工程地质勘察总说明书崆峒区样本.doc

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工程地质勘察总说明书
1、 勘察概况
1.1 任务依据
1、 《G312线上海至霍尔果斯公路嘉峪关至清泉段工程可行性研究》;
2、 《G312线嘉峪关至清泉段公路( 试验段) 两阶段初步设计》;
3、 交通运输部现行的公路工程技术标准及相关规范。
1.2 勘察目的与任务
1.2.1目的与任务
在初步设计的基础上,查明了公路沿线及各类构筑物建设场地的工程地质条件,为路线方案的确定和沿线各类构筑物的方案设计提供工程地质资料。
1.2.2基本要求
1、 工程地质勘察应结合路线及各类构筑物的方案设计采用工程地质调绘、 钻探、 挖探、 原位测试等手段相结合的综合勘察方法进行。
2 、 查明公路沿线的地形地貌、 地层岩性、 地质构造、 水文地质条件; 查明各类构筑物建筑场地的岩土类别、 地层结构和岩土的物理力学性质; 查明公路沿线不良地质的类型、 规模、 分布、 诱因、 发展趋势及危害程度; 查明特殊性岩土的分布范围、 厚度及其对公路工程的不良影响; 查明公路沿线地震动参数和地震烈度的分布情况; 对建设场地的适宜性进行评价, 并提出相应的工程地质意见和建议; 查明沿线筑路材料的类别、 料场位置、 储量及采运条件。
3 、 工程地质勘察报告的编制充分利用勘察取得的各项基础地质资料, 在综合分析的基础上结合路线及其沿线构筑物的方案设计进行编制, 并满足初步设计的要求。
1.3 技术标准依据
1.3.1本次勘察执行的主要标准、 规范、 规程:
《公路工程地质勘察规范》( JTG C20— )
《岩土工程勘察规范》( GB50021— )
《湿陷性黄土地区建筑规范》( GB50025— )
《中国地震动参数区划图》( GB18306— )
《公路工程抗震设计规范》( JTG B02- )
《公路桥梁抗震设计细则》( JTG/T B02-01— )
《工程场地地震安全性评价技术规范》(GB17741—1999)
《公路土工试验规程》( JTG E40— )
《公路工程岩石试验规程》( JTG E41— )
《公路工程水质分析操作规程》( JTJ 056—84)
《公路桥涵地基与基础设计规范》( JTG D63— )
《公路工程水文勘测设计规范》( JTG C30— )
《公路路基设计规范》( JTG D30- )
《工程岩体分级标准》( GB/T50218- )
《公路工程技术标准》( JTG B- )
1.3.2本次勘察利用的主要资料:
《1:20万酒泉市区域地质报告》
《G312线嘉峪关至清泉段公路工程可行性研究报告》
《G312线嘉峪关至清泉段公路( 试验段) 两阶段初步设计》
1.4 工程概况
本项目试验段起点位于嘉峪关市与玉门市分界的双井子堡, 桩号为K2912+000, 终点为玉门市清泉乡清泉村, 桩号为K2945+350, 路线总体走向自东向西, 途径双井子堡、 新民堡、 七里墩至清泉村, 全长33.403Km。本项目沿线走廊带受控因素相对较多, 地形地质条件复杂, 试验段共新建大桥91.5m/1座, 新建中桥168.58米/3座, 新建小桥221.44米/11座, 涵洞共99道, 其中钢筋混凝土盖板涵洞58道、 钢波纹管涵40道、 加固利用涵洞1道。
1.5 工作概况
根据业主的要求及公司下达的任务, 本次工程地质勘察工作, 是在充分利用工程可行性研究、 区域地质资料及初步设计文件的基础上, 采用了以地质调绘为主, 与钻探、 室内试验相结合的综合勘察方法; 重点对沿线不良地质及主要构造物进行了勘察。经过对资料的分析、 整理, 编制详勘文件。
按照该项目工程地质勘察的合同要求, 地质勘察人员从 3月上旬开始搜集资料、 做好各项准备工作; 3月12至3月25日进入勘察现场, 对沿线地层岩性、 构造、 不良地质现象、 水文地质条件等展开综合地质调绘, 完成地质平纵面的调绘工作。根据勘探点的布置原则及原有公路的病害情况, 结合调绘结果, 积极与设计单位勾通, 及时布置勘探工作。
3月18日, 勘探队伍进场, 主要采用钻探、 挖探、 原位测试的综合勘探手段开展工作, 地质勘察人员对勘探的全过程进行地勘监理和钻孔编录, 以确保勘探质量。地质勘察人员在仔细研究调绘资料的基础上, 对勘探资料及试验资料进行了对比分析, 于 6月20日完成了施工图设计地勘资料的整理编制。
1.6 工作量布置原则与实际完成工作量
1.6 工作量布置原则与实际完成工作量
1.6.1工作量布置原则
在地质调查的基础上, 对露头条件差、 不能判明的地下隐蔽工程地质条件, 或为满足取样、 试验需要, 对原有公路病害地段, 布设适量的工程地质勘探工作。重点是不良地质、 构造物和病害地段; 对地质条件简单的一般路段, 间隔一定距离亦有勘探点控制。
地质条件简单的路段, 以挖探等简便方法为主。对不良地质和大型工程工点, 以钻探为主。对本项目不良地质地段进行综合勘探。对大、 中桥布设钻孔。对全线的小桥、 涵洞通道、 防护工程等在有代表性的岩性段布置钻孔和探井。
1.6.2实际完成工作量
根据勘探点的布置原则, 结合勘探申请报告, 祥勘阶段完成了相应的地质调绘、 钻探、 挖探、 取样工作。另外还进行了原位测试( 标准贯入、 动力触探试验) 、 水文地质观测( 水位测量) 及岩土水试验( 土常规、 筛分、 岩石强度、 水质分析等) 。本项目施工图勘察阶段共完成的工作量统计如下:

