一、不良地质

一、不良地质

沿线不良地质主要有:滑坡、溜坍、危岩落石、岩堆、岩溶、顺层、顺层偏压、煤层瓦斯和采空区、天然气及有害气体、断层破碎带、软质岩风化剥落等。

(一)滑坡、溜坍

沿线滑坡主要为堆积层滑坡和破碎岩体的顺层滑坡,其成因与岩性密切相关。在侏罗系中下统自流井组(J1-2z)、下统珍珠冲组(J1z)地层出露的丘陵区与低山区过渡地带,由于软硬岩体相间,夹灰黑色页岩,易产生小型滑坡。沿线顺层地段较多,岩性主要为软质岩,风化破碎的砂岩、页岩、泥岩易产生顺层滑坡。另外,稳定性差的斜坡堆积层地段,也易因堆积体失稳产生堆积体滑坡。线路直接穿越的滑坡规模相对较小,厚度不大。

1.D1K30+216滑坡

该滑坡地处丘陵向低山地貌过渡地段,滑坡主轴与线路夹角27°,平面上呈长条形,长约70 m,宽约58 m,其主轴方向为N83°W。滑体物质成分主要为粉质黏土,厚2~8 m。滑床为侏罗系自流井组(J1-2z)、珍珠冲组(J1z)泥岩、页岩夹砂岩(图3-1-1)。

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图3-1-1 D1K30+216滑坡主轴工程地质纵断面示意图

现场可见滑坡前缘局部有隆起地貌,滑坡中部一民房因多处开裂变形已废弃。#47~#49桥墩位于滑坡体上,虽然滑坡前缘已达沟底,现状稳定,但受沟水冲刷可能引起滑体表土层层溜坍垮塌,对工程带来不利影响。建议对滑坡先进行加固处理,再进行桥基础施工,并加强桥基坑挡护,以及加强对线路左侧冲沟水的疏排和岸坡挡护。

2.D2K53+606滑坡

滑坡主轴方向为S55°E,主轴长175 m,宽约75 m,平面上呈一长条状,上部宽下部窄,滑体物质组成为粉质黏土,黄褐色、棕褐色,硬塑,夹砂、泥岩质碎石角砾20%~40%,局部夹少量块石,厚2~15 m。滑床为侏罗系中统新田沟组(J2x)泥岩、页岩夹砂岩,下沙溪庙组(J2xs)泥岩夹砂岩、砂岩(图3-1-2)。

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图3-1-2 D2K53+606滑坡主轴工程地质纵断面示意图

D2K53+574~D2K53+637段线路以桥从滑坡中下部通过,线路走向与滑坡主轴交角约80°,由于滑坡土层较厚,桥基坑开挖易引起滑坡局部失稳或诱发整体滑移,需加强挡护和加固处理。

3.D2K53+692滑坡

滑坡主轴方向为S36°E,主轴长190 m,宽约72 m,平面上呈一长条状,滑体物质组成为粉质黏土及碎、块石土,厚2~15 m。滑床为侏罗系中统新田沟组(J2x)泥岩、页岩夹砂岩,下沙溪庙组(J2xs)泥岩夹砂岩、砂岩(图3-1-3)。

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图3-1-3 D2K53+692滑坡主轴工程地质纵断面示意图

滑体物质基本为上下两层,表层为粉质黏土,黄褐色、棕褐色,硬塑,夹砂、泥岩质碎石角砾20%~40%,厚2~6 m。底层为碎石土夹块石,杂色,稍湿、稍密,块石含约50%,其成分为砂岩,呈菱角及次菱角状,余为碎屑充填,厚2~8 m。

D2K53+667~D2K53+715段线路以桥从滑坡中下部通过,线路走向与滑坡主轴交角约62°,由于滑坡土层较厚,桥基坑开挖易引起滑坡局部失稳或诱发整体滑移,需加强挡护和加固处理。

