浅谈工程施工中的地质勘察

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1、浅谈工程施工中的地质勘察——神延铁路鲁家屯潘龙川大桥11#桥墩发生位移考察情况报告中铁电气化局集团西安铁路工程有限公司张耀洪摘要2002年8月中旬，神延铁路因延安市鲁家屯潘龙川大桥11#桥墩发生严重位移而造成线路暂时停运，铁道部积极组织专家对事故现场进行详细的勘察、论证后，改原天然基础为桩基后解决了问题，但在一定程度上反映出工程施工过程中普遍存在的地质补勘的不足。关键词事故施工过程地质补勘不足一、11#桥墩所处位置的地貌地质条件及变形现状1、位置神延铁路延安市鲁家屯潘龙川大桥11#桥墩位于潘龙河右岸，桥墩东侧紧邻潘龙河冲蚀岸的陡坡临空面，间距约9

2、m，其北侧约7m为潘龙河冲蚀岸的另一临空面，桥墩所在地表面距河床底垂直高度约12m。2、地形地貌该桥墩处地形地貌为山前河谷侧蚀台地前缘。3、地层岩性及构造11#桥墩位于侏罗系砂页岩互层和泥岩夹层组成的背斜构造之南翼，由于构造作用岩层发生严重挠曲现象，桥墩下连续的砂页岩层发生脆性破坏，局部形成断裂，泥岩发生塑性变形呈弯曲状态向两侧延展。从陡壁邻空面上观察到岩性是：靠河床底部为厚约0.50m受水软化的泥岩，呈灰白色。其上为灰褐色和黑色薄层砂岩与页岩互层。岩层产状：倾向东（即倾向河谷），倾角由3~5°变化至20~22°不等，构成易于滑动的变形面，整个临

3、空面裂隙及节理极发育，风化强烈。4、地表及地下水情况该桥墩因位于山前，并处在地表水汇水区域，地表降水相当一部分在此处沿着裂隙渗入基础下的岩层中，致使砂、页岩层处于浸水状态。5、变形现状11#桥墩现向北（即沿线路方向，神木方向）滑移84mm，向东（河床）滑移93mm，垂直方向向下位移140mm，且稍发生逆时针扭转。从线路上看，直观现象是11#墩位处钢轨及护栏向下凹陷且向河床方向凸出。二、变形滑移原因初步分析1、地形地貌原因由于11#桥墩处在山前河水侧蚀台地上，又在坡面冲沟汇水的区域，其下岩层就易于受到地表水的浸泡而进一步风化，使岩体性质变差，强度降

4、低。2、岩土体原因该处陡壁上可见该岩层有明显的两组裂隙。一组近东西向，另一组近南北向。裂隙贯通性很好，地表水极易沿裂隙垂向下渗直至下伏的泥岩层，产生泥岩软化现象。在外部动静荷载共同作用下，11#桥墩下岩体沿着砂页岩层面及泥岩向河谷方向发生一定量的侧滑移，其中尤以泥岩为最，导致11#桥墩发生水平滑移及垂向位移。3、构造原因由于11#桥墩座落在较强构造应力集中的背斜南翼上，砂页岩岩性极脆，极易形成碎裂状。加之该处节理、裂隙及小断裂发育，岩体破碎，而泥岩遇水软化，整个陡壁岩体呈强风化状态，而该处岩层倾向河谷，层间水易排出，更加深了陡壁里面岩层的侵蚀与风

5、化。4、地表水诱发作用7月4日~5日暴雨引发了山洪，造成潘龙河水位上涨5~6m，台地陡壁坡面面流冲蚀、侵蚀严重。加之11#桥墩位于山坡坡面冲沟出口位置，地表径流量大且水急，而桥墩上方没有任何排水通道或设施，反而成为一汇水区域，所以大量地表水沿砂页岩裂隙及节理垂直下渗。目前还能看到岩体裂隙水沿着层面渗出现象。大量地表水侵蚀砂、页岩和泥岩，使原本破碎的岩层层间摩阻力大大降低。在上部桥墩、桥梁静荷载和火车行驶动荷载共同作用下，发生层间向河谷侧向滑移现象。由于岩体滑移的发生，势必导致桥墩发生水平滑移及垂向位移。强地表径流及洪水冲蚀作用是11#桥墩发生位移

6、的最主要的诱发因素。5、基础稳定问题11#桥墩所处位置为山前台地斜坡的河流侧蚀陡岸前缘，宏观上看处于不稳定状态。为确保桥墩稳定，在工程地质勘察时理应重视钻探、取芯，做抗压强度和剪切强度的测定及风化程度和地质界面的准确划分。在充分评价其稳定性的基础上才能准确设计桥墩位置和确定墩基础类型。由于这方面工作的欠缺，势必造成桥墩位置和墩基础类型选定不适宜，这给11#桥墩当前发生位移埋下了隐患。三、对11#桥墩加固处理几点建议1、通过补充勘探，确定泥岩下卧层岩性及其力学指标和产状，确定斜坡下滑力和抗滑力值，为抗滑构筑物的设计提供依据。2、抗滑构筑物大体可采用

7、：临空面高压喷射混凝土固结，之后采用抗滑桩，且抗滑桩间用钢筋相连呈网状，在此基础上修重力式抗滑挡墙，在临空面上打斜向锚杆，锚杆与挡墙相连成整体；修建截水沟、排水沟，做到11#桥墩周围决不允许地表水汇集下渗。3、抗滑构筑物施工必须严格监理，做好施工记录，妥善存档。4、对10#、11#、12#桥墩实施统一位移监测，监测期限应不少于1年。