地质勘察实物工作量一览表 表3
项 目
单 位
勘探工作量
备 注
地质调绘
1: 平面
km2
37.91

地质纵( 横) 断面
km
47.40

筑路材料
处
1

取土场
处
2

勘探
工程钻探
m/孔
662.2/95

工程探井
m/个
/

取样
取土样
原状样
/
12

扰动样
组
148

筛分
组
82

水质分析
组
8

岩样
组
/

易溶盐
组
54

CBR
组
2

筑路材料
组
2

1.7 勘察手段与方法
本次勘察采用了综合性勘察手段和方法。首先, 经过对区域地质、 工可资料及初步设计的详细研究, 对全线构造、 地层岩性、 不良地质地段等的范围、 类别、 性质有了初步认识, 然后进行详细的地质调查, 在此基础上安排物探对判断不明部分、 大型构造物进行勘探, 最终经过布置合理的钻孔、 挖探来验证地调和物探的判断。结合本项目具体的地质条件, 采取了工程地质调绘、 钻探、 挖探、 取样和室内岩土试验相结合的勘察手段。
2、 自然地理概况
2.1 地理位置
国道G312线起点为上海, 终点为新疆霍尔果斯口岸, 途经上海、 江苏、 安徽、 河南、 湖北、 陕西、 甘肃、 宁夏和新疆8个省市自治区, 全程4967公里。国道312线在甘肃境内长1536公里, 起点位于甘陕交界的凤翔路口( K1681+000) , 终点位于甘新交界的星星峡( K3307+965) 。本项目试验段起点位于嘉峪关市与玉门市分界的双井子堡, 桩号为K2912+000, 终点为玉门市清泉乡清泉村, 桩号为K2945+350, 路线总体走向自东向西, 途径双井子堡、 新民堡、 七里墩至清泉村, 全长33.403Km。

