溝塘勘察與治理探討

許漢華 朱濤 槐以高 劉文連 眭素剛

摘 要：場區勘察范圍內地貌上整體以剝蝕丘陵為主，局部為巖溶洼地地貌和山間槽谷地貌。在本區域范圍內發育有3條大的沖溝，由若干小型支溝組成。在溝內低洼處由沖洪積、沼澤相沉積形成了分布軟弱土溝塘，以及后期人工改造的水塘、水庫和棄土場，軟弱土主要分布于塘內，均分布于機場飛行區的填方區。根據軟弱土的埋置深度、分布范圍、分布厚度，按一般填土區提出技術可行、經濟合理的具體處理措施建議。

關鍵詞：溝塘勘察;軟弱土;地形地貌;處理措施;昆明長水國際機場

1 緒論

隨著工程建設的發展，勘察行業已取得階段性可喜的成果，但仍有一些理論尚不成熟。勘察是一項工程基礎性工作，涉及的內容多、對象多、范圍大，勘察手段是非直觀性的，提高勘察水平，充分利用基礎地質資料，掌握巖土工程相關的規范規程，才能確保勘察工作的順利進行[1]。

昆明長水國際機場目前機場共有兩條跑道，東跑道長4500m，西跑道長4000m;機位數量（含組合機位）161個。隨著旅客吞吐量和貨郵吞吐量的激增，現有航站樓、機坪、滑行道等已不能滿足機場運營需求，急需進行擴建。本期改擴建將在現狀西跑道西側建設西二、西三跑道及滑行道系統;在現狀東跑道東側建設東二跑道及滑行道;在現航站區以北建設T2航站樓、衛星廳等;配套建設綜合交通中心、停車樓、捷運系統等交通設施;配套建設空管、供油、給排水、供電、供冷供熱、生產生活輔助設施設備等。

溝、塘勘察技術要求采用小螺紋鉆對場地范圍內的溝、明（暗）塘的平面位置、范圍大小、形態、深度以及淤泥、填土性質進行勘察，并說明其對工程建設的影響。勘探點位置根據現場工程地質調查情況，布置于溝、塘及可能存在暗塘的區域。小螺紋鉆間距為20m，孔深3m或至淤泥底部。

2 地形地貌

勘察場地位于昆明市官渡區大板橋鎮，占地面積較廣，其中飛行區平面為近矩形，面積約12.93km2，長約5.62km，寬約2.85km，北東-南西向展布，凈空區平面為近三角形，面積約1.87km2。勘察區最高點位于凈空區中國民用航空老巴山雷達站西南側山峰，高程2347m;最低點位于飛行區東北端葛藤溝溝底，高程2020m，地形最大高差327m。地形整體上呈現出西北高、東南低的態勢，在靠近現機場西跑道附近受工程建設影響，一期工程建設，場地挖高填低，形成建設平臺，地形稍高，標高約2080m左右。勘察區以F10斷裂為界，南部以巖溶地貌為主，可細分為低丘巖溶地貌和溶蝕洼地地貌;北部以構造剝蝕丘陵及山前洪積扇、山間凹地地貌為主，局部如小高坡區域附近為巖溶地貌。巖溶的形成和發育是一個復雜的、特殊的地質現象，如何查明形成巖溶的地質環境，巖溶的空間分布形態及其發展變化規律，為工程設計提供準確可靠的地質資料，是一個十分復雜的系統工程。在巖溶地區勘察工作是在已知巖溶發育進行的，已知巖溶有對其上建筑物產生不利影響，勘探的目的是找出導致產生災害的土洞、溶洞、巖溶裂隙帶后，進行工程設計、治理，防止巖溶災害出現，是被動的補救式的勘察[2]。

對區域地質的調查和基礎地質研究，可以為工程勘察提供地質資料，有效節約勘察的成本。根據地形圖及現場調查，地表分水嶺與南部巖溶區距離較近，整體上地勢北高南低，最高點位于，花箐村南面馬鞍山，標高約2160m，最低點位于園藝場附近，標高約2055m，整體高差約100m。大致沿水泥廠生活區～石將軍溝與李長路交叉口～洼地32一帶為界，標高大致2075～2080m為界，在2080m以上為低丘巖溶地貌，地形坡度相對較大，一般坡度在15～25°，局部達40°，主要發育溶蝕溝槽與石牙，地表水大多向沖溝匯集后向下游徑流。南部2075m以下為溶蝕洼地地貌，地形坡度相對較小，一般坡度為5～10°，局部溶蝕漏斗位置坡度大于25°，主要發育溶蝕漏斗溶蝕洼地，地形坡度小，地表水大部分通過溶蝕洼地、漏斗深入地下。