(二)危岩落石

主要分布于侏罗系厚层砂岩产状较平缓地段,当厚层砂岩出露地势较高,在差异性风化作用下,下部泥岩风化凹进形成岩腔,上部砂岩在构造裂隙和卸荷裂隙切割后形成危岩。沿线危岩落石密集分布地段,在选线时进行了绕避。全线危岩落石主要分布DK197之后的隧道口及陡坡下的桥梁地段,危岩落石规模相对较小,对线路有一定影响的危岩落石共计11段,影响线路总长度约为796 m,影响4座隧道洞口与8座桥梁,建议进行支、补、嵌、锚、拦、清等方式进行综合工程整治。

(三)岩 堆

沿线多沟谷与山岭相间,地形切割较强烈,山高谷深陡崖多,在陡崖下缓坡地带多分布岩堆,基本为侏罗系厚层砂岩在各种结构面切割下崩塌堆积而成。沿线影响较大的大石坝、郑家湾、打狗坪岩堆在修改初步设计时进行了绕避,直接通过的岩堆数量较少,规模和厚度也较小,进行治理后能确保工程安全

1.玉峰山隧道进口岩堆

发育于DK15+800~DK16+005段,岩堆主轴方向为N77°E,主轴长约205 m,前缘宽约140 m,平面上呈一半圆状,其物质组成主要为块石土,其次为碎石土、粉质黏土,厚2~8 m。

隧道进口开挖范围岩堆物质成分主要为块石土,浅黄、灰黄色,松散—中密,稍湿—潮湿,块石占50%~70%,φ20~200 cm,最大可达300 cm,石质成分主要为全风化—弱风化的砂岩,余为粉质黏土充填。根据钻探揭示,基岩面横坡坡度为16°~24°,现场调查未发现岩堆有变形迹象,分析认为岩堆目前处于稳定状态(图3-1-4)。

线路基本上沿岩堆轴部走行,玉峰山隧道进口洞门位于岩堆体上,隧道洞口的开挖易引起岩堆体临空部分的坍滑,建议加强挡护。

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图3-1-4 玉峰山隧道进口岩堆主轴工程地质纵断面示意图

2.小湾隧道出口岩堆

岩堆分布于小湾隧道出口端陡崖下方,与线路相交于DK245+736~DK245+890段,岩堆主轴长约460 m,宽80~140 m,主轴与线路夹角约40°,堆积体物质主要为粉质黏土夹块、碎石土,硬塑状、厚2~15 m,石质成分以砂岩、泥岩为主,粒径200~600 mm,个别达2.0~4.0 m,目前整体处于稳定状态(图3-1-5)。隧道出口段下穿岩堆,该岩堆对隧道影响大。

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图3-1-5 小湾隧道出口岩堆主轴工程地质纵断面示意

3.纺织厂特大桥岩堆

线路DK246+991~DK247+603.87段以纺织厂特大桥跨越一深切河谷,最大桥高约65 m。桥址区属低山河谷地貌,地形起伏较大,地面高程255~410 m,相对高差5~155 m。区内的深切沟谷基本沿岩层倾向方向发育,两岸坡坡度为5°~30°,沟谷两侧上方多陡崖,基岩裸露;下方则较平缓,右、左岸分别发育①、②号岩堆。沟底冲洪积层较薄,局部可见基岩出露。

(1)号岩堆位于沟谷右岸,岩堆主轴轴向103°,长约220 m,宽80~200 m,与线路相交于DK247+025~DK247+200段,其交角约为31°。岩堆中上段主要由碎、块石土组成,稍湿—潮湿,中密—密实,厚2~15 m,石质成分以砂岩为主,粒径200~250 mm,个别达2.0~4.0 m。中下段则以粉质黏土为主,硬塑状,厚2~15 m,夹强风化砂岩块石及泥岩质碎石角砾10%~30%(图3-1-6)。

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图3-1-6 纺织厂特大桥①号岩堆主轴工程地质纵断面示意图

(2)号岩堆位于沟谷左岸,岩堆主轴轴向216°,长约400 m,宽80~200 m,与线路相交于DK247+200~DK247+430段,其交角约为36°。岩堆中上段主要由碎、块石土组成,稍湿—潮湿,中密—密实,厚2~15 m,石质成分以砂岩为主,粒径200~250 mm,个别达2.0~4.0 m。中下段则以粉质黏土为主,硬塑状,厚2~15 m,在其底部分布块石土层(图3-1-7)。