图1-1 项目地理位置图

国道G312线是连接中国东部上海、 江苏和西部甘肃、 新疆的一条重要通道, 曾是新疆物资运输的唯一通道, 现有公路自通车以来, 发挥了巨大的社会效益和经济效益, 为沿线经济发展提供了强有力的交通基础设施保障。国道312线酒泉、 嘉峪关境内段为原甘新公路的一段, 后经多次改造, 路况遂有明显改进。1981年划为国道, 成为国道312线(上海至霍尔果斯)的一部分。1991年甘肃省对国道312线兰州至安西段实施”创立千里窗口路”改造工程, 之后又对瓜州至星星峡段、 武威过境段、 张掖过境段、 酒嘉过境段实施改造工程, 使国道312线兰州以西路段基本达到二级标准。
2.2气象
拟建项目区地处内陆, 属大陆性季风气候区。在甘肃省公路气候区划中属于陇东、 陇西黄土高原温冷气候带。该气候带总的气候特征为春、 秋短促, 气温变化比较剧烈, 河谷川区夏季炎热, 高原和山地夏季较凉爽, 冬季较长, 也较寒冷, 东南部降水多, 西北部降水少。
拟建项目区气候情况见表1-1:
县域
年平均气温
( ℃)
一月/ 七月平均气温( ℃)
年平均地温
( ℃)
历年绝对最高温度/最低温度( ℃)
年平均降水量( mm)
年积雪日数
最大积雪深度( cm)
最大冻土深度( cm)
年平均/最大风速( m/s)
平凉
8.8
-4.6/21.1
11.0
36.0/-24.3
482.1
25
14
48
2.0/19
2.3 河流、 水文
项目区总属黄河流域一级区。沿线主要河流为: 泾河。
泾河: 发源于六盘山腹地的马尾巴梁, 它从源头一出山, 就水势洪大, 湍湍急流, 经泾源县白面镇、 园子乡、 穿沙南峡, 在柳家河坝入甘肃平凉, 抵陕西高陵县汇入渭河。
泾河是黄河中游的大支流, 长451公里, 流域面积约45,400平方公里。大部分支流深切于黄土丘陵和黄土高原, 河谷狭窄。陕西境内多险滩, 跌降高差3～7公尺, 多形成瀑布急流。夏秋多暴雨, 故以洪水猛、 泥沙多著称。泾河流域水利开发很早, 秦时开郑国渠引泾水灌溉关中平原; 上游平凉、 泾川等地也远自唐代即已开渠兴利。现在上、 中游修筑水库, 下游扩建泾惠渠灌溉工程, 增加了灌溉面积。
泾河支流众多, 主要有马莲河、 蒲河、 黑河、 马拦河、 泔河等。流域年平均降水量550毫米, 主要集中在夏季。径流年内分配不均匀, 洪、 枯水流量相差悬殊, 根据平凉市水文站提供的资料计算平凉段泾河百年一遇洪峰流量约为1832.5m3/s。多年平均年径流量24.4亿m3。流域内水土流失严重, 年平均含沙量141kg/m3, 最大含沙量1430kg/m3。
3、 工程地质条件
3.1 地形地貌
路线地处陇东黄土高原丘陵沟壑区, 黄土梁峁起伏, 沟壑纵横。项目区大部分为黄土覆盖, 因受地质构造作用控制, 先后沉积了甘肃红土层和黄土层, 形成以黄土堆积前的构造地貌为基础的黄土地貌。黄土分布面积较广, 地形波状起伏, 在流水等外力作用下, 水土流失严重, 形成千沟万壑、 支离破碎的梁状山体。梁体大都和河谷平行, 成梳状分布, 构成梁、 沟相间的现代黄土地貌。可进一步细分为河谷阶地和黄土梁峁。
丘陵区地质基础一般为第四系上更新统风积黄土。黄土梁一般为条状延伸的岭冈。有的由黄土塬经侵蚀分割而成, 有的在黄土堆积前即为条状延伸的岭冈, 黄土堆积后, 仍具有岭冈起伏形态。顶面比较平缓, 两侧为沟谷和冲沟所切割; 黄土峁为呈穹状和馒头状的黄土丘陵。顶面多浑圆, 斜坡坡度变化较大, 大多数为阴坡平缓, 阳坡较陡, 可达15°～25°。平面呈圆形或椭圆形, 多连续分布。它是黄土覆盖在穹状古地地形上, 经流水侵蚀而成, 或由塬或梁经长期侵蚀切割而成。
3.2 地层岩性
根据工程地质调绘及勘探, 拟建项目区地层主要为第四系全新统人工填筑土(Q4me) 、 第四系上更新统黄土(Q3eol)。按其时代成因和岩性由老至新的顺序分述如下:
全新统人工填筑土(Q4me)
全新统人工填筑土(Q4me): 主要分布于路线沿旧路布设段, 稍湿, 中密, 以水泥、 碎石土等为主, 土质不均。局部地段分布建筑垃圾、 生活垃圾等。
