新建铁路路基岩溶洞穴的勘察与处理——以南昌至黄山铁路某段路基为例.pdf
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1、西部资源021WESTERNRESOURCES西部资源水文地质、环境地质、工程地质2023年第3 期新建铁路路基岩溶洞穴的勘察与处理以南昌至黄山铁路某段路基为例崔联胜(安徽省核工业勘查技术总院,安徽芜湖241000)摘要近些年来,我国不断加大基础工程的建设力度,铁路建设作为基础建设中的重中之重,对提高国民经济实力的作用不言而喻。而在我国南方地区岩溶或土洞普遍发育,在施工前如何准确地判断其发育地段,显得尤为重要。本文以南昌至黄山铁路DK180+314.23-DK181+610.76段为例,采用物探配合地质钻探手段的方法,解决了这个问题,为该类工程建设提供技术参考。【关键词铁路路基;岩溶洞穴;勘察
2、1.设计路基工程概况南昌至黄山铁路DK180+314.23-DK181+610.76段路基工点前接富林特大桥,后接林头畈特大桥,双线、无轨道,工点长度12 9 6.53 m(图1)。该工点位于河流高阶地区,地形平坦开阔,地面标高15 2 9 m,自然坡度小于5,多辟为农田、水塘、房屋,交通便利。路基中心最大挖深6.43m,右侧路堑边坡最大高度10.14m;路基中心最大填高6.3 4m,右侧路堤边坡最大高度6.6 4m。比例尺TEM-1瞬变电磁测线TEM-6瞬变电磁测线TEM-11瞬变电磁测线SDK180+310DK181+620路基范围图例50m100mT图1工点平面示意图1.拟建铁路:2.瞬
3、变电磁测线1.拟建铁路;2.瞬变电磁测线2.设计路段地质情况2.1地层情况在河流阶地,表层为第四系冲洪积层粉质黏土,呈褐红色、褐黄色,硬塑,土质较均匀,局部夹少量砾石,具弱膨胀性。下部为冲洪积层含砾粉质黏土,为褐黄色,硬塑,土质不均一,含圆砾,砾石含量约占10%45%,粒径520mm,余为细砂、黏性土充填,局部夹有薄层细圆砾 12,厚度4.7 17.0 m。在大里程,局部分布砾砂,为褐黄色,稍密,砾石成分主要为砂岩,多呈圆棱状,一般粒径520mm,含量约50%,细砂,黏土填充。下伏基岩主要为砂岩、灰岩。DK180+314.23-DK181+560段为砂岩,全风化,棕红色,岩芯呈土状夹强风化碎块
4、,层厚3 12 m。DK181+560至大里程路桥过渡段为灰岩,强-弱风化,可溶岩区沿节理裂隙溶蚀严重,局部呈串珠状溶洞。该段路基定测已实施的2 1个钻探孔均未揭示有洞穴。2.2水文情况地表水主要为水塘水,较发育。地下水主要为孔隙水、基岩裂隙水及岩溶水,较发育,地下水水量受大气降雨影响较大,水位埋深1.6 0 12.1m。勘探期间采集钻孔附近水样进行水质分析,根据铁路混凝土结构耐久性设计规范(TB10005J1167-2011)判断:其中DK180+300-DK181+000段地表水具酸性侵蚀性,具二氧化碳侵蚀性,化学环境作用等级为H1,无盐类结晶破坏作用,仅根据氯离子含量判定,水样无氯盐侵蚀
5、性;地下水无侵蚀性,无盐类结晶破坏作用,仅根据氯离子含量判定,水样无氯盐侵蚀性。其中DK181+000-DK181+600段地表水无化学侵蚀性,无盐类结晶破坏作用,仅根据氯离子含量判定,水样无氯盐侵蚀性;地下水无侵蚀性,无盐类结晶破坏作用,仅根据氯离子含量判定 3 ,水样无氯盐侵蚀性。作者简介崔联胜(19 9 0 一),男,本科,工程师,主要从事岩土工程勘察,水工环地质勘查工作。022西部资源WESTERNRESOURCES西部资源WESTERNRESOURCES3.现场开挖揭示及地质补勘情况3.1现场开挖揭示情况2020年5月7 日在路基DK180+314.23-DK180+840段现场施工
6、开挖至基底后,发现有洞穴,且局部地段存在塌陷现象,共发现5个洞穴(图2)图2现场洞穴发育情况现场调查发现,洞穴均发育于含砾粉质黏土层,且局部圆砾层已胶结成半成岩,因连续降雨,导致一塌陷洞内积水严重,附近积水均流向该塌陷洞,故推测该圆砾层渗透性好。据现场测量,洞穴一般长宽1 2 m,高0.5 1m,洞内无充填,有过水痕迹。因受雨季连续强降雨影响,现场显现的洞穴因施工临时排水及回填已被破坏 4。在DK180+840-DK181+DK181+610.67区段,8 月开挖后发现洞穴发育,且局部地段存在塌陷现象,共发现3 处洞穴。其中,DK181+125段:右偏5.4m,高程3 6.1m,洞深约1.7m
7、;D K 18 1+2 50 段:坡脚偏距-9.7 m,高程3 5.2 6 m,洞口1m左右见方;DK181+280段:右偏4.8 m,高程3 6.2 m,洞深约1.2 m。3.2地质补勘情况为查明洞穴分布范围及深度,以便为设计提供专业明确的处理措施,根据现场开挖情况,采用物探探测结合钻探验证的综合勘探手段进行地质勘察工作。针对地形地质条件及洞穴的特点,物探采用瞬变电磁法(TEM)、电磁波反射法开展工作,然后对物探异常进行代表性地质钻探验证 5(1)物探沿线路布置测线11条,测点采用RTK放样,点位误差小于0.2 m。瞬变电磁法共计布置并完成测线6 条,总长度2 6 2 0 m,共计完成有效测
8、点数53 5个,检查点3 0 个,典型物探成果如图3 所示;探地雷达电磁波反射法共计布置并完成测线5条,总长度16 0 0 m,检查线长度10 0 m。高程(米)视电阻率50(Qm)401280115010503020-O10250150里程408TX008+18TX000该段电阻率横向均一性差,存在视电阻率低阻异常,视电阻率等值线下凹,推断为成果解释地下土洞反应。050m推断土洞发育对应范围分别为:8 55、8 7 5、9 2 0、9 45附近。1图3典型瞬变电磁视电阻率断面图(2)地质钻探针对DK180+345-DK180+840段路基基底物探异常点进行钻探验证,共布置9 孔,钻探工作于2
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