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图3-1-7 纺织厂特大桥②号岩堆主轴工程地质纵断面示意图

现场调查,岩堆体未见变形迹象,岩堆体地表坡度较缓,未见大的陡坡段,岩堆体后缘砂岩陡坎未见明显危岩落石,岩堆前缘河流纵坡平缓,未见明显的冲刷侵蚀现象,岩堆现状稳定。由于堆积层厚度较大,开挖边坡自稳性差,施工及处理措施不当,易发生开挖边坡垮塌,桥梁基础施工时应加强坑壁防护。

(四)岩 溶

三叠系中下统为灰岩、白云质灰岩等可溶岩,主要分布于排花洞隧道(4 528 m)、分水镇隧道(9 167 m)的中部,两隧道分别以较大角度穿越铜明月峡背斜、铁锋山背斜。

排花洞隧道区地表直接出露可溶岩地层,岩溶沟谷、洼地、漏斗、落水洞、竖井以及溶沟及石芽等岩溶形态丰富,山脉中北部岩溶槽谷负地形宽达1.5~2 km,地表岩溶泉点发育,降雨后大部地表水通过漏斗、落水洞等转入地下,而未形成大的地表水系,反映出地下溶洞、地下暗河发育,地下岩溶水十分丰富,隧道施工中可能遇较大型溶洞和突水、突泥。

分水镇隧道穿越的巴东组地层夹有灰岩,地表虽未出露该套地层,但隧道在埋深较大处通过背斜核部时将揭穿该地层,可能揭示溶洞、高压岩溶突水、突泥等地质灾害。

全线通过的两段可溶岩地段均位于隧道内,长度约2.5 km,施工中一定要做好地质超前预报,并在预报的基础上做好应急预案,并采用顺坡排水施工。施作仰拱前,应对隧底进行综合物探,以核查隧底是否有隐伏溶洞及暗河等不良地质,并采取合理措施进行整治,确保隧道工程的安全。

(五)顺 层

线路走向与构造线方向夹角小于45°、岩层倾角大于12°小于45°的路基挖方段考虑顺层,加之岩性为泥岩、页岩夹砂岩,地下水下渗后易形成软化夹层,对路堑开挖后的边坡稳定性影响大。沿线受顺层控制较严重段为D1K50~D1K61、D1K180~DK211段,由于地处丘陵区—低山区,顺层坡高,因此线路应尽量以小填小挖通过,并采取合理加固处理措施,施工时应注意先加固后开挖,避免形成切层坡而引起顺层滑坡。其余顺层地段基本为浅丘地貌,主要可采取顺层清方措施处理。全线顺层路堑约114处,累计长度约11.9 km,约占路基总长度的18%。

(六)顺层偏压

隧道通过顺层软质岩地段,当岩层真倾角为25°~40°、埋深0~50 m或大于250 m时,有顺层偏压影响。全线顺层偏压长度约13 km,主要分布于D1K183~DK208、D1K236~DK247段,建议隧道加强支护与衬砌。

(七)煤层瓦斯和采空区

1.煤层瓦斯

隧道通过侏罗系珍珠冲组(J1z)、三叠系须家河组(T3xj)地层为煤系地层,岩性为砂、泥岩、页岩夹煤线。根据现场调绘和区域地质资料,珍珠冲组(J1z)、须家河组(T3xj)煤层薄,瓦斯含量低,一般具低瓦斯危险,全线有燕窝隧道、玉峰山隧道、排花洞隧道、分水镇隧道四座低瓦斯隧道(表3-1-2)。

隧道在通过非煤系地段,由于砂岩、泥岩不等厚互层,砂岩孔隙度较大,裂隙较发育,成为下伏煤层瓦斯、油气的远移通道及储存场所,因此,隧道所穿非煤系地层的砂岩时可能遇瓦斯。另外,在灰岩溶洞、大的构造裂隙带中可能存在局部囊状瓦斯。值得注意的是,在含瓦斯的构造裂隙发育带地段,隧道坍方会引起瓦斯的短时突出集聚,可能引起瓦斯事故,需加强隧道施工通风与瓦斯监测。

