1、1新建某铁路湘江特大桥岩溶工程地质勘察摘要：通过勘察，了解新建某铁路湘江特大桥基本地质条件，在此基础上对桥位处岸坡稳定进行了评价。由于各个勘察阶段揭露的岩溶发育不一样，在本次勘察采用对角钻探，发现溶洞后再进行逐桩钻探，较好的揭示了桥位区的岩溶情况，并且重点对墩台的稳定性作出了相应的评价，对新揭露的溶洞墩台处的基桩进行了重新设计，同时还提出了岩土体设计参数。 关键词： 工程地质条件 ，勘察，岩溶， 评价 Abstract: through the survey, know a new railway xiangjiang river big bridge basic geological con
2、ditions, on the basis of bank-slope stability in the evaluated. As a result of each stage of the survey revealed the karst development, in this investigation with diagonal drilling, found that cave again in pile by pile drilling, good reveals the karst area, and focus on the stability of the pier ma
3、de corresponding evaluation of the new expose of the cave pier foundation pile in the new design, and also puts forward the design parameters in geotechnical engineering. Keywords: engineering geological conditions, survey, karst, evaluation 2中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 0、引言 岩溶是可溶性岩石受水体以化学溶蚀为主、机械侵蚀和
4、崩塌为辅的地质营力综合作用，以及由此产生的地质现象的统称。在我国南方岩溶是一种普遍的不良地质作用，岩溶造成的岩溶塌陷危害很大，再加上铁路桥梁结构的特性，进行勘察非常重要。在实际工程中如何利用现有的机器设备进行勘察，在现有规范不全面的基础上，查明桥址区岩溶分布、岩溶发育规律、分析其对桥基的影响，为桥梁基础设计提供必要的参数非常关键。新建某铁路湘江特大桥岩溶工程勘察就是克服这些困难的因素下进行的。 1、工程概况 湘江特大桥为新建某铁路上的重点控制工程，大桥全长 588.86m，桥高约 37.46m，大桥在 DK21+267 处以正交跨越湘江河。桥位河段为级航道。该桥初步设计时，采用 1232mPC
5、 简支梁+（36m256m36m）连续梁。 勘察要求是：通过开展桥位处工程地质测绘，采用钻探和测试等综合勘探方法，查明桥址的工程地质、水文地质条件，定性定量评价峡谷岸坡稳定性及各墩台基底稳定性，为设计提供完整、准确的基础地质资料。 32、基本工程地质条件 经过勘察及实地踏勘收集到的地质资料如下： 2.1、自然地理 桥渡区属丘间河谷阶地地貌，地形起伏较小，海拔高程 90140m，相对高差 540m，洛阳岸(左岸)为堆积阶地，发育有、级阶地，阶地平缓开阔，级阶地多为荒地，级阶地植被较发育，种植有大面积的经济作物油茶树；湛江岸（右岸）为冲刷岸，沿河一侧岸坡陡峻，岸坡沿构造节理面（N80E/90）发育
