第２４卷第６期 ２０１０年１２月 资源环境与工程 Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｅ．，２０１０ 综合地质勘察在恩施州万三公路石心河大桥 边坡稳定性评价中的应用 樊永生，左其平，喻理传 （武汉地质工程勘察院，湖北武汉４３００５１） 摘要：结合山区大桥边坡工程地质勘察实践，阐述了目前山区工程地质勘察所采取的主要勘察方法、手 段，相互间的应用与分析，定性地分析确定了大桥通过区段岩溶不发育，构造裂隙及溶蚀裂隙相对较为发 育；岩体透水率变化较大，溶蚀裂隙呈不规则状，相互间未连通，一般成单独个体，岩体内部未见异常面， 不存在贯通裂隙及贯通裂隙面，边坡岩体总体稳定性较好。 关键词：综合地质勘察；边坡稳定性分析；边坡稳定性评价 中图分类号：Ｕ４４２．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—１２１１（２０１０）０６—０６８５—０３ ０引言 随着国民经济的发展，公路建设逐步趋向偏远、难 度较大的山区，加剧了地质勘察工作的难度，拟建的某 大桥位处鄂西山区的“Ｖ”型河谷之上，桥梁全长为３１５ １工程地质条件¨ １．１地形地貌 地貌单元属构造剥蚀、侵蚀低中山地貌区，地形上 表现为边坡较陡，河谷切割深度较大的地貌特征，桥轴 线通过地段地面标高在３４８—５３０ ｍ之间，最大切割深 度约１８２ ｍ，石心河为常年性河流，河谷宽约３０～５０ ｍ， ｍ，拟采用（７２＋１４８＋８４）ｍ连续刚构，最大墩高约６０ ｍ，勘察工作的重点是查明墩台分布区域是否存在贯 通的卸荷裂隙，分析评价桥墩台处边坡的稳定性，为此 采用了综合地质勘察。 呈典型的山区“Ｖ”型河谷，两侧坡体陡峭，地形坡度一 般为３０。～４０。，局部为陡崖，最大高度约７０ ｍ，见图１。 图１路线平面图 Ｆｉｇ．１ Ｐｌａｎｅ ｇｒａｐｈ ｏｆ ｒｏｕｔｅ １．２地质构造 本区位于新华夏系联合弧形构造中的宣恩一白杨 （红岩寺）一茶店子弧形复向斜带中红岩寺向斜的东 翼，向斜核部为三叠系中统巴东组的地层，其轴向北段 收稿日期：２０１０—０３—１６：改回日期：２０１０—０４—２２ 为北东向，南段为：ＩＬ：ＩＩ￣东向，呈明显的弧形弯曲。受构 造影响，坡体岩石裂隙较发育。 １．３地层岩性 基岩大多直接出露于地表，根据区域地质资料、地 作者简介：樊永生（１９７３一），男，Ｔ程师，工程地质与水文地质专业，从事岩土工程勘察丁作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｆｙｓ３６８＠１２６．ｅｏｍ 资源环境与工程 质调查、工程地质钻探揭露，在山间洼地及陡崖下河流 边分布有薄层的崩坡积含碎石亚粘土夹块石（Ｑ … ）， 下伏基岩为三叠系中统巴东组（Ｔ ｂ）灰岩，强度较高， 溶蚀现象较发育。 １．４水文地质 地表水主要为石心河中的河水，主要汇集和排泄 大气降水，具暴涨暴落的特征。 地下水类型主要为岩溶裂隙水，主要赋存于三叠系 中统巴东组及下统嘉陵江组的灰岩中，受地形条件、垂直 裂隙发育程度及补给源的控制，水量较丰富。因地形切割 深，未形成统一水位，自由排泄畅通，对工程基本无影响。 依据地区历史记录，本区域不存在酸雨雪现象，地下 水水化学类型为ＨＣＯ 一Ｃａ．Ｍｇ型，地下水对混凝土结构、 混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。 １．５地震 根据《中国地震动参数区划图》（ＧＢ１８３０６－－２００１） 及附件《中国地震动峰值加速度区划图》（１：４００万）， 本区地震活动微弱，历史上无中强地震记载，∞山 《 Ｏ ０ Ｏ ０ ０ Ｏ ０ ７ ６ ５ ４ ３ ２ ｌ 地震动峰 值加速度ｎ＝０．０５ ｇ，特征周期Ｔ＝０．３５ Ｓ，相应的地震 基本烈度为６度。 １．６不良地质 根据现场地质测绘、钻探及综合试验，本区不良地 质现象主要表现为岩溶：桥位周边地表灰岩露头可见 较多的溶蚀现象，局部可见溶孔及小的溶洞存在，溶蚀 现象较发育。 ２地质勘察 ２．１勘察方法的选择及实施步骤 桥址处于碳酸盐岩分布区，溶蚀现象发育，在收 集、分析大量区域性资料基础上与设计一起初步确定 了主线方案、对比线方案平面线位，随即展开详细的工 程地质测绘，进行高密度电法勘探，圈定岩溶发育区， 调整平面线位，然后展开初步地质钻探，结合地质测 绘、物探、地质钻探分析确定平面线位。 布置墩台勘探孔，结合钻探，进行分段压水试验、 孔内电视、电磁波ＣＴ扫描，室内整理、分析评价墩台边 坡稳定性。 ２．２勘察资料的整理与分析 压水试验：通过孑Ｌ内分段压水试验，整理绘制的Ｐ－ｐ 曲线类型基本以Ｂ、Ｄ型为主 ，少量为Ａ型曲线。