重庆地区道桥工程地质勘察水文地质评价研究

0 引言

水文地质环境对工程项目设计、施工及使用的安全性、经济性影响明显，需要在工程地质勘察中予以重视。我国相关国家、行业和地方规范及标准[1-3]均对工程地质勘察中水文地质评价提出了明确要求。近年来，在国家标准《岩土工程勘察规范》2009年修订版[1]、行业标准《公路工程地质勘察规范》2011年版[2]中，纷纷加强了地下水对混凝土腐蚀的评价标准等水文地质评价内容，对我国工程地质勘察中水文地质评价提出了更为明确的要求，对重庆地区开展此项工作也具有重要的指导意义。

一般地在重庆地区，道桥工程地质勘察水文地质评价的工作内容和任务是：在详细查明拟建区主桥、引桥及桥台的环境工程地质条件的基础上，在拟建区有选择地在河槽地段进行水文地质抽水试验，查明河槽地段主要含水层的渗透性、涌水量以及地下水的水质类型和侵蚀性等水文地质条件，为道桥工程的设计和施工提供准确、完备的工程地质依据及参数。

1工程概况

重庆朝天门长江大桥工程位于重庆市主城区内，西连江北青草坝，东接南岸弹子石，南距朝天门约3mm，起于重庆江北造船厂附近，经高家湾山坡，进入北引桥跨越长江主航道，终于南岸窍角沱码头上游侧，是重庆市城市总体规划中的东西快速干道。大桥规划设计为双层公轨两用桥，上层双向6车道，下层是双向轻轨轨道，同时预留2车道。大桥全长1 741.00m，桥面宽30.00m~36.00m，其中主桥长832.0m，为190+552+190m的钢桁架连续系杆拱桥，北引桥314.0m，南引桥495.0m，均为预应力混凝土等断面连续箱梁桥，最大跨径50m。南北两端分别与江北桥头立交和弹子石立交相连。

2 基本地质条件

2.1地形地貌

桥位区处于长江河流侵蚀地貌。该段长江由南向北流，河谷走向与地质构造线走向近于一致。地貌为壮年期河谷地貌，河床纵、横向坡角约2°~3°，河谷形态呈不对称“U”形，从河谷横断面可划分出河谷岸坡、河漫滩、河床、阶地等微地貌单元。

2.2 地质构造

大桥拟建区位于重庆向斜，向斜走向19°，与大桥轴线走向夹角约66°，通过地段与构造线大角度斜交，桥轴线横穿解放碑向斜轴部，向斜轴线位于长江河床中部偏右岸一侧。左岸为向斜西翼，岩层倾向114°~116°∠21°~27°；右岸为向斜东翼，岩层倾向265°~305°∠6°~23°。桥位区未发现断层通过。

2.3 地层岩性

桥位区沿线出露地层为侏罗系中统沙溪庙组沉积岩层和第四系全新统松散土层。沿线表层主要为填筑土（Q4me），厚0.2m~5.3m，南滨路最厚达12.80m（BK46）；冲积层砂土，厚0.60m~6.82m；下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组陆相沉积岩层。根据岩土特性可划分为填筑土、低液限粘土、砂土、砂岩、砂质泥岩、泥岩和泥质砂岩。

4 水文地质条件分析与评价

4.1基本情况

区域上分析，长江为桥位区最低侵蚀基准面。桥位区地下水根据地势与长江水位关系有互补或反补情形。长江两岸因地势较高，无论是汛期还是枯水季节，基岩裂隙水接受降水补给后形成地下水均顺层面径流至长江排泄。长江河床地下水则在汛期接受长江补给，另外还要接受两岸地下水补给。

4.2 松散层孔隙水

分布于西岸河漫滩，江水为地下水主要补给源，属潜水，水位及水量受季节影响大，洪水期水位高、水量相对较大；枯水期水位低、水量相对较小。砂土层为弱透水层。由于河漫滩砂土层厚度为0.60m~6.82m，含水有限。地下水对混凝土无腐蚀性。在有代表性的细砂土层中（P4一般墩位置）作渗水试验（见图1），当水量达到稳定时HK+Z+l/l≈1。HK为毛细压力水头，Z为试坑中水层厚度，l为试验结束时水的渗入深度。渗透系数近似等于渗透速度[4]。土层垂向渗透系数试验计算结果为K=0.392m/d，细砂土为弱透水层。

在南滨路段松散层抽水试验时，水位仅降深1.72m，流量就达10.54m3/h，停泵后水位迅速恢复。抽出的水质浑浊，与长江水位、颜色一致，说明地下水与长江水有水力联系，汛期长江水位上涨补给该层。经过试验数据计算得渗透系数为0.15m/d~16.15m/d。

4.3基岩裂隙水

分布于长江两岸阶地基岩风化裂隙中，属潜水。地下水主要补给来源为大气降水。基岩强风化带岩层破碎，风化裂隙发育，场地内基岩强风化带厚度有限，弱风化带裂隙不发育，且由于基岩出露位置较高，地形坡度较大，大气降水入渗量较小，入渗后形成的地下水沿裂隙流向低处，局部只有少量潜水存在。勘察期在A23桥台位置调查发现了一处防空洞，防空洞内有地下水出露，经访问附近居民，由于生活用水量较小，该处地下水常年不断。在长江两岸的相应层位钻孔中作提水试验，在钻探深度范围内基本无地下水。在BK84（P14一般墩）和BK49（P8主墩）作简易抽水试验（见图2）表明，含水层地下水有限。

而长江河床所处向斜槽谷位置较低，向斜两翼岩层受降水入渗形成的地下径流汇集向斜核部，形成的地下水类型为承压水。基岩裂隙水除接受大气降水补给外，长江是其主要补给来源之一。

5 不良工程地质现象及环境工程条件

朝天门长江大桥两江岸均为岩质岸，土层厚度小，未见塌岸现象，不存在岸坡再造问题。综上所述，场地不良地质现象不发育。

朝天门长江大桥场地总体地势较平缓，区域构造作用轻微，未见滑坡、断层、崩塌、地面塌陷、塌岸、地表移动等不良地质现象。在线路里程K1+794.40有一处砂岩陡崖，陡崖总长度约170m，高约12m~14m，坡角约70°~82°，桥位区坡向315°。该处为长江右岸岸坡，坡体为砂岩，坡脚为新近分层碾压的填筑土。根据回填前的初勘调查，斜坡底部岩体完整，无凹岩腔，底部无临空面。这次调查在桥位区陡崖发现砂岩体有7条走向近乎一致的卸荷裂隙发育，卸荷裂隙断续出现，竖向穿层。1号卸荷裂隙已将一部分岩体切割脱离母岩。卸荷裂隙尚未使陡岩形成危岩。根据当地1938年就在此居住的居民调查，斜坡未发生过崩塌类地质灾害，江边及河滩未见“孤石”。陡崖现状稳定。裂隙倾向与坡向呈顺向～小角度斜交，裂隙倾角大于坡角。根据赤平投影图分析，卸荷裂隙对该斜坡稳定性影响小。

根据管网洞室测绘和本次调查，场地范围内共有12处地下洞室，长江两岸均有分布，其中以左岸青草坝重庆船舶修造厂内的地下洞室规模最为庞大，对桥位区影响也较大。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准.GB50021-2002 岩土工程勘察规范(2009年版)[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[2]公路工程行业标准.JTG C20－2011 公路工程地质勘察规范.[S].中华人民共和国交通运输部，2011.

[3]重庆市工程建设标准.DBJ50-043-2005 工程地质勘察规范[S]，2005.

[4]《工程地质手册》编写委员会.工程地质手册(第四版)[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.