上更新统风积黄土(Q3al+pl)
上更新统风积黄土(Q3al+pl): 广泛分布于项目区, 淡黄色, 稍湿, 可塑-硬塑, 具垂直节理, 表层夹植物根系, 具湿陷性, 湿陷性等级为II～IV, 以II级为主。
3.3 地质构造
项目区所处陇东黄土高原亚区属于比较稳定的鄂尔多斯地台的一部分, 基底基岩平缓, 发育十分稳定。区内覆盖层多为第四系中更新统离石黄土和上更新统马兰黄土及全新统地层, 第四系地层的下部, 未发现大的构造断裂带和活动性断裂, 地质构造简单、 稳定, 全区为同一构造类型, 各构造体系的构造形迹表现比较微弱, 对路基及构造物基本无影响。
3.4 地震
根据国家地震局颁布的《中国地震动峰值加速度区划图》、 《中国地震动反应谱特征周期区划图》(GB 18306- 图A和图B): 勘察区地震动峰值加速度为0.15g, 地震反应谱特征周期为0.45s。相对应全国地震烈度区划为Ⅶ度。按照《公路桥梁抗震设计细则》要求, 公路工程构造物应采取抗震设防措施。
3.5 水文地质条件
项目全线为黄土覆盖, 为中国黄土高原区, 受流水等外力作用, 水土流失严重, 形成千沟万壑、 支离破碎的黄土地貌。黄土层分布连续, 厚度大, 是主要的孔隙含水地层。由于黄土高原沟谷深切、 地形破碎, 干旱少雨, 导致地下水的分布具有明显的差异, 含水层具有较大的区域性分布和小面积断续分布的特点。
根据地下水的含水类型、 富水性及各层间的水力联系, 将沿线地下水类型划分为黄土梁峁孔隙潜水一种类型。
黄土梁峁孔隙潜水: 分布于项目全线, 按含水层岩性及泉水出露情况可分为黄土潜水, 黄土下伏的基岩风化壳潜水和黄土覆盖高阶地砾石层潜水。地下水主要受大气降水补给, 下渗形成含水层, 没有统一含水层, 亦无固定排泄边界, 多在沟脑、 沟坎、 坡脚及滑坡陡坎处以泉的形式溢出。此类潜水储量小、 水质较复杂。
由于沟谷发育、 切割强烈, 造成地形破碎, 受水面积小, 同时又因暴雨多, 致使原来就有限的降雨量大部形成地表径流, 所有这些因素促使该区地下水的聚集和蓄存条件极差, 分布零星, 水量贫乏。地下水主要埋藏在沟间地块中上更新世风积黄土和沟谷上更新世～现代坡积洪积黄土状土之中, 即含水层为黄土或黄土状土。地下水根据埋藏条件的不同主要表现为两种形式: 一是地下水呈大面积连续分布在梁、 峁黄土中; 二是地下水主要赋存于黄土沟谷之中, 分水岭不含水, 沟间地坡麓间局部含水或基本不含水。黄土沟谷潜水矿化度多数为1～5g/l, 但在某些适宜的地段也零星分布着矿化度较低的水。
主要接受大气降水补给, 在沟谷地带则主要依靠雨水汇流下渗而补充。地下水沿沟谷向下游运动, 在适当地段以泉的形式排泄。单井涌水量变化大。
3.6 不良地质及特殊性岩土
3.6.1特殊性岩土
拟建项目区沿线特殊性岩土主要为湿陷性黄土。
湿陷性黄土: K0+000~K24+400该段路线位于黄土丘陵沟壑区, 沿线分布黄土, 主要为马兰黄土, 具有大孔隙, 结构疏松, 易溶盐含量高, 土样呈中性至碱性。为II～IV级自重湿陷性, 以II级为主, 湿陷深度14.5米～大于25米。
3.6.2 不良地质
拟建项目区不良地质主要为黄土陷穴。
黄土陷穴: K2+260~K2+340、 K16+030~K16+180等段落路线左侧分布有串珠状黄土陷穴, 为地表水长期排泄所致, 对路基有一定影响。
4、 工程地质特征与评价
4.1岩土体工程地质类型及特征
4.1.1岩土体工程地质类型
根据现场调查及综合工程地质勘察, 项目区未见岩体出露, 在勘探深度内地层主要为第四系全新统人工填筑土、 第四系上更新统风积黄土。
4.1.2 工程地质特征
沿线地层根据勘察及原位测试、 土工试验和当地施工经验, 结合《公路桥涵地基与基础设计规范》( JTG D63— ) 等有关规范标准, 对各类土、 岩体工程地质特征评价见表4.1。
岩土体基本承载力容许值及摩阻力标准值一览表 表4.1
岩土类型
状态或密实程度
或原位测试
[fa0]( kPa)
qik( kPa)
备注
粉土、 黄土
硬塑
140
40

