高健

摘要 高速公路的修建沿線將會存在大量的工程地質(zhì)問題，而工程地質(zhì)問題的解決是線路工程建設(shè)非常重要的環(huán)節(jié)。因此，工程地質(zhì)問題的分析研究，對線路工程建設(shè)是十分重要的。文章在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查及施工圖設(shè)計階段工程地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)上，對某高速公路沿線存在的影響高速公路場地穩(wěn)定性的滑坡、昔格達組半成巖、含煤地層、礦渣堆積區(qū)、軟弱路基等主要工程地質(zhì)問題進行分析評價，論證了高速公路的選線及修建需解決關(guān)鍵的巖土工程問題，對同類工程建設(shè)具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞 工程地質(zhì)問題；滑坡；昔格達組半成巖；含煤地層；礦渣堆積區(qū)；軟弱路基

中圖分類號 U412.22文獻標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2024）03-0057-03

0 引言

工作區(qū)位于云貴高原的西北部、涼山彝族自治州南段，路線走廊帶內(nèi)整體呈北高南低之勢。北側(cè)安寧河及錦川河河谷整體切割較深，山高谷深，地形條件較差，中南部整體相對較為平緩，溝谷切割一般較小，地形條件相對較好。受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、河谷深切卸荷及工程區(qū)內(nèi)水電站的影響，區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)條件極其復(fù)雜。

1 沿線分布的不良地質(zhì)對公路工程的影響

區(qū)內(nèi)不良地質(zhì)主要有崩塌、滑坡、泥石流、礦渣堆積區(qū)等。這些不良地質(zhì)大部分規(guī)模較小，對路線不構(gòu)成控制性影響；僅在石家壩附近發(fā)現(xiàn)一處大型古滑坡（如圖1所示），對路線影響極大。

石家壩出口古滑坡：滑坡體為巖質(zhì)古滑坡，滑坡的變形機制為傾倒—拉裂—變形—滑移。該滑坡為整體下錯滑動的變形體，滑面為緩傾坡外的石家壩斷層破碎帶。該滑坡沿河長約1 km，前后緣寬200～500 m。古老滑坡群均為巖質(zhì)滑坡，滑動變形機制主要為傾倒—彎曲—拉裂—滑移，古老滑坡群兩側(cè)基巖露頭顯示該區(qū)地層為反傾坡內(nèi)巖層，傾角一般70 °～85 °，古滑坡群前緣益門河河床、河谷地帶兩側(cè)出露的灰色、灰綠色石英片巖均為70 °～85 °陡立巖層，而古老滑坡群坡體上出露的巖層均為緩傾坡內(nèi)，傾角一般10 °～25 °不等，為滑動變形巖體，即“假基巖”。根據(jù)調(diào)查及訪問，古滑坡群近幾十年未發(fā)生過較大規(guī)模的失穩(wěn)滑動，目前各區(qū)滑坡體上未見發(fā)育顯著的開裂、滑移變形等失穩(wěn)滑動現(xiàn)象，現(xiàn)狀條件下古老滑坡群各區(qū)滑坡穩(wěn)定性較好[1]。

①區(qū)：古滑坡右側(cè)次級滑坡，該滑坡基本完全解體，整體呈圈椅狀，后緣陡壁及滑坡周界明顯，坡表多為碎礫石。

②區(qū)：古滑坡中部次級滑動變形體，受后期侵蝕等改造較嚴重，后緣及周界形態(tài)較模糊。

③區(qū)：古滑坡左側(cè)次級滑坡，該滑坡未完全解體，整體呈圈椅狀，后緣發(fā)育較大凹腔，發(fā)育一級滑坡臺階，為整體下錯滑動，后緣陡壁及滑坡周界明顯，右側(cè)發(fā)育次級滑坡，兩側(cè)發(fā)育沖溝。

④區(qū)：3號次級滑坡與5號次級滑坡中間的坡體，未見發(fā)生整體下錯滑坡跡象，巖層存在傾倒彎曲變形，兩側(cè)坡體基巖露頭傾角40 °～45 °不等。

⑤區(qū)：該古滑坡整體呈圈椅狀，后緣滑壁及滑坡周界明顯，前緣伸入錦川河，并迫使錦川河河流改道彎曲，呈顯著凸岸。

2 昔格達組半成巖的不利影響

工作區(qū)起點附近分布有第四系早更新統(tǒng)昔格達組地層（如圖2所示），為半成巖狀，僅在起點段零星出露，多屬埋藏型，呈不連續(xù)狀分布于階地及河床下部。昔格達組承載能力低，屬易滑地層，對公路工程的影響主要為開挖邊坡（如圖3所示），易形成滑坡，隧道圍巖級別低、橋梁樁基承載力低，地下水活動使昔格達組半成巖軟化，易發(fā)生滑塌[2]。

