某高速公路工程水文地質條件評價

劉和++李小萌

摘要： 以云南某高速公路擴容工程為例，主要從水文地質條件方面，對該高速公路工程地質情況進行了勘察，分段評價了全線工程地質條件，為擬定路線走向、橋位、隧址工程方案的比選及編制可行性研究報告等提供地質資料。

Abstract： This paper taking the Yunnan expressway expansion project as an example， mainly from hydrogeological conditions， takes a survey to the geological conditions of the expressway engineering， makes a segmentation evaluation of the whole engineering geological conditions， in order to provide geological data for drawing up route alignment， the bridge site， tunnel engineering schemes comparison and selection and the feasibility research report.

關鍵詞： 高速公路；水文地質條件；評價

Key words： expressway；hydrogeological condition；evaluation

中圖分類號：P641.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）22-0149-02

0 引言

擬建高速公路地處云南省西南部，是連接云南西部和西北部的咽喉要道，車流量極大，交通堵塞現象嚴重，現有的高速公路雙向四車道規格已不滿足現在的交通要求，所以該高速公路工程的擴容建設對舒緩云南西部交通具有重大意義。

1 工程地質條件

1.1 地形地貌 路線區域地勢兩頭低，中間高，最高點為九頂山頂海拔2800米，其次為天子廟坡頂海拔2419米，最低點為漾濞江河谷，海拔1300米，根據地貌成因、組合形態、海拔和切割程度可分為以下幾種類型：

①構造剝蝕波狀起伏緩丘洼地、垅狀起伏低山丘陵區：該區由于地殼上升緩慢，以剝蝕為主而形成的地貌形態。波狀起伏緩丘洼地地貌相對高度小于150米；垅狀起伏低山丘陵地貌相對高度150-500米。山頂渾圓，山坡坡度一般20至30度。一般高程在2500-2700米為一級剝夷面，高程2300-2500米為二級剝夷面，高程2100-2300米為三級剝夷面，高程1900-2100米為四級剝夷面。路線多展布于此種地貌形態中。

②河谷階地地貌：主要分布于楚雄盆地，南華盆地、云南驛盆地、祥云盆地，一般發育有三級階地，Ⅰ級、Ⅱ級階地較發育，階面平坦，高出河水面2至6米，長500至1400米，寬-般100至200米，堆積物一般具有二元結構，上部以粘性土為主，下部以礫石土為主。

③溶蝕侵蝕山中峽谷型：主要分布于向筆村至金廠箐一帶，海拔2400至2800米，相對切割深度500至1000米。鋸齒狀山頂和魚鰭狀山脊，溝谷呈深切割的“V"字型峽谷，谷坡一般在45度以上，地表溶孔，石芽和溶槽發育，并發育有巖溶泉水。

1.2 地層巖性 路線區域巖性繁多，巖漿巖、沉積巖、變質巖均有分布，根據道路工程的性質及巖土的物理力學指標，我們將路線區域的巖土分為四種類型：硬質巖組、軟質巖組、極軟巖組、松散巖組。現分述如下：

①硬質巖組：弱風化粗粒和細粒長石石英砂巖、石英砂巖夾少許泥質軟弱夾層：多為孔隙式、接觸式膠結，膠結物為硅質、鐵質，堅硬裂隙發育，零星分布于路線中部和東部的紅層中，另外在九頂山一帶也有大范圍的出露；灰巖、白云質灰巖：巖石致密堅硬性脆，在路線區域巖石巖溶率不高，在現有高速九頂山隧道出口段，由于受構造影響自云質灰巖多呈糜棱狀；弱風化的花崗斑巖、煌斑巖、玄武巖：巖石堅硬致密，主要分布于路線紅土坡至九頂山隧道出口一段；片麻巖：巖石細分有花崗片麻巖、角閃片麻巖、斜長片麻巖等，巖石堅硬致密，主要分布于路線西洱河口至江西橋附近。

