铁路桥梁地区的工程地质勘察

铁路桥梁地区的工程地质勘察

【摘要】某特大桥处于剥蚀低缓丘陵高岗与长江冲湖积平原区。桥址处为冲洪积粘土和粉质粘土，桥基埋深较大。本文介绍了某特大桥的地质背景，采用的综合地质勘察方法，工程地质和水文地质特征勘察等相关情况，可为类似工程的地质勘察参考和借鉴。

【关键词】地质勘察；工程地质特征；水文地质特征

1.工程概况

拟建某特大桥位于湖北省武汉市江夏区境内。桥梁起止里程：DK1+869.36～DK3+836.23，全长1966.87米。孔跨布置：19-32.6m简支梁+1-（32.65+48+32.65）m连续梁+37-32.6m简支梁，两端与路基相接。某特大桥跨越剥蚀低缓丘陵高岗与长江冲湖积平原区，两侧桥台分别位于长江冲湖积平原区之上，中间跨越一低缓的丘陵高岗。高岗地势起伏小，多种植旱地农作物。高岗与平原区高差4m左右，平原区地表水系较发育，多分布有人工开挖的鱼塘，水深约为1.2-2.2m；桥梁中部有条宽约1-2.5m的沟渠，平原区多辟为种植旱地、经济林田，相间人工鱼塘及村庄农舍。

2.采用综合地质勘察方法

针对某特大桥工程地质情况采用机械钻探、标准贯入原位测试、重型动力触探原位测试等手段获取岩（土）样品及物理力学参数，并结合室内土工实验对场地岩土进行综合勘察及评价。查明了桥址区的地形地貌、地质构造、地层岩性、基岩面的埋藏深度及起伏状况、场地水文地质条件及不良地质现象等，取得了较为齐全、准确的物理力学指标。

钻探使用机械为XY-100型液压工程钻机。基岩的钻探使用硬质合金钻头或金刚石钻头。原状样的采取：硬塑土层使用国产标准厚壁活阀式取土器，采用液压法或重锤少击法；软土及松软土层使用国产薄壁取样器用液压法采取；碎石类土取扰动样。终孔24小时后测定稳定水位，并对钻孔岩芯进行拍照存档。现场标准贯入试验，使用国产标准贯入器，采用63.5kg标贯锤自动脱钩的自由落锤法，落距为76cm，锤击速率30击/min。N63.5圆锥重型动力触探采用国产圆锥头，使用63.5kg锤与自动落锤装置进行。

岩、土、水试样均按定测设计要求进行取样、送样及试验分析。以钻探、现场原位测试及室内土工试验测试的成果为依据，进行岩土层的划分并结合地区经验提供各岩土层的物理力学参数。岩土层的基本承载力建议值是根据室内试验数据并剔除异常值后统计得出。

3.工程地质和水文地质特征

桥址区地层岩性比较单一，表层为耕植土或素填土、第四系中更新统冲洪积（Q2al+pl）粘土、第四系中更新统冲洪积（Q2-3al+pl）粉质粘土，个别孔段揭露的有第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）碎石土、全新统冲洪积（Q4al+pl）粉土夹层；下伏基岩为三叠系（T1g）泥质粉砂岩和灰岩。

桥址区地表水较为充沛，地表水主要为沟渠及人工开挖的鱼塘，水深0.50～2.2m，水源以雨水及周边水系汇集为主，受大气降水补给。地下水为第四系冲洪积层孔隙潜水和基岩裂隙水；孔隙潜水主要赋存于第四系粉质粘土、粉土层及粘土层中；勘察期间测得地下水稳定水位埋深0.70～3.00m，地下水埋深呈高岗丘坡平原区中高岗丘坡深、平原区浅的特征，但总体埋藏较浅，以接受降水补给为主，主要向河流排泄；水位升降受地表水的渗入、河流的补给及地下水的蒸发的影响，不具承压性。基岩裂隙水主要分布在风化基岩裂隙中，但基岩为泥质粉砂岩，其成分以粘粒为主，孔隙间连通性差，属相对的隔水层，富水性属一般；主要受大气降水及上覆第四系松散层孔隙水补给，一般水量不大。

根据《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设[2005]157号文）的评价标准，结合所取水样实验数据可推断：DK3+602.26～DK3+765.76区段及其附近范围内，地下水及地表水具有一定程度的侵蚀性（H1），其余区段无化学侵蚀性。因桥址区域水系较发育，拟建桥址区地表水及地下水的化学侵蚀及环境作用等级呈现较大的差异和变化，建议后续施工中加强对地表水及地下水侵蚀性的检验。

拟建某特大桥整个场地未见不良地质现象，未揭露工程条件较差的特殊岩土，各类软塑状土层对桥梁工程地基稳定性影响不大。桥址区表层覆盖较厚，第四系地层、构造形迹多被覆盖，桥址区及附近未见深大断裂通过，无活动性断裂层，场地稳定。根据勘察资料，桥址区为Ⅵ地震区，且多为第四系全新统～中更新统粉质粘土、粘土等，不存在可液化的饱和粉土、粉砂层，判定场区土层不存在地震液化问题。

桥址位于低缓高岗与冲洪积平原区，下伏基岩岩层稳定，历史上无大的地震灾害记录，场地处于地质构造活动相对微弱、基本稳定的地质环境，可作为拟建大桥桥址。根据桥址区地层情况，结合其物理力学性质特征，建议整个桥区采用桩基础，宜选择弱风化泥质粉砂岩或弱风化灰岩作为主要持力层。上覆第四系土层厚度相对较薄，季节性地下水水位变化或因人为活动加剧造成地下水位在土石界面波动时，易对上覆土体产生潜蚀破坏作用，引起地表塌陷，设计和施工时应考虑地表软土层塌陷带来的负面影响。桥梁工程施工中应注意环境的保护，减少对生态的破坏。

4.结论

铁路桥梁工程地质勘察必须符合国家、行业制定的现行有关规定。铁路特大桥位置应选择在水流集中而稳定，河床较窄，岸坎明显、岸坡稳定，岩层完整、地质构造简单，基底地质条件良好的地段。最好避开断层破碎带，特别是活动性断裂带。当必须通过时，宜以大角度或大跨度通过。必要时，对通过的区域活动

性断裂，应进行稳定性评价。

参考文献

[1]韩毅，李隽蓬.铁路工程地质.中国铁道出版社，1999

[2]范运林等.某特大桥工程地质勘察报告[R].武汉：中铁第四勘察设计院，2010

[3]《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）

[4]《铁路工程特殊岩土勘察规程》（TB10038-2001）

[5]《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2007）

[6]《铁路工程水文地质勘察规程》（TB10049-2004）

[7]《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）