6、，基岩出露好，由于河水掏蚀岸坡，在水位线一带形成倒悬崖并伴有坍岸现象。丘坡自然坡度为 1535，坡面植被发育。 湘江由西向东流经测段，江面宽约 150m，水深 211m，水流平缓，流量大，水质清澈，透明。湘江属长江流域，纵坡平缓，平均坡降0.90.45，河水较缓，河水常年清澈，含少量沙粒，多年平均流量632m3/s，大气降水沿斜坡坡面汇入湘江。 桥位处为中亚热带季风气候区，其特征为气候温和、光照充足，春温多变，冷流入侵频繁；春夏多雨，秋冬多旱，暑热期长，无霜期长。 2.2、地层岩性 桥渡区上覆第四系全新统冲积层（Q4al）粉质黏土、卵石土、粉土、砾砂，桥洛阳端级阶地分布中更新统（Q2al）地层
7、，坡残积层（Q4dl+el） ，溶洞充填物（Qca） ，下伏基岩为石炭系下统岩关阶上段（C1y2）灰岩夹页岩、泥质灰岩及煤层、下段（C1y1）灰岩夹白云质灰4岩。 其中灰岩夹白云质灰岩（C1y1）：灰、灰白、深灰色，隐晶质结构，中厚层厚层状，灰岩质坚性脆，岩体较完整，钻探岩心多呈柱状，少许碎块状。据钻探揭示，隐伏岩溶较发育，溶洞大小不等，一般为0.56m，最大为 15.90m，均被软塑流塑状黏性土、卵石土充填（少量为砂充填或为空洞） ，弱风化（W2）属 V 级次坚石。主要分布于 DK21+329以前桥渡区。 2.3、地质构造及地震 桥址位无大的断裂、褶曲构造形迹，岩层单斜构造，层理面较平整，倾
8、角平缓，为单斜构造，在右岸丘坡一带量得 C1y1 岩层产状为N1025E/1218SE。 根据 1/400 万中国地震动参数区划图 （GB18306-2001） ，桥址区内地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35s。 2.4、水文地质条件 测段地表水为湘江水，大桥所跨地段江面宽约 150m，水深 211m，河流纵坡平缓，流量大，水量丰富，水质清澈、透明，可通航，为测区主要水系。 地下水主要为岩溶裂隙水、土层壤中孔隙潜水。壤中孔隙潜水主要赋存于湘江北岸、级地卵石土、砾石、砂层中，据钻探揭示，水位埋深 210m，水量较丰富，粘性土层中含量甚微；岩溶水赋存于灰岩中，水量较丰富。
9、 地表水及地下水均接受大气降水的补给，并向湘江排泄。根据初、5定测于湘江取水化验，地表水、地下水水质为 HCO3-Ca2+?Na+K+、HCO3-Ca2+型水，水质对混凝土均无侵蚀性。 2.5、不良地质现象 桥址处不良地质主要为岩溶，桥址区基岩主要为石炭系灰岩夹白云质灰岩，为可溶岩，中厚厚层状，节理裂隙较发育。湘江为常年河流，其河底为勘察区岩溶侵蚀基准面，早期湘江阶地形成过程中，河流下切，溶蚀基准面下移，为岩溶的发育提供了较好的条件。据定测钻探资料，桥渡区岩溶主要发育于江北岸、级阶地，为隐伏岩溶，部分地段发育有多层溶洞，溶洞多发育于季节交潜带和水平流动带，即为岩溶基准面上下附近。所钻 88 孔
10、中有 42 孔揭示有溶洞，占 47.5%，为岩溶强烈发育区，溶洞大小不一，一般为 0.56m，最大为 15.90m，均被软塑流塑状黏性土、卵石土充填，少量为砂充填或为空洞。 从区域地质历史来看，本区自第三系以来一直处于缓慢的掀升阶段，河谷下切，河床不断向湛江端摆动，河水面为现代右岸斜坡岩溶裂隙水运动的地方排泄基准面及侵蚀基准面，左岸阶地下隐伏三个古河床，古河床床底高程约高于现在的河床，表明左岸钻探揭示的众多溶洞均是古岩溶形态，岩溶发育；现代河床及右岸位于现代岩溶水水平循环带内，仅浅层发育小溶洞，岩溶不发育。 同时由于岸坡出露地层为石炭系灰岩夹页岩、泥质灰岩，岩层倾向同水流方向大致一致，水流沿层