可塑
120
30

软塑、 流塑
40
0

填土
中密
350
80

4.2 路基工程地质评价
4.2.1总体评价
拟建项目路线经过区路基土以填土、 黄土等为主, 分布比较连续, 力学性质均较好; 项目区最大冻土深度为0.48m, 项目区属黄土丘陵区, 多年平均年降水量为482.1mm, 项目区无大江大河, 地下水位多50-60m以上, 地层以黄土等强透水层为主, 地下水对路基影响不大; 项目区不良地质主要为黄土陷穴, 对路基安全有一定影响, 建议对黄土陷穴采用开挖回填夯实处理; 特殊性岩土为湿陷性黄土, 对路基有一定影响, 建议采取工程措施消除黄土的湿陷性; 根据现有路段调查, 土质边坡坡率建议为1:0.75～1:1。建议如下:
(1) 路基填料
路基填筑宜采用透水性好的黄土, 项目沿线可提供丰富的黄土。
(2) 路堤边坡
拟建项目位于黄土丘陵区, 填方路段填土高度较低, 路堤边坡形式和坡率根据填料性质、 气候条件、 工程地质、 水文情况及边坡高度确定, 填方路段路基边缘以下8.0m内的边坡坡率采用1:1.5, 以下边坡坡率采用1:1.75。
4.2.2分段说明
经过地质调绘, 基本查明了公路走廊带地形地貌、 岩土结构等工程地质还和水文地质条件。该项目走廊带工程地质条件简单; 依据沿线经过的地形地貌、 地层岩性和构造特征, 结合其组构、 完整性及工程稳定性等, 对其分段评价。
K0+000～K24+400段属黄土丘陵区, 地层岩性为填土: 灰黑色, 稍湿, 中密, 以旧路填筑土为主, 层厚0.5-1.0m; 黄土, 淡黄色, 稍湿, 可塑-硬塑, 具垂直节理, 具湿陷性, 湿陷性等级为中等。该段特殊性岩土为湿陷性黄土, 不良地质为黄土陷穴。
4.3桥梁、 涵洞工程地质评价
本项目沿线走廊带受控因素相对较多, 地形地质条件复杂, 试验段共新建大桥91.5m/1座, 新建中桥168.58米/3座, 新建小桥221.44米/11座, 涵洞共99道, 其中钢筋混凝土盖板涵洞58道、 钢波纹管涵40道、 加固利用涵洞1道。工程地质评价详见各大桥、 中桥工点报告、 小桥工程地质一览表及涵洞工程地质一览表。
4.4水土腐蚀性评价
工程地质调绘及勘探均未见地表水及地下水, 构造物混凝土及混凝土中的钢筋均处于地下水位之上, 因此在考虑水土腐蚀性时只考虑了土的腐蚀性。根据项目区工程经验, 项目区土体对混凝土具微-弱腐蚀性, 对混凝土结构中的钢筋具微-弱腐蚀性。
5、 筑路材料
1、 筑路材料特征与评价
1.1 筑路材料和开采运输条件
本项目起讫桩号为K0+000～K24+400, 路线全长24.40Km。位于甘肃省平凉市境内, 项目沿线无料场开采, 筑路材料较为匮乏, 运距适中, 利用现有道路、 料场便道运输, 运输条件较为方便。其余材料可从平凉市就近购买。
1.2块片石、 碎石
可在平凉市上杨乡石灰沟附近石料厂购买, 上路桩号为K0+000, 上路距离均为42km。料场有成套加工碎石的机械设施, 石料为灰岩, 压碎值为21.7%, 与沥青的粘附性为四级, 各项指标均满足规范要求。
1.3天然砂砾、 中粗砂
