ｌ＝＝ ｖ 兰州西固地区工程地质适宜性评价 曾剑楠，张亮，郭彪，张弘 （甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院，甘肃兰州７３００２０） 摘要：本文根据作者岩土工程勘察实际工作经验，以兰州市西固柴家台大桥至港务区大桥联络线工程为例，对场地 地质特征、水文地质特征、不良地质与特殊岩土、地基土的物理力学性质指标进行详细分析，进而对场地工程地质适宜 性评价。为工程建设选择设计提供基础资料，对同类工程具有参考意义。 关键词：兰州；西固柴家台至港务区大桥；工程地质；适宜性 中图分类号：Ｕ２１２．２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—５０６５（２０１７）０６—０１２８—２ Ｌａｎｚｈｏｕ Ｘｉｇｕ ａｒｅａ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ＺＥＮＧ Ｊｉａｎ—ｎａｎ，ＺＨＡＮＧ Ｌｉａｎｇ，ＧＵＯ Ｂｉａｏ，ＺＨＡＮＧ Ｈｏｎｇ （Ｓｅｃｏｎｄ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇａｎｓｕ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｍｉｎｅｒａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００２０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ’Ｓ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｉｎ ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｕｒｖｅｙ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｔａｋｅｓ ｔｈｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｂａｄ ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｓｐｅｃｉａｌ ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｏｉｌｓ ａｎｄ ｓｏｉｌｓ ｏｆ ｔｈｅ ＸｉｇｕＣｈａｉｊｉａｔａｉ Ｂｒｉｄｇｅ ｔｏ ｔｈｅ ｈａｒｂｏｒ ａｒｅａ ｏｆ Ｌａｎｚｈｏｕ Ｃｉｔｙ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ．Ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｔｏ ｃｏｎｄｕｃｔ ａ ｄｅｔａｉｌｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｏ ｔｈｅ ｓｉｔｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｂａｓｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｉｍｉｌａｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｗｉｔｈ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌａｎｚｈｏｕ；ＸｉｇｕＣｈａｉｊｉａｔａｉ ｔｏ ｔｈｅ ｈａｒｂｏｒ ａｒｅａ ｂｒｉｄｇｅ；ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｇｅｏｌｏｇｙ；ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙ 桥址区位于甘肃省兰卅ｆ市西固区以西，柴家峡水电站下 游约７００米，拟建工程场地位于兰州市西固区黄河上游，区 域地貌特征属于侵蚀一堆积黄河河谷平原区，微地貌以黄土 越大沟，大沟发源于新城镇幸福村，向南径流，至柴家台村 入黄河，主沟长２．