5晋红高速2标段工程地质勘察总报告解析.docx
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5晋红高速2标段工程地质勘察总报告解析
晋宁至红塔区高速公路
二标北城段两阶段施工图设计工程地质勘察说明书
K16+900～K25+200（左线Z2K16+888.512～Z2K22+309.17，Z3K22+800～Z3K25+187.976）
1.概述
1.1工程概况
1.1.1项目建设的目的与意义
晋宁至红塔区高速公路是昆（明）曼（谷）国际大通道的起始路段，也是国道213线的重要路段。
随着昆明、玉溪两市经济的持续发展，老昆玉高速交通压力极大，车流量趋于饱和，已不能适应滇中城市一体化的发展需求，故晋红高速工程的建设对缓解老昆玉高速交通压力，实现昆明、玉溪两市通道高速化、网络化，构建云南全省大通道及滇中城市群的建设，完善玉溪高速公路网布局，减缓玉溪对外主通道交通压力都将发挥至关重要作用，且建成后将成为昆明经玉溪至版纳的一条新的重要通道，如图1-1。
1.1.2主要设计技术标准
本项目起点K0+000位于昆明市晋宁县李河村，滇中明珠滇池南岸，接昆明西南绕城高速，终点K49+676.144位于玉溪市红塔区研和镇南厂村，接昆磨高速公路，线路全长49.679公里，路基宽33.5m，双向六车道，设计时速100km/h，主线共设大桥27座，隧道11座，互通式立交6个。
二标北城段均位于玉溪市红塔区北城镇境内，起点K16+900位于刺桐关村西侧700m处，止点K25+200位于莲池村西北端约1000m处，主线全长8.303km，北城立交连接线长6.286km。
全标段共设大桥17座（其中含主线大桥6座，北城立交连接线大桥7座及北城立交各匝道大桥4座），隧道3座，涵洞及通道共8座，互通式立交1个。
1.2勘察目的任务与技术标准
1.2.1勘察任务来源
1）晋宁至红塔区高速公路工程勘察设计中标通知书；
2）晋宁至红塔区高速公路工程勘察设计合同；
2013年2月根据院经营（XX）字第XX号《勘察设计任务通知单》进行初勘阶段初步设计阶段的工程地质勘察工作。
2013年8月根据院经营（XX）字第XX号《勘察设计任务通知单》进行详勘阶段施工图设计阶段的工程地质勘察工作。
1.2.2勘察目的与任务
（1）勘察目的
本次地质勘察工作是在工程初步设计研究报告的基础上，根据相关批复及勘察设计指导书所确定的设计方案、技术要求，采用合理的勘察方案，有针对性地进行工程地质勘察工作，详细查明公路路线和构造物地基的地质结构，工程地质及水文地质条件，为路基及构造物设计提供所需的工程地质资料；详细查明公路沿线的不良地质、特殊性岩土的分布范围，岩土工程特性，对建筑场地的稳定性作出评价，为施工图设计提供准确、完整的工程地质和水文地质资料，对特殊岩土地段与不良地质地段的防治方案提出合理的处治意见。
（2）勘察任务
1）系统收集晋宁至红塔区高速公路段的区域地质、水文气象、地形地貌、水文地质、不良地质、区域稳定性及地震的资料；
2）通过专门工程地质测绘，查明合同段的地形地貌、地质构造，地层层序，岩土体工程地质类型等环境工程地质特征；
3）经有现场采样试验获取物理力学指标，系统地对路线区的岩土体工程质分类、分级；
4）查明路线地层的发育、分布特征，通过钻探、静力触探、标贯、取样室内试验等手段，基本查明特殊性土的分布范围、厚度、工程地质特征；
5）通过多种方法，查明路线区岩溶发育规律、进行岩溶发育程度分级，评价对路线工程的影响；
6）通过工程地质测绘及勘探工程揭露，探明路线区主要岩体风化类型，评价对其路线工程的影响；
7）对合同段内分布的软土等不良地质现象进行专门勘探和成因分类，评价不良地质现象对公路建设的危害及影响；