料场位于平凉市泾河河滩, 上路距离为20.0km。砂砾系砂岩、 灰岩、 板岩等岩石碎屑, 含泥量小, 分选性、 磨圆度一般。有开采单位, 可购买天然砂砾、 中粗砂。上路桩号为K0+000, 上路距离20.0km, 可利用现有公路、 料场便道运输, 运输条件方便。
1.4工程用水及用电
1．工程用水
工程用水可从草峰镇自来水厂购买, 水质及水量均能满足工程需求; 生活用水从沿线村镇取用。工程用水的上路距离为3.0Km。
2．电力条件 
本项目所经之处有输电线路分布或沿路线走向延伸, 照明用电、 施工动力用电可向供电部门取得专供, 也可自行发电。
1.5其它建材和燃油供应
水泥: 购买符合路用要求的各种水泥。利用现有公路及便道运输。
木材: 可从平凉市市场购买。
公路建设所需钢材、 沥青由平凉市供应。
汽油、 柴油在路线附近加油站购买。
其它生产及生活用品可从平凉市及沿线乡镇购买。
2、 运输条件
沿线公路网较为发达, 项目区有省道318线及多条县乡公路, 外购材料、 人员、 机具设备可经过现有公路进入工地, 交通条件便利。
料场有国道、 县乡公路和料场便道能够利用, 运输条件方便。
水泥、 钢材、 木材、 沥青均以汽车运输, 现有道路均可到达现场。
6、 结论
本次初步设计工作主要采用了工程地质调绘、 钻探、 井探、 原位测试和室内试验等多种方法进行了勘察。结论如下:
1、 研究区位于祁吕贺”山”字型构造的西翼、 祁连山褶皱带西段的北缘。研究范围内二级构造单元为走廊过渡带, 三级构造单元属酒泉中新拗陷, 位于走廊过渡带的西部, 地理位置即为酒泉盆地; 区域地质构造背景较为复杂; 工程区未见区域断裂发育; 沿线地层以第四系、 白垩系等为主。
2、 沿线不良地质主要为采空区( 人为坑洞) , 对项目建设有一定影响。
3、 沿线特殊性岩土主要为填土、 盐渍土、 膨胀性岩土、 软土, 对项目建设有一定影响, 建议采取相应的工程措施消除路基范围内的特殊性岩土对建设项目的影响。
4、 根据1/400万《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306～ )、 1/400万《中国地震动反应谱区划图》(GB18306- )并结合现场调查, 勘察区地震动峰值加速度为0.15g, 地震反应谱特征周期为0.40s。相对应全国地震烈度区划为Ⅶ度区。按照《公路桥梁抗震设计细则》要求, 公路工程构造物应采取抗震设防措施。
5、 工程区地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙水, 大部分地区埋藏较深, 局部地区埋藏浅, 对路基有一定影响。根据水质分析结果, 项目区地表水、 地下水对混凝土结构具微-中腐蚀性, 对混凝土结构中的钢筋具微-弱腐蚀性。
6、 角砾、 砂岩及泥岩可作为桥梁、 涵洞等构造物的基础持力层; 建议在桥梁、 路基施工中, 对于基坑及桩基施工中可能存在的不稳定边坡、 孔壁, 应注意分别采取支护及护壁措施。
7、 项目区有料场生产块片石、 碎石、 天然砂砾、 中粗砂; 工程用水可从黑山湖大草滩水库取水, 生活用水从沿线村镇供水站取用; 其余材料可就近在嘉峪关市购买。