多出 现非线性流，升压曲线与降压曲线不重合，曲线见图２，说 明岩体内裂隙发育程度不均、裂隙张开度不一致。在试验 过程中裂隙的状态发生了一定变化，即试验导致裂隙中充 填物被冲蚀或移动，从而使裂隙局部贯通，岩体渗透性增 大，但裂隙本身未发生改变，不影响岩体的整体稳定性。 井下电视：井下电视是工业电视的一种，它通过井 图２代表性孔段ｔ＇－Ｏ曲线图 Ｆｉｇ．２ ｐ－Ｑ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｈｏｌｅ ｓｅｃｔｉｏｎ 下摄像头摄取钻孑Ｌ周围图像，图像信号经过视频传输 至地面监视器显示并记录钻孔图像。可以比较直观地 反应孔内裂隙发育状况、延伸深度，将图像与钻探对比 分析，岩体多以溶蚀裂隙为主，基本无充填，外形极不 规则，呈３０。一４５。分布，延伸较短，贯通性较差。 电磁波ＣＴ：采用定发点方式，发射点距和接收点 距均为ｌ ｍ。根据电磁波原理 ，以及地区经验，结合 钻探及井下电视资料，将电磁波ＣＴ剖面中吸收系数＞ ４．０ ｄＢ／ｍ的区域划为裂隙较发育区，孑Ｌ内分布裂隙发 育区段，但从ＣＴ剖面分析桥墩分布区域未见贯通裂隙 及贯通裂隙面。 ３综合分析与评价 ３．１赤平极射投影法 边坡、岩层产状及结构面相互关系如图３所示。北 边坡赤平投影分析：岩层产状３００。／＿６５。，边坡坡向近似 １７５。，山体自然坡角２９。一３８。，主要结构面①ｌ８３。Ｌ７８。， ②９８。Ｌ４０。，边坡坡向与岩层倾向呈１２５。大角度斜交，为 斜交逆向坡，有利边坡的稳定。第一组裂隙面倾向与坡 向基本一致，容易出现崩落掉块现象，对坡体稳定性不 利，第二组裂隙面倾向近乎与坡向垂直，有利坡体稳定。 北边苷裂隙 南边坡Ｎ裂隙 Ｗ 图３赤平极射投影分析图 Ｆｉｇ．３ Ａｎ￣ｙｓｉｓ ｏｆ ｓｔｅｒｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｐｏｌａｒ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ 南边坡赤平投影分析：岩层产状９５。／＿２８。，边坡坡 向近似３５５。，山体自然坡角３０。～４５。，主要结构面① ２６４。／＿５６。、②３３。Ｌ７９。、￣３０２。Ｌ７３。。边坡坡向与岩 层倾向近似垂直，为斜交逆向坡，有利边坡的稳定；第 第６期 一樊永生等：综合地质勘察在恩施州７Ｙ￣－＆路石心河大桥边坡稳定性评价中的应用 ６８７ 二、三组裂隙面倾向均与边坡坡向呈大角度斜交， 不影响边坡的整体稳定性；第①与②及②与③结构面 、３．３评价结果 的组合线产状分别为：３１３。／＿４４。、３３５。／＿７０。，组合面 倾向与边坡坡向交角在２０。～４２。之间，容易出现崩落 掉块现象，对坡体稳定性不利；②与③结构面的组合面 将岩体切割成不规则契形体，在临空面下易形成小的 崩塌掉块现象，对坡体稳定性不利。 ３．２综合分区与评价 桥位通过区域岩溶不发育，构造裂隙及溶蚀裂隙 相对较为发育，构造裂隙水平延伸长度０．５０～１．５ ｍ， 呈张开状，隙宽约３～５ ｍｍ，３～５条／ｍ，隙面不规则、 较粗糙，无充填或充填少量泥质，沿裂隙面溶蚀现象较 根据地面调绘，结合物探、钻探、压水试验、井下电 视、电磁波ＣＴ等综合分析，将南、北山体边坡各划分为 五个区段 见图４。 发育。岩体透水率变化较大，溶蚀裂隙呈３～４ ｅｍ长 不规则状，相互间未连通，一般成单独个体，南北主墩 处裂隙相对发育，未见异常面，不存在贯通裂隙及贯通 裂隙面，边坡岩体总体稳定性较好。 桥位边坡在正常工况下处于稳定状态，考虑附加 荷载的影响，桥墩建议采用桩基，埋置深度必须穿过墩 下发育的层间裂隙岩面；桥台采用天然基础，基础型式 可为扩大基础，均以弱风化灰岩作基础持力层。 桩基施工爆破时，宜选用小药量多孑Ｌ爆破法施工， 减小对岩体完整性的破坏，以免因施工影响桥址区岩 体的整体稳定性。同时建议对两端桥墩下方一定范围 内岩体进行锚固处理，以免因水位上升，浸泡、软化岩 体结构面而影响岩体的稳定性，同时防止岩体小型崩 塌不断发展而影响桥墩稳定。 ４结语 图４边坡稳定性分析分区示意图 Ｆｉｇ．４ Ｚｏｎｉｎｇ ｈｉｎｔ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ 山区地质勘察施工条件差，在时间允许的情况下， 应考虑分阶段进行地质勘探，采取多种有效的勘察方 法、手段，综合分析、相互验证、取长补短，为设计提供 翔实的基础地质资料及技术支撑。但方法的选择应具 有针对性、实效性、不可盲目实施。 参考文献： ［１］樊永生，左其平，等．恩施州万三公路工程石心河大桥工程地质勘 察报告［Ｄ］．武汉：武汉地质工程勘察院，２００８． ［２］王行本，鞠占斌，等．水利水电Ｔ程钻孔压水试验规程［Ｓ］．