全線隧道中僅花生壩隧道出口段下部分布昔格達組地層，建議開挖前采用管棚超前注漿加固，加強截排水措施，開挖過程中采用短進尺、多循環(huán)、加強初期支護的施工工藝，并加強施工監(jiān)控測量、緊跟二期襯砌；沿線多處橋梁位于昔格達組巖層范圍內(nèi)，范圍內(nèi)橋梁應(yīng)采用摩擦樁，并根據(jù)不同的厚度采用不同的結(jié)構(gòu)措施。

3 含煤地層的不利影響

區(qū)內(nèi)含煤地層主要為白果灣地層，地層巖性主要為粉砂質(zhì)泥巖夾炭質(zhì)頁巖及煤層。該地層對該項目的主要影響為益門煤礦采空區(qū)以及煤層中的瓦斯氣體對隧道工程的影響。通過前期多次調(diào)查及選線工作，該項目已繞避益門煤礦采空區(qū)。在益門煤礦礦部南側(cè)山坡上，有益門煤礦曾經(jīng)采煤留下的歷史采空區(qū)，因時代較早，累計開采煤層僅100 000 t，煤層采空范圍較小，經(jīng)訪問推算，采空區(qū)范圍大致長約1 km，地表未發(fā)現(xiàn)采空塌陷跡象。

從白果灣群含煤地層通過的隧道主要為上村隧道、和平隧道，經(jīng)鉆孔揭露地層巖性為粉砂質(zhì)泥巖含煤線夾層（如圖4所示），具有產(chǎn)生瓦斯的條件。2018年度涼山州益門煤礦瓦斯等級鑒定結(jié)果數(shù)據(jù)為：礦井相對瓦斯涌出量為5.276 m3/min，礦井絕對瓦斯涌出量為5.866 m3/min，根據(jù)《公路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)程》（DB51/T 2243—2016）中表5.0.2瓦斯地層或瓦斯工區(qū)分類判定指標(biāo)、《公路隧道設(shè)計細則》（JTG/T D70—2010）中表14.3.1-1瓦斯隧道的分類，判定為高瓦斯工區(qū)（如圖5所示），另據(jù)調(diào)查該煤礦錦川河右岸老礦區(qū)因瓦斯?jié)舛冗^高而停采[3]。

4 倉田電站水庫蓄水對公路的不利影響

主要表現(xiàn)為大壩田隧道進口端設(shè)計標(biāo)高低于倉田電站水庫正常水位，在水庫蓄水后可能對隧道工程產(chǎn)生影響。經(jīng)調(diào)查，無庫岸再造等不利影響。通過對水庫和隧道所處場地的相對位置關(guān)系、巖性特征、巖層產(chǎn)狀、構(gòu)造特征、水文地質(zhì)特征等進行分析，倉田電站蓄水后，可能沿層間擠壓帶和構(gòu)造節(jié)理面在隧道設(shè)計線低于水庫蓄水位高程的段落產(chǎn)生滲水或者滴水現(xiàn)象[4]。

大壩田隧道隧址區(qū)和倉田大壩壩址區(qū)之間河段地形起伏較大，岸坡坡度為30 °～36 °。隧址岸坡共發(fā)育8條溝谷，經(jīng)調(diào)查其2#、5#、7#及8#溝谷出露地表水，1#、3#、4#及6#溝谷未見地表水。調(diào)查表明，各地表水出露均為斜坡上部淺表層松散堆積物孔隙水，在斜坡一定高度基覆界面以下降泉形式滲出地表匯集溝谷，并沿溝谷徑流至下匯集于工作區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面益門河，個別溝谷地表水用于當(dāng)?shù)厣钣盟?#）?，F(xiàn)場浮標(biāo)法測流顯示，除隧道出口下游側(cè)8#溝谷地表水流量約達到6 L/s較大流量外，其余有水溝谷流量在1～3 L/s，對隧道區(qū)工程施工及后期運行影響微弱。

