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国家高速公路网G5615玉溪至临沧高速公路SJ-4标段两阶段初步设计工程地质勘察报告100国家高速公路网G5615玉溪至临沧高速公路SJ-4标段两阶段初步设计临沧东立交(推荐方案）工程地质勘察说明1前言1.1工程概况临沧东立交位于拟建路线K268+420～K270+360段，起点里程K268+420m，止点里程K270+360m，立交区位于忙布村附近。共设A、B、C、D、E五条匝道，其中：A匝道全长1094.99m、B匝道全长956.43m、C匝道全长782.88m、D匝道全长1120.42m、E匝道全长843.05m。属构造剥蚀中山地貌。主线设计速度为80km/h，匝道设计速度均为60km/h。1.2勘察目的及勘察任务根据现场地形地质条件，结合拟定的立交区的基础形式和桥梁的建设规模，基本查明立交区地貌成因、类型及沟（河）谷岸坡的稳定状况；地质构造发育情况及与桥位的关系；覆盖层厚度、土质类型、分布范围、结构、密实度及含水状态；基岩埋深、起伏形态及岩性组合、风化程度、完整程度；特殊性岩土和不良地质类型、分布及性质；水文地质条件及不良地质作用发育等状况，对立交区适宜性做出评价，为初步设计提供可靠的地质依据。1.3勘察方法及勘察工作完成情况1.3.1勘察方法根据《公路工程地质勘察规范》JTGC20-2011第5.11规定，桥梁初勘以钻探、原位测试为主。根据场地内地形地貌、工程地质条件，本次勘察布设钻孔18个，简易勘探1个。勘探深度至持力层或桩端以下不小于5m。河床地段以原位测试查明其密实度，分析地基土的均匀性及物理力学性能、估算地基土承载力特征值等。具体如下：1）钻探：选用机动灵活、场地适应性强的XY—100（150）型钻机。硬质合金钻头，回转钻进，全断面取芯。采用钢管跟管护壁，确保钻探、取样、原位测试工作的质量。2）取样：Ⅰ～Ⅱ级土试样采用厚壁敞口取土器锤击贯入采取；Ⅳ级土试样采用标准贯入器锤击采取。3）原位测试标准贯入试验：用于碎石土以外的各类土层。利用所获取指标评价地基土力学性能及砂类土的密实度，判定饱和粉土、砂土的地震液化性能。重型圆锥动力触探试验：用于碎石类土和砂类土等土层。利用试验数据对比分析地基土的均匀性及物理力学性能、估算地基土承载力等。4）物探：本次勘察物探工作主要采用单孔法波速测试。根据测试结果，提供以下动力参数：场地内各地层纵波（Vp）、横波（Vs）的传播速度、场地卓越周期、动弹性模量(Ed)、动剪切模量（Gd）和动泊松比（Ud）。5）室内试验：获取地基岩、土物理力学指标及场地土、地下水的腐蚀性分析成果，为场区地基土的岩土工程评价提供重要依据。6）水文地质：调查河流流水对岸坡的冲刷作用，量测地下水稳定水位，取水质简分析样，评价环境水的腐蚀性。1.3.2勘察工作完成情况勘察工作完成情况统计表表1.3.2-1工作项目单位数量备注工程地质调查（1:4000）km20.24／钻探m/孔524.0／18／简易勘探点m/孔0.9／1／取样土样件4／水样件2／岩样组1／原位测试重型动力触探试验m23.5／标准贯入试验次22／物探波速测试m/孔32.6/1/2立交区工程地质条件及水文地质条件2.1场地位置及地形地貌临沧东立交位于拟建路线主线K268+420～K270+360段，位于忙布村附近。属构造剥蚀中山地貌，现多为耕地。有临大公路及多条村道通往立交区，交通较为便利。2.2区域地质构造根据区域地质资料、地质调查结果及钻探揭露表明：立交区未见有地质构造发育的迹象。2.3气象国家高速公路网G5615玉溪至临沧高速公路SJ-4标段两阶段初步设计工程地质勘察报告101立交区属温带及亚热带、热带气候，大部分地区气候温和宜人，日照多，霜期短；由于地形高差起伏大，气候垂直分带现象较为显著，低海拔盆地和河谷地区，气候炎热，全年无霜；高海拔山区气候较冷，霜期达50天以上，常遭云雾笼罩和冰雹侵袭，年平均气温在15℃左右，最低气温0℃以下，偶有霜雪，属温带气候；海拔在800～1700米的广大地区，年平均气温在18℃左右，属亚热带气候。