主要断层有坡头正断层、落峪正断层、段村断层等，均为第四纪非活动性断层。
1)坡头正断层:分布于韶山西坡的坡头、上庄，全长约26km以上，断层走向45°，倾向北西，倾角为70°，断距为500m～800m，属于正断层，地貌上以断层崖出现。
2)落峪正断层:该断层南自芝杂坪，向北西经下中关、落峪西，至黄河南岸马涧西侧，呈北西～南东向展布。中段在段村一带被第四系地层覆盖，全长约14km。在南段下中关村附近倾向南西，倾角60°。
3)段村断层:为段村山间断陷盆地边界。倾向北北西，倾角70°～80°，长度约5km～6km，断层北盘下降，南盘上升，断距可达300m以上，为前新生界断裂。东部出露地表，至段村西后隐伏于地下，地表为第四系地层覆盖。
4.特殊岩土及不良地质
4.1湿陷性黄土
拟建公路沿线发育有湿陷性黄土，主要分布在黄河二级阶地上部及中低山山顶处，厚度约10m～30m，山顶处厚度较薄，阶地及中低山斜坡坡面上厚度较大。岩性主要为棕黄色、褐黄色粉土、粉质粘土，垂直节理较发育。根据探井所取原状样室内试验结果，分析计算得出该层黄土总湿陷量为:750mm～1433mm，该层土体自地表以下20m深度内具有Ⅲ级严重～Ⅳ级很严重自重湿陷。
4.2崩塌、滑坡
经过线路工程地质调绘，路区未发现大型滑坡、崩塌，泥石流等不良地质现象。仅在段村山间断陷盆地，上覆第四系松散堆积物厚度较大，冲沟切割深度大，发育有小型黄土崩塌和滑坡，距拟建公路中心线较远，对拟建工程影响较小。
4.3岩溶
位于山前洪积倾斜台地后缘寒武—奥陶系为一套可溶性碳酸盐岩，地表岩石裸露，见少量溶槽等地表溶蚀现象。据工程地质勘探及区域地质资料，该碳酸盐岩分布区地表岩溶发育微弱，但碳酸盐岩埋藏区可能存在隐蔽溶洞、溶孔等，对线路存在一定不利影响。
5.工程地质分区与评价
首先按照沿线出露地层岩性划分为新生界松散层堆积区(Ⅰ)和基岩区(Ⅱ)。松散层堆积区(Ⅰ)依据地貌特征和形成原因进一步分为山间断陷盆地亚区(ⅠA)、黄河阶地亚区(ⅠB)、山前洪积倾斜台地亚区(ⅠC);基岩区(Ⅱ)按照基岩岩性软硬程度进一步分为软质岩亚区(ⅡA)、硬质岩亚区(ⅡB)。
6.结语
1)拟建线路地处豫西丘陵山区，途经山前洪积倾斜台地区、中低山区、山间断陷盆地区和黄河阶地区四大地貌单元，不良地质路段较少，总体工程地质条件较好，区域地质稳定性较好，基本适宜本工程建设。
2)区域断裂构造较发育，均为非活动性断裂。区域地壳稳定性属相对稳定。设计基本地震加速度值分别为0.1g，0.05g。
3)拟建线路上覆土层较薄或基岩裸露，仅南段覆盖层稍厚，构造物设置或路基可以清除表土直接作为地基，稳定性较好。
4)沿线无重大不良地质现象。在黄河二级阶地上部及中低山山顶处分布有Ⅲ级～Ⅳ级自重湿陷性黄土。
5)建议:构筑物如采用浅基础，持力层为湿陷性黄土时，应考虑采取换填、强夯或冲击碾压工程措施消除湿陷性影响，并采取坡面防护措施，加强坡顶防排水;碳酸盐岩埋藏区可能存在隐蔽溶洞、溶孔等，建议增加物探、钻探等综合手段进一步探测。
参考文献:
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［3］张选虎.浅谈不同地质条件的公路选线策略［J］.山西建筑，2010，36(1):275-277.
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