北京： 中国水利水电出版社，２００３． 各区边坡稳定条件：①区表层碎石类土可能沿基岩 面滑移，基本位于水面以下，处于极限平衡状态，稳定性 差，块石土体滑动会部分淤塞河道，对桥梁稳定性无影响。 ②区主要结构面为层面，一般呈闭合型，次级节理和 劈理面有２－３组，多为张开型，存在顺坡弧形裂隙，局部 存在岩体“倾倒”破坏和“溃屈”破坏，上部坡体被顺向裂 隙切割的岩体在坡高三分之一以上可能产生倾倒。 ③一⑤区主要结构面为层面，一般呈闭合型，无贯 通的结构面或裂隙面，无弱面滑移，沿岩体内部不会产 生剪断破坏，整体稳定。 ［３］常士骠，张苏民，等．工程地质手册［Ｓ］．第四版．北京：中国建筑工 业出版社，２００６． ［４］林宗元．国内外岩土工程实例和实录选编［Ｍ］．沈阳：辽宁科学出 版社，１９９２：４５０—４６５． （责任编辑：潘潇） Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｕｒｖｅｙ ｏｆ ａ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｂｒｉｄｇｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｌｏｐｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ＦＡＮ Ｙｏｎｇｓｈｅｎｇ，ＺＵＯ Ｑｉｐｉｎｇ，ＹＵ Ｌｉｃｈｕａｎ （Ｗｕｈａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ脚ｌｏｒａｔｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ ４３００５１） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｕｎｔａｉｎ ｂｒｉｄｇｅ ｓｌｏｐｅ ｐｒｏｊｅｃｔ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｍａｉｎ ｓｕｒｖｅｙ ｍｅｔｈｏｄｓ， ｍｅａｎｓ，ｍｕｔｕａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙ ｉｎ ｍｏｕｎｔａｉｎ ｐｒｏｊｅｃｔ．Ｉｔ ａｌｓｏ ａｎａｌｙｚｅｓ ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅｌｙ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｋａｎｔ ｉｓ ｎｏｔ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｗｈｉｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｒａｃｋｓ ａｎｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｃｒａｃｋｓ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｒｏｃｋ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｒａｔｅ ｃｈａｎｇｅｄ ｇｒｅａｔｌｙ．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｃｒａｃｋｓ ｗｅｒｅ ｉｒｒｅｇｕｌａｒ ａｎｄ ｎｏｔ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｗｉｔｈ ｅａｃｈ ｏｔｈｅｒ ａｎｄ ｇｅｎｅｒａｌ ａｓ ａ ｓｅｐａｒａｔｅ ｅｎｔｉｔｙ．Ａｂｎｏｒｍａｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｓｎ’ｔ ｆｏｕｎｄ ｉｎ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｏｃｋ．Ｏｖｅｒａｌｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｒｏｃｋ ｓｌｏｐｅ ｉｓ ｇｏｏｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｒｖｅｙ；ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｌｏｐｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