8）通过水文地质现象的专门观测、记录，采样化验及水文地质试验，查明合同段含水岩组地下水富水性、渗透性，以及地下水的补给、迳流、排泄规律、水质特征等；
9）对合同段控制性工程开展较系统地质勘探，全面评价其工程地质条件的适宜性及对路线方案的影响；
10）查清路线沿线筑路材料的分布、储量、强度特征、颗粒级配、运距等，取样测试并分别对取土场挖方弃土等作为路基填料进行专门评价；
11）根据野外收集的工程地质资料及参数分别对路线附近的工程地质条件作出详细的评价。
12）编制《晋宁至红塔区高速公路施工图设计阶段工程地质初勘报告》及相关的成果图件；
13）为施工图设计及时提供满足设计所需的地质资料。
1.2.3勘察技术标准
（1）主要技术标准
1）《公路工程技术标准》JTGB01-2003
2）《公路工程地质勘察规范》JTGC20-2011
3）《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024-2007
4）《公路路基设计规范》JTGD30-2004
5）公路隧道设计规范》JTGD70-2004
6）《公路桥梁抗震设计细则》JTG/TB02—01—2008
7）《公路土工试验规程》JTJ051-2007
8）《公路工程水质分析操作规程》JTJ056-84
9）《公路工程岩石试验规程》JTJE41-2005
10）《公路工程集料试验规程》JTGE42-2005
11）《公路工程水文勘测设计规范》JTGC30-2002
12）《公路路基施工技术规范》JTGF10—2006
13）《工程建设标准强制性条文》（公路工程部分）
（2）参考技术标准
1）《岩土工程地质勘察规范》GB50021-2001（2009版）
2）《中国地震动参数区划图》GB18306-2001
3）《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
4）《膨胀土地区建筑技术规范》GBJ112-87
5）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）
6）《工程地质钻探规程》（DZ/T0017-91）
（3）参考引用资料
1）1:
20万《区域地质调查报告》（玉溪幅，1969年）
2）1:
20万《区域水文地质普查报告》（玉溪幅，1976年）
3）1:
20万《区域地质矿产调查报告》（玉溪幅，1973年）
4）《晋宁至红塔区高速公路工程可行性研究报告》
5）《晋宁至红塔区高速公路工程初步设计研究报告》
6）《晋宁至红塔区高速公路建设项目地质灾害危险性评估报告》（云南岩土工程勘察设计研究院，2013年4月）
7）《晋宁至红塔区高速公路压覆矿产评估报告》
8）《晋宁至红塔区高速公路线路地震区划报告》（云南省地震工程勘察院，2013年4月）
69）昆明至玉溪铁路扩能改造各阶段相关地质资料（中铁二院）
1.2.4质量控制
本项目执行ISO9001质量体系标准，勘察工作严格贯彻《质量体系文件》的要求进行，在前期阶段根据院总工办下发的施工图设计工程地质勘察指导书及公路勘察设计质量控制表，编制了《勘察设计总计划》，经批准，联系线路实际地质情况，采用地质调绘、钻探、物探、原位测试及岩土试验等综合方法，严格执行单孔设计验收评定，遵循《质量体系程序文件第五版》（BEC/QS.B/2009），整个勘察设计过程在受控状态下进行，各类人员配置均按《勘察设计人员岗位职责》和《勘察设计人员岗位资格》执行，同时认真接受工程地质勘察全过程质量监理，确保勘察质量。
本项目勘察全过程开展质量保证活动，坚持贯彻执行质量方针和目标，质量活动记录有：
