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路基工程 ２００２年第２期（总第ｌ０ｌ期） 高速公路岩溶地段路基的地球物理勘探及处理探讨 鄢宏庆 （广东省交通职业技术学院 摘要以京珠高速公路粤境内小塘至甘塘段为例，着重介绍复杂地质、地形条件下．山区 高速公路岩溶地段路基物探的技术要求及采取的相应处理方案，对未来山区高速公路的建设安全 和营运安全有借鉴作用。 关键词岩溶路基物探探讨 土存在，更加剧了路基的不均性。 １概述 （２）岩体洞穴顶板变形造成路基失稳。尤其是 那些浅埋、扁平状、跨度大的洞体，基本顶板岩体 受数组结构面切割，在自然或人为作用下，有可能 京珠高速公路粤境内小塘至甘塘段（简称广东 京珠北ｊ是首都连接华北、华南的高速公路主骨 架，是京珠国道主干线的重要组成部分，北接湖南 路段经武汉至北京，南接粤境甘塘至太和段过广州 达珠海，路段全长１０９．９３ ｋｍ，是广东省第一条山 区高速公路、第二个世行贷款公路项目。公路地处 粤北崇山峻岭，自然环境恶劣，地形、地质情况独 特，高填深挖、高墩桥梁、高边坡、隧道群等工程 塌落造成路基的局部破坏。 （３）岩溶水的动态变化给施工和路基使用造成 不良影响Ｉ 雨季深部岩溶水通过连接地表的垂向通 道（漏斗落水洞等）向地面涌泄；由于各种原因， 使岩溶垂直通道堵塞而丧失消泄地面水流的功能． 都可造成场地暂时性淹没。以分布不均为特征的岩 溶水依存于裂隙洞穴体系而存在，常无统一水面、 水位和水量骤变。旱季时，在某一深度的岩体可能 呈干燥状态，雨季可突发涌水。 大，施工难、风险高。因而世行专家称之为“中国 晟具挑战性公路项目”。 路线位于粤北南岭山系大瑶山向斜西翼，地形 复杂多变，山岭区面积占８６％，均为沉积岩地区， 山高坡陡，河流切割较深，呈不规则分布，植被发 （４）土洞坍落形成地表塌陷 土润形成后常可 保持相对稳定，若外界条件改变，可逐渐塌落，晟 后涉及地表形成地表塌陷或地面变形。土洞较之岩 育，岩性多变．砂岩、灰岩、页岩、泥岩皆有，地 质构造复杂。主要是滑坡、岩堆、危岩落石、溶 洞、地下河、断层带、涌水、偏压、浅埋、软弱夹 溶洞隙具有发育速度快、分布密度大的特点，对场 地、地基造成的危害不容忽视 为避免在路基范围内产生岩溶地面塌路等不利 影响，有必要在路基成形后，路面施工前．用物探 方法查明路基面以下０～１０ ｍ范围内埋藏的直径大 于０．５ ｒｌ以上的岩溶洞穴（含土洞），及其空间位 ｆ置、充填情况、溶蚀破碎带、断层裂隙密集带的分 布特征及与地下水的关系等，以便区分情况及时进 行处治。 层、煤系地层、高液限土等等不良地质现象分布较 广，专家称之为“地质博物馆”。在小塘至甘塘段 １０９ ｋｍ范围内出露大量的可溶岩地层（灰岩、炭 质灰岩、白云质灰岩及白云岩），除Ｇ、Ｈ两标段 外，其余８个标段内的路基范围内均有可溶岩出 露，总计约６１ ｋｍ（含匝道长５ ｋｍ）。 ２岩溶对路基的不利影响 岩溶的存在对路基会产生以下不利影响： ３路基物探的技术要求 ３．１物・廉方法的选择 按照本区地质情况和路基特征，采用地质雷 （Ｉ）岩溶岩面起伏，导致其上覆土质地基收缩 变形不均。在水平方向上相距很近（如１～２ ｍ） 的二点上，土层厚度相差可达４—６ ｍ，以至十余 米。在土层较厚的溶槽（沟）低部，往往又有软弱 达、电测深法、联合剖面等综合物探方法 以地质 雷达作贯通全线的普查工作，发现具有岩溶洞穴的 维普资讯 http://www.cqvip.com