②軟質巖組：弱風化的泥質粉砂巖、泥巖互層：裂隙發育，巖石為泥質膠結呈碎塊狀，抗風化能力低裂隙發育，分布于起點至祥云沙龍附近及大江西村至深長村一帶，一般埋深10至15米；弱-強風化的長石砂巖和泥巖不等厚互層：巖石以泥質膠結鈣質膠結為主，由于軟硬互層，巖體穩定性較差，抗壓強度不高多呈碎塊狀，主要零星分布于路線上，一般埋深8至13米；弱-強風化的板巖：路線區域出露的板巖有絹云板巖、砂質板巖、炭質板巖。絹云砂質板巖，主要分布于路線止點附近。炭質板巖主要分布于小官村水庫附近，由于受構造影響巖石多呈碎石及碎塊狀；弱風化-強風化的泥灰巖：泥灰巖在路線區域出露不多，主要零星分布于沙橋至下莊地段。

③極軟巖：全-強風化的花崗斑巖、煌斑巖、霏細斑巖：該類巖石由于受構造和風化的影響強烈，多呈碎石及碎粒狀，遇水侵泡后可呈砂狀，力學強度低，主要分布于紅土坡至九頂山隧道出口段，厚度一般10至25米；全-強風化的泥質粉砂巖泥巖互層：該類巖石力學強度極低，遇水后多呈粘土及粉質黏土狀，灰白、灰黃、淺紫色泥巖遇水后都具弱膨脹性。一般出露于地表或埋深于覆蓋層之下。該類巖石分布范圍較大，從起點至紅土坡均有分布；全-強風化的炭質板巖：該類巖石遇水軟化后多呈炭質粘土狀，易染手，強度低，分布于小官村水庫附近。

④松散巖組：碎石土呈稍密至中密狀態，碎石呈棱角狀，無分選性；粉質黏土呈硬塑狀態，但在低洼處由于受水影響較大，干季無水時呈硬塑至半堅硬狀，雨季呈軟塑至流塑狀；殘積土由于未經搬運，因此較難區分與下伏基巖風化層的界線，由于地形變化一般較大，所以殘積物的厚度在小范圍內有較大變化；坡積層主要分布于山坡坡腳一帶，土體具有一定的分選性，一般從上到下由粗至細，受地形、巖性及裂隙發育程度影響，其堆積厚度變化較大，主要由塊石土、黏性土、砂性土組成，其力學性質受堆積時間及水的影響較大；洪積層一般分布于洪積扇堆積區，多以漂石土、卵石土為主，磨圓度較差。另外在盆地邊緣也分布有洪積之砂性土，如下莊和大合江一帶。漂石土、卵石土一般呈稍-中密狀，砂性土呈中密-密實狀。

2 水文地質條件

路線區域處于三大水系分水嶺地帶，構造、地貌、形態、巖性差別較大，其水文地質條件明顯不同，根據收集前人資料并進行調繪和測試，現分述如下：

2.1 裂隙水 主要分布于山嶺區，受巖性的制約水量差別較大。

①灰、紫灰色石英砂巖，灰黃色砂巖互層，局部夾泥巖，裂隙發育，富水性較好，該段泉水出露點較多，一般泉水流量1至1.5升/秒。

②紫、紫紅色泥巖，泥質粉砂巖互層，局部夾石英砂巖， 面裂隙率4.8%，一般泉水流量<0.3升/秒。

③褐、灰褐色玄武巖，主要分布于紅土坡至象鼻莊一帶地表，多呈全至強風化狀，一般泉水流量l至2升/秒，富水性強。

④蒼山群變質片巖、片麻巖，面裂隙率15%，富水性強，一般泉水流量l至15升/秒。

⑤灰綠、淺紫、灰色板巖夾灰巖，或砂巖。裂隙發育，富水性強，一般泉水流量都較大。

2.2 巖溶水 路線區域巖溶主要發育于紅土坡至金廠箐一帶，巖性以厚層狀灰巖和白云質灰巖為主，由于區內受西有洱海深大斷裂帶，東有賓川斷裂帶的夾持，區內小斷裂發育，形成構造斷塊山，山坡較陡，一般>45°，有利于地表水的流通，因此區內巖溶發育中等，一般以石芽、石槽、溶蝕裂隙、微巖溶地貌景觀為主，局部發育有一些小型干溶洞，根據巖性，灰巖面巖溶率10至20%，可溶CaO含量達53至56%，泉水流量一般。白云質灰巖，面巖溶率5至10‰可溶CaO含量40%，泉水流量一般10至20升/秒，在斷裂層破碎帶泉水流量>100升/秒。