《任务通知单》，《勘察设计计划》，《勘察设计指导书》、《勘测设计实施计划》，实施过程中的《互提资料单》、《勘测设计产品校审记录单》等，以及有关质量活动过程中的检查、评审、会议记录等。
1.3勘察方法、勘察时间、工作量
1.3.1勘察方法
本次勘察方法采用现场地质调查、挖探、简易钻探、钻探、原位测试、室内试验、物探等多种勘察方法综合加以控制。
1.3.2勘察时间
2013年2月24日项目组织机组人员进入现场，及时开展野外各项勘察工作，于2013年10月18日基本完成初勘及详勘阶段全部外业地质勘察作业。
1.3.3勘察完成工作量
（1）实物工作量
本标段共完成工作量统计如表1-1。
完成工作量一览表表1-1
序号
工作项目
单位
工作量
备注
1
1∶2000工程地质调绘
km2
5.92
2
挖探
探坑
m/孔
49.1/17
含初勘23.1m/8孔
3
钻探
浅孔钻探
m/孔
2184.63/77
含初勘946.21m/39孔及利用昆玉铁路的68.7m/2孔
深孔钻探
m/孔
523.85/5
4
原位测试
静力触探
m/孔
/
标贯试验
次/孔
45/22
含初勘34次/14孔
动探试验
m/孔
55.09/52
含初勘29.91m/27孔
抽水／注水试验
孔
/
5
室内试验
土样试验
件
72
岩石试验
组
18
水质分析
件
/
骨料试验
件
2
击实试验
件
1
6
物探
多道瞬态面波法
点/米
/
高频大地电磁法（EH4）
点/米
280/7470
高密度电法
米
/
联合剖面测深法
米
/
滚动三极测深法
米
/
波速测井
孔/米
139/4
（2）提交的内业资料
本次勘察提供工程地质勘察报告两册（详见总目录），其内容详见表1-2。
提交勘察资料一览表表1-1
序号
图表名称
页数
1
项目地理位置图
1
2
区域地质平面图
1
3
地质构造纲要图
1
4
地震动参数区划图
2
5
工程地质勘察说明书
15
6
不良地质及特殊性岩土地段表
2
7
涵洞与通道工程地质情况表
1
8
沿线筑路材料料场表
1
9
总图例
1
10
工程地质平面图
12
11
工程地质纵断面图（右幅）
12
12
工程地质纵断面图（左幅）
13
13
工程地质钻孔柱状图（浅孔）
33
14
工程地质挖探柱状图（深孔）
3
15
工程地质挖探柱状图
9
16
标准贯入试验成果统计表
2
17
重型动力触探试验成果统计表
4
18
土工试验汇总统计表
6
19
土工试验成果报告
37
20
岩石试验汇总统计表
3
21
岩石检验成果报告
16
22
工程地质照片
3
23
北城立交工程地质勘察说明
7
工程地质平面、纵断面、钻孔柱状图
70
24
K19+400攒坝塘大桥
5
工程地质平面、纵断面、钻孔柱状图
8
25
K23+100大凹村1号大桥
4
工程地质平面、纵断面、钻孔柱状图
7
26
K23+598大凹村2号大桥
4
工程地质平面、纵断面、钻孔柱状图
7
27
K16+440～K17+410刺桐关1号隧道
7
工程地质平面、纵断面、横断面、钻孔柱状图
10
28
K17+430～K19+245刺桐关2号隧道
9
工程地质平面、纵断面、横断面、钻孔柱状图
10
29
K19+560～K20+784刺桐关3号隧道
7
工程地质平面、纵断面、横断面、钻孔柱状图
11
30
K23+660.50～K27+000光山1号隧道
10
工程地质平面、纵断面、横断面、钻孔柱状图
15
31
物探工作布置平面图、物探成果图
2
刺桐关1号隧道（K16+440～K17+410段）工程物探说明书
1
32
物探工作布置平面图、物探成果图
2
刺桐关2号隧道（K17+430～K19+245段）工程物探说明书
1
33
物探工作布置平面图、物探成果图
2