酃宏庆：高速公路岩溶地段路基的地球物理勘探及处理探讨 异常地段和具有严重溶蚀的隐患地段，再采用密集 型的电测深点探明岩溶洞穴的边界位置及充填情 况，当上述两种物探方法所得异常有出人时，再采 ６ ５ ０ ｍ；Ｉ标：２ ３ ７ ８ ４ Ｉ＇／ｔ；Ｊ标：２ ５ ８ ３ ８ ｍ： 合计：２４７ ８０４ｍ ｏ 上述测线长度在施测时，还应考虑大于可能存 在的异常范围边界的１Ｏ～１５ ｍ，即勘探到正常地 用联合剖面法进一步确定异常性质，虽后以多种方 法相互印证，互为补充。 （１）地质雷达法：探测深度至少２Ｏ ｍ，必须 段，以便得出异常的完整形态，故实际长度约比上 述所列值增加约５％，即２６０ １９４ ｍ。 桩号均是按路基横断面设计图卡出，其中除去 了可溶岩埋深＞２０Ｉ＇／ｔ及路堤填方高度＞１０ ｍ的段 采用两种以上频率的天线（５００ ＭＨｚ、８００ ＭＨｚ）如 探测深度达不到要求时，应补充采用３００ ＭＨＺ的 天线。 落。大部分为可溶岩出露区，也有不少段落为灰 岩、砂页岩（泥岩）及煤系地层交叉分布地段。有 的分段长达１公里多，有的仅２０ Ｉ＇／ｔ，如果路基宽 （２）电测深法：在密集型勘探中，电极距一般 采用ＡＢ／２＝７０～１Ｏ０ ｍ，ＭＮ／２＝０．５ ｍ，当探测深 度未到２０ ｍ时应将电极距增大。 （３）联台剖面法：在路基勘测中，操作方便， 无穷远极（ｃ极）大都沿路线方向布置，其距离应 为最大极距ＡＯ、ＢＯ的１０倍。同时，各段使用联 度变化不大，不影响测线布置时，分段长度可进行 调整，但不得漏勘或更改 另施测过程中发现有异 常地段，即使是雷达法也可加短测线复测。 电测深的测线布置约为地质雷达测线的３ｏ％ ～台剖面时，应据异常的初判埋深，不少于两个以上 的电极距对应的深度进行勘探。 ３．２测网的选择 帅％，即总长７４ ３５０～９９ １３５ ｍ 电测深点平均 按５ ｌ＇ｎ一点，总计为１４ ８７０～１９ ８２７点。 联合剖面视实测数量计。 ３．４提交资料的要求 岩溶勘测要考虑到不漏掉岩溶洞穴（含土洞）， 测网相对较密。电测深、联合剖面法采用密集型测 网，一般线距５～１０ ｍ，点距５～１０ ｍ，但在异常 区应将点距加密至２～３ ｍ。探测范围也应大于路 基面２～５ ｍ。 （１）综台物探勘测报告。按标段，按所划分的 段落（有共性的可台并成一段）缩写。应含有物探 布置图，综台物探溶洞异常平面图，据综台物探推 测的工程地质剖面图，地质雷达溶洞分布平面图， 由于本路线路基宽度变化大，主线，左、右分 离线，匝道、互通、路堑、路堤宽度变化从７ ｍ～ 电测深岩溶异常平面图，联台剖面溶洞异常平面 图。 ４４ ｍ，为综合物探方便，线距统一，以地质雷达法 为准。原则上作如下规定，实施时可局部调整。 （１）路面宽７ ｍ，测线２条。 （２）路面宽８～１４ ｍ，测线３条。 （３）路面宽１５～２１ ｍ，测线４条。 （４）路面宽２２～２８ ｍ，测线５条。 （５）路面宽２９～３５ ｍ，测线６条。 （２）地质雷达、电测深各测线图像、溶洞异常 剖面图，联合剖面岩溶洞穴异常剖面图。 ３．５对物探所测岩溶异常的验证工作 主要是检测物探结果的准判率，或称该工作成 果的可信程度。本段工作可在现场工作基本结束， 能提出异常分布的基础上进行，以便能及时修正或 弥补。一般采取抽查形式，以５％的异常作为钻、 挖探验证孔．的总数。 岩溶异常埋深少于３ ｍ的叉在土质及强风化层 （６）路面宽≥３６ ｍ，测线７条。 测线布置要兼顾路堑两侧水沟平台，低路堤 （＜３ ｍ）的水沟也在测线布置范围。 ３．３测段划分及测线长度 基本上是按标段划分，Ａ～Ｊ标段中除Ｇ、Ｈ 中可采用挖探，大于此深度或在灰岩中的异常应采 用钻探。 