５０ｋｍ，流域面积３．２ｋｍ ，多年平均径流 量１２．７ ｘ １０ ｍ。。根据西固区区划报告显示，大沟泥石流属 于小型、中易发泥石流沟；拟建桥梁横跨大沟，其东岸边杂 填土（含建筑垃圾、生活垃圾等）较厚，可能对该处桥梁桩 基础施工有一定影响。 ３．２特殊岩土 台塬地貌、河谷地貌、阶地地貌为主。拟建大桥横跨黄河， 黄河东南岸为砂泥岩陡峭斜坡地貌，河岸上部为一级阶地。 １地质特征 西固区地处祁吕贺山字型构造体系前弧西翼与河西系 武威一兰９、Ｉ＇１构造带的复合部位，不同构造体系的相互干扰或 改造，使本区构造形迹十分复杂。两大构造体系**行排列 的断裂带，将兰州市区分割成多个隆起和断陷盆地，工作区 地处西固隆起和兰州１断陷盆地西部。根据本次勘察成果，桥 址区地层由第四系全更新统（Ｑ４ｍ１）填土、第四系全新统 （Ｑ４ａｌ＋ｐ１）冲洪积物及下白垩统河口群（Ｋｌｈｋ）砂岩组成。 该拟建场区主要特殊岩土为黄土状粉土、膨胀岩，其特 征描述如下。（１）黄土状粉土：局部钻探揭露工程区内分布 有黄土状粉土，厚度不均，根据地基土的湿陷性评价可知其 不具湿陷性。（２）膨胀性砂质泥岩：工程区分布虽以砂岩为 主，但仍有少量的褐～褐红色、局部棕红色砂质泥岩，具吸 水软化膨胀，失水收缩开裂的特点，具弱膨胀性 】。 ４地基土的物理力学性质指标 ２水文地质特征 根据区域水文地质资料以及本次勘察钻探揭露，拟建 场地地下水属基岩裂隙水，主要赋存于基岩裂隙及节理 缝隙中…。主要接受大气降水及地下迳流补给，向黄河径 本次勘察通过现场标准贯入试验和采取岩、土试样进行 室内岩石物理力学性质试验、土工试验等方法，综合分析评 价备岩土层的物理力学性质。各岩土层试验手段选择得当， 操作方法符合相关规范要求，试验结果较为准确、可靠。根 据标准贯入试验，重型动力触探试验，土层物理力学性质分 流。地下水位年变幅１．０～１．５ｍ。勘察期间地下水埋深在 ２岛～１ １．９ｍ之间，水位高程南岸在１５４０．４１～１５４１．７１ｍ 之间，北岸在１５４４．２５～１５４５．５６ｍ之间。 析结果。统计结果表明，各试验指标较均匀，变异系数８大 多≤０．３０，岩土层划分合理。 本次勘察在⑦砂岩及⑥泥岩层中采取岩样进行 ３不良地质与特殊岩土 ３．１不良地质 室内试验，结果表明，场地内⑥泥岩的天然抗压强度 为３．６４～１２．４Ｍｐａ，平均８．０２Ｍｐａ，饱和抗压强度为 大沟泥石流：拟建场地桥址区东侧ＫＩＯ＋Ｉ２０米附近跨 ０．９１～７．４７Ｍｐａ，平均４．９２Ｍｐａ；⑦砂岩天然抗压强度 为６．５４～１７．６Ｍｐａ，平均１１．４５Ｍｐａ，饱和抗压强度为 收稿日期：２０１ ７－０３ 作者简介：曾剑楠，女，生于１９８３年，江西上饶人，本科，水工环工程师 研究方向：岩土工程勘察，地质灾害评估、设计。 ４．８４～８．４１Ｍｐａ，平均６．７５Ｍｐａ；经分析可知：场地内⑥ 泥岩、⑦砂岩均属软岩。 （下转１３０页） １２８世界有色金属２０１７年３ＮＴ ［ …啪敬 车辆可人井；右图力非常态状态，气缸处于推出位置，车辆升行） 图２自动道岔安装示意图（左图为常态状态，气缸处于拉回位置， ３经济社会效益 目前市场上存在的同类产品也不少，主要存在价格高、 系统复杂，安装麻烦等问题，本文提出的道岔自动控制系统 采用高精度的称重传感器，对轨道对传感器的压力高精度实 全，降低了工人劳动强度，提高了轨道运输系统可靠性和安 全系数。