在分水嶺以北的范圍內地貌上整體以剝蝕丘陵為主，局部為巖溶洼地地貌和山間槽谷地貌。地形上整體西北高，東南低，根據現場調查，在凈空區及飛行區的山頂及山脊部位一般成寬緩弧線形，縱坡一般在5～15°左右，橫坡一般3～12°;山體半坡受地質構造影響，在東北坡向上，一般坡度在10～25°間，局部大于30°，在西南坡向上，主要是凈空區，地形坡度一般在30～50°，局部大于60°;溝谷中上部地形縱坡一般在10～30°，橫坡一般在25～45°，局部大于55°，溝谷下游或溝谷出口附近，主要位于飛行區，一般縱坡坡度小于10°，局部僅3～5°。

3 溝、塘的分布特征

3.1 溝、塘概況

根據現場調查、現場鉆探揭露及工程地質測繪成果，勘察區范圍內發育有6條主要的沖溝，現場編號為CG01～CG06。其中，CG01、CG02、CG05、CG06沖溝規模較大，除主溝外，還由若干小型支溝組成，整體沖溝呈樹枝狀結構。

根據塘的出露形式，把塘分為現狀下看得見，能夠進行形狀測量、深度測量的坑塘稱為明塘，如水庫、魚塘、泥塘、采坑等;在現狀條件下看不見其形狀、分布范圍，但通過早期地形圖及鉆探揭露地層反應出的坑塘，被后期填埋的坑塘稱為暗塘。根據現場鉆探揭露及工程地質測繪成果，在場地的不同地段還分布有11個塘，有明塘也有暗塘，還有部分為巖溶漏斗被填埋后形成。

3.2 溝、塘的分布特征

勘察范圍內沖溝主要受地形條件限制，CG1屬于寶象河流域，CG2、CG3、CG4、CG5、CG6屬于花莊河流域。根據現場調查及鉆探揭露，場地內有軟弱土分布的溝塘共計11個。受地形條件限制，坑塘主要集中在沖溝CG1、CG2、CG5、CG6的中下游地段，主要位于擬建項目的飛行區范圍，溝、塘平面分布圖如圖所示。其中暗塘主要分布在三個地段，地段一為沖溝CG1的中下游，CG1與其支溝交匯部位，溝塘GT2、GT3分布在此地段;地段二為CG2與CG2-4交匯部位的CG2-4下游地段（GT5）和CG2下游地段;地段三位CG5下游出口附近，溝塘GT8、GT9分布。明塘分布相對比較分散，多為近期人類工程活動形成，其中GT1、GT10的坑塘、水庫。

3.3 溝、塘內軟弱土的分布特征

根據工程地質測繪、勘探揭露、原位測試、室內試驗成果，粉質粘土③2-3，④2-3，⑥2-3為溝、塘內分布的軟弱土，軟弱土主要分布在溝內的坑塘部位，其分布特征統計于表1。

3.4 溝、塘地下水

地下水是巖土體的部分及水文地質的主要元素，影響巖土工程的特性。既影響基礎工程，也影響穩定性和耐久性，由于地下水升降變化、地下水動水壓力作用有可能造成巖土工程危害。巖土水理性質為巖土和地下水相互作用時顯示出來的性質，如：給水性、軟化性、脹縮性、透水性、崩解性等將影響巖土的強度和變形、建筑物的穩定性，其中崩解性與土的顆粒成分、礦物成分、結構等關聯性大[3]。

溝、塘處于場地低洼地段，地下水為孔隙潛水，地下水埋深較淺，變化幅度大，特別雨季期間，地下水位平地表或接近地表。溝、塘內主要由粘性土組成，透水性弱，富水性弱，水量不大。溝塘地下水主要由大氣降水和和周圍淺部孔隙水、裂隙水補給，向溝、塘下游排泄。溝、塘不僅為周圍地下水排泄區，也是雨季地表水的匯集區。雨季期，溝、塘內地表水對開挖、填土等施工影響較大。