测线分布的范围广、测线叉长，路基面宽度变 化叉大，泌 量放线要力求准确，与设计的桩号要保 持一致 验证率若为７Ｏ％～８Ｏ％，应视为可靠或 可信度极佳，如验证率低于５５％则认为该项资料 可信度较差，应补做工作。 ｆ下转第２６页） 两标段没有岩溶路基外，其余八个标段均有分布， 一般集中在Ｂ、ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｉ、Ｊ ６个标段，以ｃ、Ｄ Ａ标：２ １ ０ ０ ｍ；Ｂ标：２ ６ ９ ５ ８ ｍ；Ｃ标： 标段为多。各标段测线总长如下： ８１ ６２３ ｍ；Ｄ标：５８ ３４５ ｍ；Ｅ标：２８ ５０６Ｉ＇／ｔ；Ｆ标： 维普资讯 http://www.cqvip.com
２６・ 路基工程 ２００２年第２期（总第１０１期） 格的高等级铁路设计中采用建议方法。 表３ 建议方法计算分时沉降寝 实际填土 厚度／ｍ 谈坦土填筑完毕 可以引起的 砂井加固区的 最终固结沉降 谈坦土填筑完毕 可以引起的 未加固区的 最终同结沉降 情况一计算 分时固结沉降 情况二计算 分时固结沉降 时问，ｄ ０ １０ ０ ０ ５ ０ ０．０６２ ０ ０．０３７ ０ ０ Ｏ１ｌ ９ ０ ０．０ｌｌ ９ ２０ ３０ ４０ １ ０ ｌ Ｓ ２．０ ０ １２１ ０ ｌ７７ ０． ０ ０７１ ０ １０ｌ ０ ｌ２９ ０ ０３８ ６ ０ ０７５ ０ ０．１ｌ７ ４ ０ ｏ３８ ６ ０ ０７５ ０ ０１１７ ４ ５０ ６０ ７０ ８０ ９０ ｔＯ０ ｌ２０ １５０ ２０Ｏ ３００ ２ ０ ２ ０ ２．５ ３ ０ ３ ５ ４．０ ４ ０ ４．０ ４ ０ ４ ０ ０ ２２８ ０ ２２８ ０ ２７５ ０ ３１７ ０ ３５６ ０．３８９ ０ ３８９ ０ ３８９ ０．３８９ ０ ３８９ ０．】２９ ０ １２９ ０ ｌ５３ ０．】７６ ０ １９５ ０ ２１１ ０ ２ｌｌ ０．２】］ ０ ２ｉｉ ０ ２１ｌ ０Ｉ５０ ７ ０１７６ｌ ０ ２０５ ０ ０．２４０ｌ ０ ２７８ ５ ０ ３１７ｌ ０ ３７２ ０ ０．４１７ ６ ０ ４５ｉ ６ ０ ４７７ ３ ０ ｌ∞７ ０．１７６ｌ ０ ２０５ ０ ０ ２４０１ ０．２７８ ５ ０ ３１７ｌ ０ ３７２ ０ ０ ４１７ ６ ０ ４５ ６ ０．４７７ ３ 收稿日期：２００ｌ—０４～ｌ１ （上接第ｌ３页） 洞顶岩体及洞隙边坡。 ４路基岩溶的处理方案 （３）当洞体开口较小，开挖清理困难时，可用 灌浆填塞。灌填材料视要求而定，可选用砂石砂浆 或混凝土，也可用小压力灌浆法加固基底下一定厚 度的溶隙及破碎岩体。 选择路基岩溶的处理方案，首先，对水的整治 应贯彻宜疏勿堵的原则，对地表水做好有组织的排 水 对地下水以疏异为主，即使堵也应留有出路， 设置反滤层以减少淘蚀 其次，根据物探的结果， 分情况进行处理： ５结语 （１）对已外露的浅埋洞隙，可采用挖填置换， 清理洞隙后以碎石或混凝土回填。当洞体深度较 大，而两捌岩体完好，可挖填至一定深度，回填体 断面呈倒梯形。对有地下水活动的洞体，应回填反 滤层并留有水流排泄之通道 （２）当顶板薄、跨度大时，可在洞底设置附加 （１）采用地质雷达、电测深法、联合剖面等综 合物探方法进行路基溶洞探测可以相互印证、相互 补充，可以达到较好的效果。 （２）在京珠高速公路粤境北段进行路基溶洞物 探为进一步确定处理方案提供有力的依据，是保证 路基稳定和营运安全的重要措施。 收藕臼抛：２ｏ０ｌ—ｌ２—１２ 支撑以减少洞跨，也可加固洞顶，用浆砌块石嵌朴