表3-1-2 隧道瓦参数统计表

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2.采空区

本线通过煤系地层段据收集资料及现场调查访问,对煤层采空区已作线路绕避,线路未穿越大型煤矿采空区,煤层采空对线路基本无影响。但由于有的煤矿废弃已久,越界开采情况常有发生,不排除有未被发现的且对工程有影响的小煤窑的存在,施工阶段应采用综合勘探手段加强对煤系地层地段的隧底采空区核查,确保工程安全。

(八)天然气及有害气体

根据西南石油大学提交的《重庆—万州铁路沿线浅层天然气分布特征咨询研究报告》,重庆至垫江沿线有较多深部含气构造分布,从南西向北东依次分布的油气田及含油气构造主要有:相国寺气田、环山背斜、铜锣峡含油气构造、明月峡含油气构造、新市气田、双龙气田、卧龙气田等(图3-1-8)。较为集中开采的气井主要分布在垫江境内,一般产于三叠系(T)嘉陵江组、二叠系(P)地层。

在D1K9+465左465 m附近处有一天然气井(渝线8#),据调查井深约1 500 m,采集赋存于嘉陵江组的天然气,且有天然气体在浅层岩层内运移(据当地居民了解:在打水井约40 m深时,发现有天然气体存在)。

燕窝隧道、玉峰山隧道、排花洞隧道分别穿环山背斜、铜锣峡背斜、明月峡背斜含油气构造。长寿至垫江段线路从新市气田、双龙气田、卧龙气田边缘通过,隧道较少,工程以路基和桥梁为主。

从天然气的产、运移、储等条件来看,深层天然气有沿基岩裂隙上逸并在隧道洞身或桥梁深基础范围基岩裂隙或缝隙中富集的可能性,其分布主要受与储气层相通而圈闭条件好的张裂隙和裂隙发育的砂岩层的控制,具有随机性和不均匀性。当施工开挖遇到这种裂隙时,就可能有天然气涌出,造成施工场地风流中瓦斯瞬时超限。如图3-1-8。

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图3-1-8 沿线主要油气田及油气构造分布示意图

因此,在隧道及桥梁深基坑施工中,加强浅层天然气的检测工作,加强通风,隧道施工中同时加强超前地质预报工作,防止瓦斯积聚后发生燃烧与爆炸事故。

(九)断层破碎带

沿线断裂构造相对不发育,线路通过的区域性断层只有剑山坡正断层,为非活动性断层,产状为北东向,倾南约50°,断层带宽13~20 m,断层带内岩性以碎石土为主,其石质成分主要为泥岩、页岩、砂岩等。受断层影响,断层两侧100 m范围内岩层节理裂隙极发育,岩性破碎,强风化层厚达25 m。线路于D2K53+648处与断层约呈41°角相交,以特大桥跨越该断层。该断层目前处于稳定状态,但由于岩体破碎,对工程构筑物的基础埋置深度影响大。

据分水隧道深孔揭示:在铁锋山背斜核部发育一隐伏逆断层,其破碎带垂直厚度6.4 m,物质成分为角砾岩,灰色、深灰色,角砾状结构,块状构造,角砾主要成分为泥灰岩和砂岩为主,钙质胶结,岩芯表面具有构造活动痕迹,岩质较软。断层带宽5~10 m,断层带物质较密实,已被后期钙质胶结成角砾岩,工程危害性相对较小,推测隧道在D1K215+815附近穿越该断层,加强超前地质预报,防止断层突水的发生。

(十)(软质岩)风化剥落

沿线侏罗系地层分布广泛,岩性为泥岩、页岩夹砂岩,岩质软,路堑及隧道边、仰坡在施工开挖暴露后岩质堑坡易分化剥落,需加强对其防护,并加强对高边坡的支挡加固。