郑万铁路红沿河岩堆工程地质特征及处理对策_王青川.pdf
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1、LOW CARBON WORLD 2022/12郑万铁路红沿河岩堆工程地质特征及处理对策王青川,王茂靖,杜宇本(中铁二院工程集团有限责任公司,四川 成都 610031)【摘要】为提高复杂山区高速铁路勘察设计水平,对郑万铁路红沿河岩堆的勘察设计成果进行了分析总结。针对山区深切河流交汇地带非典型岩堆的工程特性,借鉴工程经验采用定性与定量结合方法对岩堆稳定性进行评价,就其工程影响情况采取锚固桩+注浆等措施进行综合加固整治,工程实践证明对岩堆的勘察设计方法及工程措施是成功的,可供类似工程借鉴。【关键词】高速铁路;隧道;岩堆;勘察【中图分类号】TU457【文献标识码】A【文章编号】2095-2066(2
2、022)12-0124-030引言郑万铁路岩溶、危岩落石、滑坡、岩堆为控制线路走向和方案设置的主要不良地质,桥隧比约 97%,为山区高速铁路。勘察期间坚持“地质选线、减灾选线”原则1,对全线不良地质工程特性进行了系统研究,结合线路在岩溶区内确定的总体线路方案,深化洞口局部方案研究,并运用多种非常规手段对洞口工点进行详细勘察,最终确定对甘家山隧道出口红沿河岩堆采取工程措施整治通过2。1工程概况甘家山隧道为傍山岩溶隧道,长 5 599 m,洞口均与桥梁相连。洞口绕避了规模巨大、工程难以处置的危岩落石区,对穿越的红沿河岩堆加固后通过。2工程地质勘察根据隧道勘察报告,勘察期间综合地质测绘及数值模拟分析
3、成果,隧道出口避开了工程措施难以治理的危岩落石高、易发区。隧道洞口段具“鼻梁”形山脊地貌,斜坡下部可见隐伏阶地堆积卵石土。在斜坡上部钻孔深 3540 m处揭示有卵石、圆砾土。综合分析认为,隧道出口为古河湾区,古阶地被多期性的崩积堆积层掩埋,在“鼻梁”形山脊地貌区形成非典型岩堆。甘家山隧道出口地貌如图 1 所示。3岩堆特征3.1地层岩性岩堆区分布冲洪积(Q4al+pl)粉质黏土、圆砾土、卵石土,坡崩积(Q4dl+col)角砾土、碎石土,坡残积(Q4dl+el)粉质黏土,基岩为震旦系上统灯影组(Z2dn)白云岩。3.2地质构造测区位于新华夏系构造带,发育区域性新华断裂及其支断层林家湾断层。地层单斜
4、,构造节理发育,密闭微张型,延伸较远。3.3水文地质特征区内发育古夫河、红沿河,且位于古洞口水库库区,地表水发育。在降雨后,仅岩堆体表层孔隙水较丰富。在河床地带,孔隙水含水量丰富。段内未见明显的岩溶水出露,岩溶裂隙水相对不发育。3.4岩堆发育特征3.4.1形态特征岩堆分布于红沿河汇入古夫河入口处的岸坡地带,主轴 NS73W,长约 160 m,总宽约 150 m,厚 535 m,呈扇状分布。其前后缘标高 310440 m;地形上总体呈一面坡,坡度 3540。岩堆左侧前缘受河流冲刷深切后,形成 4555陡坡。3.4.2结构特征岩堆物质主要为角砾土,稍湿,中密,石质以白云岩为主,260 mm 含量约
5、 50%,约夹 20%碎、块石,充填物以黏土性土为主,分选性较差。岩堆底部与岩床之间分布一层古阶地冲洪积圆砾土、卵石土,中密,石质为灰岩、白云岩为主,20100 mm 含量约 60%,充填物为中粗砂以及黏性土,厚 510 m。图 2 为隧道出口段纵断面,图 3 为岩堆B-B 轴断面,图 4 为隧道代表性横断面。岩堆密实度由表及里、由坡脚至坡顶逐渐增大,在剖面上具有不同发育期“分选”性堆积韵律;坡脚图1甘家山隧道出口地貌绿色交通124DOI:10.16844/10-1007/tk.2022.12.023LOW CARBON WORLD 2022/12受地壳多期升降以及河流下切与沉积交互作用,一般
6、表现为浅表和坡脚易滑、深部与顶部相对稳定。3.5岩堆成因机制3.5.1地层岩性及其构造作用因素测区白云岩性脆,早期构造结构面在长期卸荷、溶蚀等作用下延伸、张开、贯通发展且其强度逐渐降低,最终形成危岩落石,是岩堆物质来源的基本条件。3.5.2地形地貌因素隧道出口附近古夫河、红沿河交汇,峰谷间相对高差 2001 200 m,属中深切割脊状岩溶中山峡谷溶蚀侵蚀地貌,陡峻岸坡使岩体卸荷作用发挥充分,是岩堆物质来源的重要因素。3.5.3气象水文因素区内属亚热带大陆性季风气候,春季冷暖多变,夏季炎热多伏旱,秋季多阴雨,冬季多雨雪、早霜,年绝对降水量充沛。“山上皑皑霜雪,山下桃红李白”的气象条件加剧了岩体表
7、层因热胀冷缩、裂隙静水压力等影响的风化作用,同时表水的下渗恶化了岩体结构面力学性质,从而产生降雨充水诱发的岩体剥落或崩塌。3.5.4地震影响因素测区位于长江中游地震带内,地震活动强度较大,历史地震震中距离场址约 50 km,地震影响烈度为度,对岩堆的形成有一定的促进作用。3.5.5岩堆成因分析隧道出口为古河湾区,河谷深切,发育多级阶地。基岩在不利结构面组合作用下,岩体自重卸荷逐渐崩落,在古阶地平缓地带堆积后形成岩堆。尤其在山区河流交汇处,随着多期性的崩积及河床下切共同作用下,崩落物与河床冲积物交错堆积,形成多元结构特征。3.6稳定性评价由于岩堆在不同时期、不同部位的堆积物质成分及粒径、填充物、
8、密实度等均存在差异,现场原位测试成果很难真实反映整个变形面的力学参数,决定了变形面物理力学参数的不确定性。相关工程施工的顺序、工法、爆破方式、便道的引入等因素,也不同程度地影响堆积体的稳定状态。在岩堆中开挖形成临空面后,临空体表层的失稳是工程中面临的主要问题,并随着开挖深度的增加,坡体的变形深度、范围也会随之增大。总之,岩堆稳定性分析受其成分、结构特征、潜在滑面(带)位置及物理力学参数、人为活动等因素影响,一般以定性、半定量分析为主。3.6.1定性分析岩堆所在坡面植被发育,上部陡崖少有落石发生,未见整体变形迹象,基本处于停止发展阶段。其前缘河床呈“U”形成熟期,对岩堆的下切冲刷作用弱。受长期淋
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