根據(jù)《倉田電站庫區(qū)蓄水對大壩田隧道滲漏影響專題研究報告》蓄水后數(shù)值模擬分析表明，水庫總滲漏量（167.21 m3/d）為蓄水前正常涌水量（2 665.3 m3/d）的6%，水庫蓄水后對隧道影響等級為輕微[5]。

5 龍泉磁鐵礦堆積體對路線選擇的影響

龍泉磁鐵礦礦渣堆積區(qū)位于會理縣城北街道沙壩村境內(nèi)，該礦渣堆積區(qū)于20世紀(jì)70～90年代開采堆積，堆積體縱向長度約510 m，順路線寬約260 m，面積約12.24×104 m2（如圖6所示），根據(jù)鉆探、物探成果，結(jié)合現(xiàn)場訪問，發(fā)現(xiàn)其堆積最厚處大于100 m，坡腳最淺處約30 m，堆積總方量約6.35×106 m3。該堆積體厚度大且結(jié)構(gòu)松散，對原擬建沙壩村隧道以及J線方案均有重大影響。經(jīng)穩(wěn)定性計算結(jié)果表明：堆積體整體在天然、暴雨及地震工況下均處于穩(wěn)定狀態(tài)，局部在天然工況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨及地震工況下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。由于堆積體中部坡度較大且以牽引式破壞為主，在極端氣候條件下有發(fā)生較大規(guī)模失穩(wěn)的可能。目前已采用長隧道方案繞避了該堆積體的直接威脅和影響，但隧道施工期應(yīng)加強監(jiān)測工作，并采用小范圍爆破等措施，防止施工振動對堆積體產(chǎn)生不利影響[6]。

6 軟弱路基對道路的影響

區(qū)內(nèi)的軟弱路基多分布在河流階地及山間凹地內(nèi)。其中，河流階地地段多為高筍水田地帶，地形開闊平坦，通過螺紋鉆揭示黏土厚度多在0.5～3 m之間，由于厚度不大，建議換填片碎石等強度高、透水性好的材料，填土高度應(yīng)滿足路面竣工后，不會由于路基沉降而影響路面的強度和穩(wěn)定。山間凹地地段多分布坡洪積黏土，通過螺紋鉆及靜探鉆孔揭示厚度多在3～7.2 m之間，建議采取部分換填、水泥攪拌樁、強夯塊片石墩等多種工程措施綜合比較，并加強竣工后的沉降觀測，同時做好相應(yīng)的排水措施[7]。

7 結(jié)語

通過收集1∶50 000工程地質(zhì)遙感影像圖、益門煤礦等相關(guān)資料，結(jié)合外業(yè)地質(zhì)工作，對全線走廊帶內(nèi)的不良地質(zhì)進行了調(diào)查。其中，項目區(qū)內(nèi)與路線有關(guān)聯(lián)的不良地質(zhì)有崩塌、滑坡、泥石流、順層邊坡、礦渣堆積區(qū)等。根據(jù)不良地質(zhì)對象的發(fā)育特征、規(guī)模及可治理性，路線優(yōu)化時進行了地質(zhì)選線工作，共繞避不良地質(zhì)災(zāi)害46次，其余未繞避的不良地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模較小、地質(zhì)災(zāi)害危害程度較低，屬于可治理范疇。

參考文獻

[1]公路滑坡防治設(shè)計規(guī)范： JTG/T 3334—2018[S]. 北京：人民交通出版社股份有限公司， 2018.

[2]劉惠軍， 聶德新. 昔格達地層研究綜述[J]. 地球科學(xué)進展， 2004（S1）： 80-82.

[3]尹中山， 魏文金， 肖建新. 四川煤層氣勘探開發(fā)的現(xiàn)狀、關(guān)鍵問題與建議[J]. 中國煤炭地質(zhì)， 2019（1）： 66-69.

[4]《工程地質(zhì)手冊》編委會. 工程地質(zhì)手冊（第五版）[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2018.

[5]公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范： JTG C20—2011[S]. 北京：人民交通出版社股份有限公司， 2011.

[6]王惠芬， 王瑞霞， 申健. 金橋煤礦礦渣型堆積邊坡穩(wěn)定性分析與評價[J]. 城市地質(zhì)， 2015（S1）： 232-237.

[7]黃銳， 蔣關(guān)魯， 王道雄. 四川盆地軟基工程特性探討[J]. 中外公路， 2011（3）： 37-41.