（２）系统结构简单，安装方便。系统由两个传感器、 一个控制箱、一个气缸、三根压风管组成。安装时将传感器 压在轨道下方，控制箱挂置于方便操作的位置，将手动扳道 器更换为气缸，接好给风管和气缸两腔压风管即完成，不再 需要其他电子、电气元件，安装极为方便。（３）本系统采用 风动系统，符合煤矿井下安全使用的要求。四 时监测，通过电磁阀操纵气缸，实现道岔的自动控制，安装 极其简单，具有以下特点： （１）系统成本低。本系统以万元左右的直接成本实现了 道岔的自动控制，能够有效减少或杜绝矿车掉道事故，能够 Ｅ圃 【１】 刘春． 动态轨遭衡称重系统的应用与研究Ⅱ）】．东北大学，２００８ 让井底扳道工不再周而复始地往复爬坡，保证了矿车运输安 （上接１２８页） 在０．００１～０．００４之间。桥址区黄土状粉土不具湿陷性。 （５）地基土的腐蚀性评价：本次勘察在探井中采取试样 进行易溶盐分析。 其主要离子含量：ＳＯ４２－离子含量２９４～４５０ｍｇ／ｋｑ， Ｃｒ值为３５～４６ｍｇ／ｋｇ，Ｃａ 离子含量１３１～２１３ｍｇ／ ｋｇ，Ｍｇ 离子含量２８～３６ｍｇ／ｋｇ，ＰＨ值为８．５３～８．６２， 易溶盐总量为７５２～９６９ｍｇ／ｋｇ。在环境类型为Ⅲ类的土层 中，地基土对混凝土结构具有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构 中钢筋具有微腐蚀性。 （６）地下水的腐蚀性评价：本次勘察在钻孔中采取 水样进行水质简分析，其主要离子含量：ＳＯ ｚ。离子含 量３１０．７５～４４４．７６ｍｇ／Ｌ，Ｃ１一值为８３．６７～１２２．６７ｍｇ／ Ｌ，Ｃａ 离子含量１２３．０５～１６６．１３ｍｇ／Ｌ，Ｍｇ 离子含量 ２７．４７～４０．８４ｍｇ／Ｌ，ＰＨ值为８．４７～８．５７，总矿化度为 １０４５～１２０１ｍｇ／Ｌ。 ５工程地质适宜性评价 （１）场地稳定性及适宜性评价：结合地震活动、地质构 造、外动力地质现象及岩（土）体强度分析。 综合评价，桥址区Ｋ１０＋１０Ｏ—Ｋ１０＋１４Ｏ段场地稳定性 较差，其余部分场地稳定性较好，对不良地质灾害进行工程 处置后适宜拟建工程建设。 桥址区地层由素填土、黄土状粉土、粗砂、卵石及 强～中风化砂岩及泥岩组成，承载力基本容许值介于 ９０－６００ｋＰａ之间，地基稳定性较好，现桥址区范围内基本 不存在岩溶、地下洞穴、地面沉降、地裂缝等不良地质作用 或地质灾害发育。综合评价，桥址区地基稳定性较好。 （２）地基土千湿类型评价：本工程Ｋ８＋９００～Ｋ９＋１４０ 段路基地基土为①素填土，该层平均含水量ｗ 为１６．３５％， 液限含水量Ｗ ．为２５．６５％，塑限含水量ｗ 为１６．５３％，土的 平均稠度ＢＭ：（ＷＬ－－ＷＭ）／（ｗ 一ｗ ），经计算其平均稠度 为ＢＭ＝１．０２，ＢＭ＞１．００；判定Ｋ８＋９００～Ｋ９＋１４０段路基土 干湿类型为干燥类型。 环境类别按Ｉ类评价，ＳＯ 一含量大于２００ｍｇ／Ｌ小 于５００ｍｇ／Ｌ，地下水对混凝土结构具有弱腐蚀性；Ｃｌ一为 ８３．６７～１２２．６７ｍｇ／Ｌ，在长期浸水条件下，对钢筋混凝土 结构中钢筋具有微腐蚀性，在千湿交替条件下，对钢筋混凝 土结构中钢筋具有弱腐蚀性。四 （３）地基土的冻胀性评价：拟建场地内地基土的天然含 水量在１６．２６～２１．６１％，平均１９．８４％，地下水深度大于１．５ 米拟建场地地基土的冻胀等级为Ⅱ级。冻胀类别为弱冻胀。 （４）地基土的湿陷性评价：依据本次勘察成果，桥址区 范围内黄土状粉土依据探井取样试验成果，桥址区黄土状粉 土湿陷系数８ Ｓ在０．００４～０．０１２之间。自重湿陷系数８ ＺＳ ［１】 《公路工程地质勘察规范》（ＪＴＧＣ２０～一２０１１），２０１ｌ 【２】 ＧＢ５００２１—２００ｌ，岩土工程勘察规范【Ｓ】．２００９． １３０世界有色金属２０１７￣３月下