刺桐关3号隧道（K19+560～K20+784段）工程物探说明书
1
34
物探工作布置平面图、物探成果图
2
光山1号隧道（K23+660.50～K27+000段）工程物探说明书
1
35
声波测井说明书（初勘阶段）
2
声波测井成果图（初勘阶段）
1
36
声波测井说明书（详勘阶段）
2
声波测井成果图（详勘阶段）
1
2.自然地理条件
2.1自然地理及交通
测段起点位于云南省最大的断陷湖积盆地—滇池盆地的地西南边缘区，沿途以相间分布的山间盆地、河流谷地和高原山地（为低中山地貌海拔高度1625-2298m，相对高差578m）、丘陵以及玉溪市滇中高原大型陷落盆地为主，地势北高南低，西北部的高鲁山海拔2614.4m，为玉溪市内最高点。
玉溪盆地海拔1625m，主体呈多层次高原地貌，由北向南呈阶梯状渐次分布。
由于河流溯源侵蚀不深，大部分山体原面保存较为完整。
本标段均位于玉溪市红塔区北城镇境内，起点K16+900位于刺桐关村西侧700m处，止点K25+200位于莲池村西北端约1000m处，沿途经过刺桐关村、攒坝塘村、梅园村等，该段大致呈南北走向。
线路走向呈北东-南西向，昆玉高速公路及国道213线大致呈平行状位于线路东侧，多有村道公路相通，交通较方便。
2.2地形地貌
路线位于云贵高原中部，区域内地貌单元受小江断裂带构造线控制，地势北高南低。
沿线主要以溶蚀中山地貌单元为主。
溶蚀中山地貌：
广泛分布于标段段，地面标高1880～2100m，相对高差220m，自然坡度25°～45°不等，坡面植被发育，出露地层以前震旦系昆阳群美党组（Pt1m）和大龙口组（Pt1d）板岩、粉砂岩、灰岩和白云岩等组成，受溶蚀破坏，石灰岩悬崖切割形成陡峭崖，由于长期的溶蚀作用，基岩露头较零星，多被残坡积物掩盖，山体近南北延伸，局部地段岩溶较发育，可见一些岩溶现象，如图2-2。
2.3气候、气象
场地区域上位于玉溪市红塔区北城镇，位于东经102º31＇25＂～102º33ˊ01＂，北纬24º27ˊ34＂～24º31ˊ44＂之间，属高原亚热带季风温凉气候，气候温和，冬无严寒，夏无酷暑，昼夜温差大，具有干湿明显，冬暖夏凉、四季如春的气候特点，全年气候温暖，雨量充沛。
历年平均气温14.7℃，最冷为1月，平均气温为7.8℃，极端最低气温-5.1℃，最热为7月，平均气温19.8℃。
极端最高气温31.7℃。
年平气温20.2℃，年平均降雨量1094.1mm，年平均蒸发量1952.5mm，年平均相对湿度73%，属于夏秋雨区，雨季集中在6～10月，约占全年降雨量的70～80%，为地下水补给的旺盛期，历年最大日降雨量256.7mm，（1957年9月15）；11月至次年5月为旱季，降雨量较少，其中3～5月往往有春旱发生，主要风向为西南，年平均风速为3.0m/s，最大风速为23.6m/s，最大积雪6cm，年平均日照时数2481.2h。
冬季为干燥的大陆季风，以西南风为主，夏季多受南东向海洋季风影响，但风力较弱。
2.4河流水系
本标段所经地区属珠江水系，沿线主要水系与山脉多呈南北向展布。
发源于周围山地上的小河汇集在盆地内，形成玉溪大河，注入南盘江。
除此线路区无大型河流过境，以山涧溪流为主，多以水库拦蓄径流。
区域独特的地理环境形成了较大的高原湖泊，水资源较为丰富。
区内较大的蓄水工程有以下水库：
西河水库：
位于花家山南侧沟谷之中，为饮用水水源地，因水源不足，库区蓄水量很少，目前库区已成为干坝子，线路从库区北侧山坡展布，离库区较近，在线路设计时要做好保护水库环境的相关防护措施。
3.工程地质条件及水文地质条件
3.1地层岩性与岩组划分
3.1.1地层岩性
线路经过溶蚀中山区剥蚀严重，多基岩出露，岩性复杂，沉积岩、变质岩均有分布，现将各地层由老至新分述如下：
（1）第四系