全区年平均气温一般在16.4～21.5℃，最高极值达42.3℃，最低极值为-0.2℃，雨量充沛，旱、雨季分明，年平均降雨量1112.0～1964.4mm，年平均蒸发量1515.6～2230.8mm，年平均相对湿度70～80%，绝对湿度13～21毫巴；80%的雨量集中在6～9月，且多雾而潮湿，连续降雨日达20日以上，11月至次年4月为干季，降雨量极小，气候干燥多风。2.4立交区地层岩性构成根据地质调查及钻探揭露结果，立交区分布地层主要有第四系冲洪积（Qal+pl）层、第四系残坡积（Qdl+el）及印支期（γm51）岩层。以上各地层岩性按照工程力学性能并结合工程特征共划分为①～⑥六个工程地质单元层，为方便设计使用，将立交区各岩土层按匝道分别叙述如下（单元地层代号与对应匝道工程地质纵断面图统一）：2.4.1第四系冲洪积（Qal+pl）层（1）粉质粘土（单元地层代号①）：褐红色，可塑状，主要由粘粒及粉粒组成，表层为耕植土。表面稍有光泽，切面较光滑，韧性一般，干强度较高，结构较致密。承载力基本容许值150kPa，摩阻力标准值60kPa。该层主要分布于立交区A匝道大部分地段，B、D匝道及主线局部地段。（2）粉质粘土（单元地层代号②）：灰黑、浅黄色，硬塑状。主要由粘粒及粉粒组成，表层为耕植土，局部约含10%的碎石，表面稍有光泽，切面粗糙，韧性一般，干强度较高，结构致密。承载力基本容许值220kPa，摩阻力标准值65kPa。该层主要分布于立交区A、C、D匝道局部地段。2.4.2第四系坡残积（Qdl+el）层（1）粉质粘土（单元地层代号③）：褐黄色，硬塑状，主要由粘粒及粉粒组成，含少量砂粒，表面稍有光泽，切面粗糙，韧性差，干强度较高，结构较致密。承载力基本容许值240kPa，摩阻力标准值80kPa。该层主要分布于立交区B、C、D、E匝道及主线大部分地段，A匝道局部地段。2.4.3印支期（γm15）（1）混合花岗岩（单元层代号为④）：全风化，灰白色、灰绿色，主要矿物成分为长石、石英及黑云母，中～细粒结构，原岩结构基本破坏，但尚可辨认，呈散体结构，遇水易崩解，强度骤降。层厚广泛大于20m，局部大于30m。承载力基本容许值280kPa，摩阻力标准值90kPa。（2）混合花岗岩（单元层代号为⑤）：强风化，灰白色，主要矿物成分为长石、石英及黑云母，中～细粒结构，块状构造，岩质较软，岩体较破碎，节理裂隙发育。承载力基本容许值800kPa（3）混合花岗岩（单元层代号为⑥）：中风化，灰白色，主要由长石、石英及黑云母等矿物组成，中-细粒结构，块状构造，岩质硬。岩芯机械破碎后呈碎块状、短柱状，少量呈长柱状。承载力基本容许值2000kPa。以上各土层的空间展布详见“临沧东立交各匝道工程地质纵断面图”及相关图件。2.5立交区水文地质条件2.5.1地表水该立交区地表水体发育，调查期间地表水丰富。地表水主要为忙布河及农田水，主要受大气降水补给，河宽2～3m，流速约1.5m/s。区域上属怒江水系南汀河支流。2.5.2地下水立交区地下水可划分为第四系孔隙水类型及基岩裂隙水两类。第四系孔隙水多赋存于第四系松散土体中，多以潜水形式出现，水量甚微。基岩裂隙水埋藏于于混合花岗岩的构造裂隙和风化裂隙中，全风化混合花岗岩呈砂土状，网纹状裂隙发育，厚度大，其水量相对较大，且受地形、季节性变化明显；赋存于强～中风化混合花岗岩的构造裂隙和风化裂隙中的地下水，受地形地貌、气候、地层岩性及构造裂隙和风化裂隙发育程度的控制，水量相对较小。据钻孔揭露，立交区水文地质条件较复杂，地下水受地形控制。缓坡地带及中部沟谷地段地下水位埋藏较浅，对立交区影响较大。2.5.3水化学特征本次勘察取忙布河河水水样试验分析成果，其结果详见下表2-1。