11、理面掏蚀，造成灰岩、页岩不均匀剥蚀，形成岩壁倒悬。致使岸坡存在崩塌、危岩落石等重力地质作用，部分岸坡有小型崩塌。 63、工程地质条件评价 3.1、桥位处岸坡稳定性评价 湘江大桥 15#主墩、16#台之间的陡崖岸坡高约 37m。由中厚层灰岩组成的悬崖峭壁较为完整，岸壁整体稳定性较好。两组“X”陡倾节理将岩体切割成大块体，而下部支撑层理面倾向山内。由于灰岩中还夹有页岩、泥质灰岩，且岩层倾向河流下游，水流沿层理面掏蚀，造成灰岩、页岩不均匀剥蚀，形成岩壁倒悬。致使岸坡存在倾倒、崩塌等重力地质作用，且部分岸坡已有小型崩塌发生。所以页岩的稳定坡率可以作为边坡的稳定坡率，边坡稳定线在测量资料上按 50划出，
12、台基础放在边坡稳定线以下。 3.2、基底稳定性评价 桥位区 17 个墩台勘察设计时发现 8 个墩有溶洞发育，基底稳定性较差，桥基础均要穿过溶洞，置于完整灰岩中。在施工过程中，又新发现4 个墩存在溶洞，做了变更设计，同时为解决施工中反复漏浆、反复填充、掉钻及孔壁坍塌现象，变更设计 0台12墩上部均采用钢护筒跟进至基岩面、下部钢护筒从桩基底至溶洞的顶部。 勘察期间，取了 9 组灰岩作了强度试验，结果表明：灰岩一般单轴饱和极限抗压强度为 24.438.80Mpa，干压强度为 3550.6Mpa，单块岩石强度远远高于各墩台设计要求的基底岩体承受应力，一般来说：墩台基底的完整岩体的强度是能满足设计要求的
13、，但因灰岩中溶蚀作用，各墩台基底稳定性有一定差异，设计对桥跨作了相应调整并重新进行了7钻探。 此次钻探过程中一方面验证了初勘时揭露的地层，另一方面揭露在初勘过程中未揭露的溶洞，对于出现岩溶的钻孔加大了勘探密度，并变更了设计，加大了原来的设计桩长或进行进行了重新布桩。同时有部分基桩是在施工过程中发现小的溶洞（直径不足 1m）如：11#墩：定测在桩位对角施钻 2 孔，孔深 27.2029.20m，岩性为弱风化灰岩，深灰色、灰色，致密坚硬，岩芯呈柱状，节长 1060cm，节理裂隙较发育，部分岩芯溶蚀严重。3桩发现一个 1.3m（高程 94.6793.37m）的空洞。补定测在另外对角钻探两个孔均未发现
14、溶洞。在施工 4桩孔时发现溶洞（直径 1.0m，高程 82.3579.35m） ，因此补充钻探。补钻四孔仅 4桩发现一个溶洞，直径 1.4m（高程 89.6388.23m） ，变更设计将四根桩桩长加深至 85.79m。 3.3、岩土力学设计参数 该桥基础主要持力层为中厚层灰岩、泥质灰岩，勘察时取了 9 组岩样进行了试验，在试验资料的基础上对物理力学参数进行了统计分析，提出岩土力学的设计参数。见表 1： 桥基主要岩土力学设计参数表 1 4、结论 1、桥址区覆盖层厚，地下水发育，地下水水位高，工程地质条件较差，桥基础施工图设计除 16台采用明挖扩大基础外其余各墩台采用桩8基础。由于松散覆盖层及溶洞
15、、溶蚀裂隙透水性好、坑壁稳定性差，造成施工中反复漏浆、反复填充、掉钻及孔壁坍塌，变更设计又大量地增加钢护筒护壁。 2、该桥在勘察时针对地区岩溶发育特点采用对角钻探，发现溶洞后再进行逐桩钻探，这样较好地揭示了桥址内的岩溶情况。 3、地质专业在钻探之前应详细调查、分析区内岩溶的发育规律，尽可能地取得桥的设计资料或设计意图，综合分析各种资料，这样才能减少勘探的盲目性，减少重复勘探，从而达到减少勘探工作量的目的。 参考文献： 罗强，谭捍华，龙万学等.岩溶地区公路桥基勘察与洞穴稳定性评价J公路交通科技.23(2):111-114. TB10012-2001 铁路工程地质勘察规范S. 曾治.浅谈岩溶地区桥梁基础地质勘察与设计J.中国水运.：07（08）121-122.