1）全新统（Q4）
主要分布于攒坝塘村左侧山间盆地及梅园村玉溪盆地一带。
按其成因可分冲积、洪积、坡积、崩积、残积堆积及其复合类型。
人工弃土（Q4me）：
为人工堆积废弃物，分布于K23+000～+150左侧5～100m山间冲沟一侧坡脚，长50m，宽111m，厚0~6m，主要成分为强风化板岩、砂岩碎块石及粉质粘土，含部分角砾。
松散堆积，坡度较缓，堆积横坡坡度约20°～40º。
雨季易溜塌。
崩坡积层（Q4c+dl）：
分布于K17+430～K17+495左25～80m、K19+250～K19+436及Z2K19+438～+480段，多沿沟谷两岸分布，在地貌上常呈倒石堆。
物质成分主要为岩块、块石、碎石类土。
Ф5～300cm，大者可达1000cm，棱角分明，具一定的重力分选，坡积物局部见架空现象，厚度多受地形控制，坡脚较厚，一般厚5～40m。
冲洪积层（Q4al+pl）：
分布于北城立交连接线玉溪盆地内，以硬塑状黏性土、卵石及圆砾等为主，局部夹透镜体状有机质土，一般厚5～50m，局部厚度达100m。
其中有机质土厚0～4m，局部厚度稍大。
坡残积层（Q4dl+el）：
广泛分布于段内斜坡地带，以硬塑状黏性土为主，一般厚2～8m，局部厚度达20m。
2）中更新统（Q2）
洪积层（Q2pl）：
分布于K20+858～K21+830、K22+740～K23+683段大凹村及梅园村等地沟口的洪积扇内。
以硬塑状黏性土及碎石为主，局部夹角砾、卵石或圆砾，厚度多大于50m，最厚达100m以上。
（2）前震旦系昆阳群
美党组（Pt1m）：
分布于K21+100～K23+683、K24+340～K25+200段，主要岩性为变质砂岩、千枚岩、板岩、灰岩、白云岩、藻灰岩、泥灰岩，并夹有数层薄层变假鲕状绿泥菱铁矿岩。
分布于新街坝子西部边缘、刺桐关南部～梅园一带，该层在区内厚度大于1300m，与下伏大龙口组（Pt1d）为整合接触。
大龙口组（Pt1d）：
分布于K16+900～+973、K17+558～K21+100及K23+683～K24+340段，主要岩性为灰岩、泥灰岩、白云质灰岩，底部为灰岩与钙质绢云板岩互层。
该层受刺桐关南北向断裂带的影响，分布于断裂带的西盘，即刺桐关西部～梅园西部的山麓区，厚度290～1232m，与下伏黑山头组（Pt1hs）为整合接触。
黑山头组（Pt1hs）：
分布于K16+973～K17+558段，主要岩性为变质砂岩、石英岩、绢云板岩、变质长石石英粉砂岩。
分布于晋宁南山～路线止点的研和一带，呈间断性分布，该层在区域上分为六层，但在测区内仅出露一层，即b段。
厚度大于2973m，与下伏黄草岭组（Pt1h）为整合接触。
（3）断层角砾岩（Fbr）
分布于区内刺桐关断层、大凹村断层、攒坝塘断层、西河断层及观音寺断层等破碎带，呈碎石、块石状，Ф20～400mm，弱胶结状，稍密～密实，母岩为硬质岩的多具定向排列的特征，软质岩地段多见泥化现象。
母岩以紫红、灰绿、灰黄色粉砂岩、页岩、泥岩为主，局部地段为灰岩、白云岩质。
厚5～100m。
测区地层简表见表3-1。
测区地层简表表3-1
系
统
组
厚度
（m）
岩性描述
分布里程
第四系（Q）
全新统（Q4）
人工填土（Q4me）
0～6
粉质粘土、碎石、角砾
K23+000～+150左侧5～100m
崩坡积（Q4c+dl）
5～40
块石、碎石及角砾
K17+430～K17+495左25～80m
K19+250～K19+436
Z2K19+438～+480
冲洪积（Q4al+pl）
2～20
粘性土及淤泥质土
北城立交连接线玉溪盆地
残坡积（Q4dl+el）
0～8
含碎石粉质粘土、黏土
缓坡及坡顶上部
中更新统（Q2）
洪积层
（Q2pl）
>50