2.3 孔隙水 主要分布于云南驛盆地、南華盆地、祥云盆地、大理盆地。在盆地中水位一般0.5至2米，靠近盆地邊緣地下水具承壓性，主要含水層為卵石層、礫石層，另外在洪積扇區域地下水也比較富集，并具有承壓性。

裂隙水、巖溶水，其補給來源主要靠降雨補給，孔隙水除靠降雨補給外，山區裂隙水巖溶水也是其補給源[1]。

2.4 溫泉 路線區域內的溫泉主要為西洱河畔的塘子鋪溫泉，流量15.18升/秒，水溫76.5℃，水溫年變幅2℃，水量變幅約2升/秒。該溫泉為西洱河斷裂所生成。

2.5 地表水 路線經過地區較大的河流有：龍川江、漁泡江上游支流、普昌河，其它均為山區季節性河流及出露地表的泉水。

龍川江發源于南華縣西北，歸宿于金沙江，年徑流量3.29億/m3，流量旱、雨季分明，旱季最小流量0.03m3/秒，雨季最大638 m3/秒。

2.6 路線區域地表水、地下水化學性質特征 路線區域的丘陵及中低山區地下水交替迅速，壩區交替慢，地下水類型大部分地區較簡單，水化學類型以HCO3-Ca和HCO3-Ca·Na型水為主，次為HCO3-Ca·Mg型，其它為HCO3-Ca-Na和HCO3-SO4-Mg型水，局部地段尚有SO4·H CO3-Ca及SO4-Na·Mg型水，礦化度0.01至0.81克/升，總硬度一般為0.2至16德度，pH值6至8.5。

2.6.1 地下水 ①南華、云南驛、祥云、大理盆地以第四系孔隙水為主，水化學類型以HCO3-Ca·Mg，HCO3-Ca·Na型水為主，總硬度6至16德度pH值6至8。

②山區一般以裂隙水為主，水化學類型以HCO3-Ga·Na型水為主，pH值5.7至8.4，局部為HCO3-Ca·Mg型水，總硬度1.13至19.69德度。

③巖溶水：主要經分布于九頂山一帶，水化學型以HCO3-Ga和HCO3-Ca·Mg型水，總硬度6.19至16.23德度，pH值6.5至8.1。

④溫泉：路線區域內的溫泉主要為西洱河畔的塘子鋪溫泉，其化學類型見表1。

2.6.2 地表水 路線區域內地表水主要為西洱河及龍川江，但兩河河水都受到污染，特別是西洱河污染更為嚴重，根據資料西洱河段水質分析見表2。

3 結語

地下水位斜坡路段埋藏較深，溝谷及階地路段埋藏較淺，地下水以主要以松散巖類孔隙水與基巖裂隙水為主，富水性強弱不等，松散巖類孔隙水很豐富，地下水位高。

主要工程地質問題為：斜坡不穩定問題，挖方路段邊坡開挖后易誘發工程滑坡，因此建議挖方路段加強邊坡支護設計；斜坡路堤段易產生側向滑移破壞，建議加強支擋結構。

參考文獻：

[1]趙慧玲.大同煤田巖溶地下水的水文地質特征分析[J].中國煤炭地質， 2004，16（1）：26-28.

[2]張有為.楚大高速公路邊坡治理[J].價值工程，2016，35（15）：161-162.

[3]劉豐.鶴大高速公路工程地質條件評價[J].黑龍江科技信息，2015（04）.