水质简分析成果表表2-1取样地点水质类型SO42-(mg/L)Mg2+(mg/L)NH4+(mg/L)OH-(mg/L)Cl-(mg/L)侵蚀CO2(mg/L)HCO3-(mmol/L)PH值总矿化度(mmol/L)忙布河地表水27.45.47/0.009.8920.52.277.02237根据试验结果，按《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）标准判定：该水在Ⅱ类环境中对混凝土结构具微腐蚀性，在A类条件下对混凝土结构具弱腐蚀性，综合判定该水对混凝土结构具弱腐蚀性；在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。2.6不良地质作用及特殊岩（土）根据地质调查及本次钻孔揭露表明，立交区混合花岗岩球状风化体一般发育，未见滑坡、泥石流等其他不良地质作用发育，无特殊性岩土分布。国家高速公路网G5615玉溪至临沧高速公路SJ-4标段两阶段初步设计工程地质勘察报告1023立交区各岩（土）层的物理力学性质为获取立交区各岩（土）层的物理力学性质，本次勘察对立交区及相邻工程进行了原位测试（标准贯入、动力触探），并采取岩样、土样进行了室内土工试验。根据各试验成果，现将各土层的标准贯入试验锤击数统计列于表3-1，重型动力触探锤击数统计于表3-2，土层物理力学指标统计列于下表3-3，岩样测试成果统计列于下表3-4及表3-5。标准贯入试验锤击数统计表（N，校正锤击数）表3-1单元层土层名称状态范围值频数平均值标准差变异系数修正系数③粉质黏土硬塑4～16118.733.820.4380.758④混合花岗岩全风化5～24812.756.690.5250.645重型动力触探试验锤击数统计表（N63.5，校正锤击数）表3-2单元层土层名称状态范围值频数平均值标准差变异系数修正系数③粉质黏土硬塑4.9～11.948.583.6400.4240.514④混合花岗岩全风化9.2～17.71312.502.2140.1770.911各土层物理力学指标统计表表3-3单元层土层名称状态统计指标天然密度ρ(g/cm3)天然孔隙比e含水量ω(%)塑性指数IP(%)液性指数IL压缩模量ES(MPa)粘聚力c(kPa)内摩擦角φ(°)①粉质黏土可塑频数9910810622最小值1.690.7825.611.90.273.036.212.0最大值1.931.1940.317.00.659.636.414.6平均值1.781.0633.613.80.425.036.313.3②粉质黏土硬塑频数66632622最小值1.500.6419.512.80.041.87.715.3最大值1.982.1267.516.50.054.918.624.3平均值1.860.9228.514.30.053.913.219.8③粉质黏土硬塑频数55712422最小值1.710.7818.412.40.022.717.311.8最大值1.851.0833.512.40.246.043.814.3平均值1.780.9726.812.40.134.530.613.1全风化岩样测试成果统计表表3-4单元层土层名称状态统计指标天然密度ρ(g/cm3)天然孔隙比e含水量ω(%)压缩模量ES(MPa)颗粒分析砾石%粗砂%中砂%细砂%粉粒粗%④混合花岗岩全风化频数1171`6777最小值1.960.7815.15.4024.113.926.117.2最大值1.960.7828.05.4035.817.344.841.2平均值1.960.7820.75.4031.216.131.525.8经颗粒分析实验，立交区全风化混合花岗岩主要为粉砂，少量为中砂、角砾。岩样测试成果统计表表3-5单元层土层名称状态统计指标天然密度(g/cm3)饱和密度(g/cm3)吸水率（%）单轴饱和抗压强度（MPa）⑥混合花岗岩中风化频数9999最小值2.592.60.350.8最大值2.712.720.786.7平均值2.642.660.465.97结合岩（土）试验成果资料及以往类似工程经验，拟建立交区各岩（土）层的物理力学指标可按表3-6采用。立交区各土层的主要物理、力学指标表3-6地质成因土层名称状态天然密度(g/cm3)内聚力(kPa)内摩擦角(°)单轴