4 溝、塘對工程建設影響分析評價

巖土工程測試含原位測試、室內土工試驗、巖石試驗及現場監測等。測試成果是分析評價的基礎，沒有可靠準確的數據支撐，分析評價都是紙上談兵。巖土體是非均質體，部分存在各向異性，所取樣品是否有代表性值得商榷。

粉質黏土③2-3層：灰孔隙比e=0.90，天然含水量w=39%，液性指數Il=0.77，標準貫入試驗N=3.7，力學性能較差。在鉆探過程中取芯、樣品制備包裝、送樣運輸過程及原位測試等過程中，均會有不同程度的擾動，對測試數據成果影響不小。該土工試驗測試數據結果其壓縮性相對較好，可能是樣品失水，導致壓縮性能試驗結果失真。

粉質黏土④2-3層：灰孔隙比e=1.03，天然含水量w=35%，液性指數Il=0.81，壓縮系數a1-2=0.51，高壓縮性土，壓縮模量Es1-2=4.1，標準貫入試驗N=2.7，力學性能較差。十字板剪切試驗Cu=20.7KPa，Cu=7.0KPa，靈敏度St=3.0，低靈敏度土。靜力觸探錐尖阻力加權平均值qc=0.615MPa，側摩阻力加權平均值fs=18.5kPa。

粉質黏土⑥2-3層：軟塑狀態，未取到原狀土樣，位于基巖頂面，含水量偏高，壓縮性中等。

根據鉆探及現場調查，場地內未分布有淤泥質土、淤泥類的軟土，但分布有軟塑狀態的粉質粘土③2-3，④2-3，⑥2-3層。其狀態為軟可塑～軟塑狀態。軟弱土主要分布于塘內，均分布于機場飛行區的填方區。沖溝內的軟弱土主要分布于溝底位置，厚度和范圍不大。

根據埋置深度分為淺埋型和深埋型，淺埋型主要地層為：粉質粘土③2-3、④2-3層，整體分布分為小，厚度小，其中的粉質黏土③2-1為溝塘內軟土失水硬化后形成，雨季溝塘蓄水后會再次軟化，且含一定量的有機質，對工程建設的主要影響主要表現為地基不均勻沉降。目前表層軟弱土分布的溝塘中，僅GT5、GT6、GT9溝塘有水;GT5目前水面面積約3747m2，水深0.5～1.5m，GT6目前水面面積約4936m2，水深約3.5m;GT10溝塘有水，水面面積約612m2，水深約0.7m，其余地段的溝塘內勘察期間基本沒有水，僅在雨季時會形成少量的地表積水。由于該軟弱土主要分布于地表附近，厚度相對較小，可直接清除。

深埋型主要地層為粉質黏土④2-3，⑥2-3層，為早期洪水沖積形成，如果不進行處理，工程建設過程中，在上覆土層的壓力作用下將會產生較大的沉降，從而引發不均勻沉降。因其埋深相對較大，上部存在一定厚度的其他地層，采用直接挖出的方式處理費工費時，效果也較差，影響工程進度及造價。

5 處理措施

對于埋深小于3.0m坑塘內的軟弱土建議進行清除，對埋深大于3.0m的軟弱土，根據其堆積體積，建議按下列方式處理：對于將來埋深大，軟弱土范圍小的軟弱土，將來對工程建設影響小，建議不進行處理，對于體積較大的軟弱土，建議采用深層攪拌水泥土法進行處理或采用CFG樁進行處理，CFG樁由于水泥的膠結作用，具有一定的凝結強度，較小的荷載下無側向變形，在軟土中可將應力傳遞至深層，起到類似剛性樁的作用，是適用于軟土且較為經濟的地基處理方法之一[4]，避免在后續填土后引發不均勻沉降，具體處理措施建議參考表2進行處理。

參考文獻：

[1]邢廣銳.探析基礎地質在巖土工程勘察中的應用[J].黑龍江科技信息，2010（36）：40.

[2]秦美前，劉曉軍，商南南.巖溶地區的工程地質勘察與穩定性分區[J].采礦技術，2004（01）：67-68.

[3]李能芬.工程地質勘察中水文地質問題的危害探討[J].甘肅科技，2011，27（12）：34-35+91.

[4]郭書泰.工程地質勘察與巖土工程技術發展現狀與展望[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），1999（01）：3-5.

作者簡介：許漢華（1989— ），男，福建龍巖人，工程師，畢業于中國地質大學（武漢）地質學基地班，長期從事巖土工程勘察、設計、施工及地質災害治理等相關方面工作。