粘性土、碎石及角砾
K20+858～K21+830
K22+740～K23+683
震旦系
（P）
昆阳群
美党组（Pt1m）
>1300
变质砂岩、千枚岩、板岩、灰岩、白云岩、藻灰岩、泥灰岩
K21+100～K23+683
K24+340～K25+200
大龙口组（Pt1d）
290～1232
灰岩、泥灰岩、白云质灰岩，底部为灰岩与钙质绢云板岩互层
K16+900～+973
K17+558～K21+100
K23+683～K24+340
黑山头组（Pt1hs）
>2973
变质砂岩、石英岩、绢云板岩、变质长石石英粉砂岩
K16+973～K17+558
断层角砾岩（Fbr）
50～150
呈碎石、块石状，Ф20～400mm，弱胶结状
刺桐关断层、大凹村断层、攒坝塘断层、西河断层及观音寺断层破碎带
3.2岩土主要物理力学指标
3.2.1指标选取的依据
本次勘察参数选取主要以野外原位测试（标贯、动探）、室内试验值为基础，参照规范的范围值再结合经验值列表提供建议值。
3.2.2主要物理力学指标统计
本次勘察中各土层标准贯入试验成果统计详见表3-2，重型动力触探试验成果统计详见表3-3，各土层主要物理力学指标统计详见表3-3，根据室内试验所得出的各土层的物理力学性质统计表如表3-4。
标准贯入试验锤击数统计表（N，实测锤击数）表3-2
成因
土层名称
状态
范围值N（击）
平均值N（击）
频数（次）
标准差σ
变异系数δ
Q4dl+el
粉质黏土
硬塑-硬可塑
7～32
19
14
7.04
0.37
Q4dl+el
黏土
硬塑
8～23
15.7
9
5
0.32
Q2pl
粉质黏土
硬塑
13～33
20.8
4
/
/
Pt1d
泥质板岩
全风化
30～58
44
2
/
/
重型动力触探试验（N63.5）统计表（修正后）表3-3
成因
土层名称
状态
范围值N（击）
平均值N（击）
频数（次）
标准差σ
变异系数δ
Q4me
杂填土
松散-中密
3～17.9
9.5
4
/
/
Q4al+pl
圆砾
中密-密实
11.3～31.3
21.7
6
8.22
0.38
Q4dl+c
碎石
稍密
8.78～8.8
8.8
2
/
/
Q4dl+c
碎石
中密-密实
13.9～24.1
19.5
8
4.59
0.23
Q4dl+el
含角砾黏性土
硬塑
17～29.8
26.0
10
3.81
0.15
Q2pl
含角砾黏性土
硬塑
6.3～29.6
17.3
41
6.92
0.4
Q2pl
碎石
稍密-中密
7.2～21.6
13.4
27
4.1
0.31
Pt1m
板岩
全风化
12.7～31.1
22.0
23
5.35
0.24
Pt1m
板岩
强风化
13.7～23.2
17.5
3
/
/
Pt1d
板岩
全风化
8.6～24
16.1
6
4.9
0.30
各土层物理力学性质指标统计表表3-4
土层名称
状态
指标值
天然孔隙比e
天然密度
g/cm3
天然含水量ω
%
塑性指数IP%
液性指数IL
压缩系数a1-2
MPa-1
压缩模量
ES1-2
MPa
粘聚力c
kPa
内摩擦角
φ
°
黏性土
软塑
最大值
0.66
2.03
29.00
14.50
0.93
0.20
8.12
11.50
15.00
最小值
0.66
2.03
24.40
10.70
0.61
0.20
8.12
11.50
15.00
平均值
0.66
2.03
26.70
12.77
0.75
0.20
8.12
11.50
15.00
频数
1
1
3
3
3
1
1
1
1
黏性土
可塑
最大值
1.29
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