G218线尉犁至35团公路工程地质研究

G218线尉犁至 35团公路工程地质研究

王涛 周铭

新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院 新疆乌鲁木齐 830006

摘要：总体走向由西北向东南，全长约169km。项目起点位于尉犁县东侧，与规划的乌鲁木齐至尉犁高速公路终点衔接，终点位于34团团部西侧，与规划的G218线35团至若羌公路起点衔接。沿线分布的特殊性土有：软弱土、盐渍土。不良地质有特殊性土：软弱土、盐渍土、湿陷性土，不良地质主要为风沙，给本工程的施工造成了较大的影响。本项目的勘察采用了工程水文地质测绘、钻探、坑探、工程物探、静力触探、室内试验等多种勘探手段，为本项目的设计、施工提供了强有力的基础勘察资料。

关键词：软土 盐渍土 风沙

1 概况

总体走向由西北向东南，全长约169km。项目起点位于尉犁县东侧，与规划的乌鲁木齐至尉犁高速公路终点衔接，终点位于34团团部西侧，与规划的G218线35团至若羌公路起点衔接。沿线设置立交20座、小桥55座、中桥12座、大桥4座、服务区3处，收费站7处。

2工程地质特征

2.1地形地貌

项目路线位于塔里木盆地东北边缘部位，塔克拉玛干沙漠东北角。路线展布于孔雀河及塔里木河冲积区，局部穿越荒漠、沙漠区。地势总体较平缓，呈北高南低之势，区内海拔变幅900m～835m。全线地貌单元分为二个区，一是风积沙漠、砂丘区，二是河流冲积平原区。

2.2气象水文

2.2.1气象

项目区属温带大陆性荒漠气候，冷热差异大。冬季干冷，夏季炎热，春季升温快而不稳定；干燥多沙尘，秋季降温剧烈而短暂。全年降水稀少，空气干燥，蒸发量大。本项目区内盛行北偏东风，平均风速2.2m/s，风速变化春季最大、夏季次之。多年平均气温11.0℃，年极端最高气温42.2℃，年极端最低气温-23.1℃，年平均降雨量43.1℃，年平均蒸发量2352.0mm，最大积雪深度0.15～0.20m，最大冻土深度0.82m，最大风力8级，主要风向为北偏东。

2.2.2水文

项目区内与路线有交叉关系的河流主要为塔里木河。塔里木河干流位于天山地槽与塔里木地台之间的山前凹陷区，流域海拔高度800m～1033m之间，整个地形由西向东渐低，由北向南稍倾。北以天山南麓山前倾斜平原下部边缘为界，南抵塔克拉玛干大沙漠，西始于阿克苏河、和田河以及叶尔羌河汇合处的肖夹克，东终于台特玛湖，全长1321km，流域面积1.76万km²。塔河流域多年平均天然径流量398.3亿立方米，主要以冰川融雪补给为主，不重复地下水资源量为30.7亿立方米，流域水资源总量为429亿立方米。

3区域地质构造

根据《新疆维吾尔自治区区域地质志》，拟建路线区域构造单元依次为：一级构造单元：塔里木地台，二级构造单元：塔里木地台坳，三级构造单元：塔东坳陷，四级构造单元：孔雀河斜坡（Ⅸ₅^2-5）。

4沿线水文地质特征

本项目位于塔里木盆地南缘，属于沙漠区。该含水层上覆为水量中等的上更新统冲积以粉砂为主的孔隙潜水含水层。主要岩性为中更新统冲～洪积砂砾石层，向北逐渐过渡为中、粗砂夹砂砾石层。地下水位埋深一般小于10m，单井涌水量为100-500 m³/d。下部为孔隙承压水，单井涌水量为100-1000 m³/d，属矿化度小于2g/L的微咸水，水化学类型为CL—Na·Mg型；项目区北部地下水矿化度为4～10g/L的咸水，水化学类型为CL·SO₄—Na型。

本项目区所处的区域地下水主要接受南部山区大气降水补给、河流入渗补给，地下水径流方向为由南向北，以蒸发、人工开采、向南部径流的方式排泄。由于地下水位埋深浅，蒸发浓缩作用强烈，地下水水质普遍较差。

5沿线特殊性岩土特征

5.1软弱土

根据工程地质调绘、挖探、静力触探及钻探等多种勘探手段结果，项目区内软弱地基土主要分布于塔河泛滥区和沙漠洼地，地下水位埋藏较浅，工地质条件较差，主线软弱土累计长度17.27km。软弱土主要为粉砂，局部夹粉土层。呈稍湿-饱和状，地下水位埋深一般小于5.0m，局部地段地下水位埋深小于1.0m。承载力特征值为60～90kpa，天然密度一般1.77～1.91g/cm³，比贯入阻力0.98～2.0 MPa。软弱土路基沉降变形量大，不处置会给工程造成极大的危害。

5.2盐渍土

根据沿线工程地质调绘、勘探及取样，结合易溶盐分析结果，按照《公路工程地质勘察规范》（JTG C20-2011）及《新疆盐渍土地区公路路基路面设计与施工规范》（XJTJ 01-2001）的规定执行，以地面以下0～1.0m内土层的含盐量的平均值作为盐渍化程度的判定依据。本项目盐渍土分布广泛，沿线大部分段落地表盐渍化程度较高，局部段落泛白明显，耐碱植物较多。盐渍土类型以硫酸盐、亚氯盐～中、强盐渍土为主，多为非盐胀性土。累计长度110.17km，

盐渍土由于具有融陷、盐胀以及腐蚀等特性，对公路造成严重病害，如盐胀造成路基路面鼓胀开裂、路肩边坡松散剥蚀，加剧路基冻胀与翻浆，受水浸泡时，路基强度急剧降低，发生沉陷变形等。此外，工程材料（如砂、石）和施工用水中，如果含有过量的盐，也会造成工程的危害。

6不良地质现象

风沙

项目区盛行东北风。起沙风为动力条件，地表疏松的沙质为物质条件，风沙流为其两者的综合。沙漠公路沙害出现的自然原因为自然环境极其恶劣，气候干旱、风沙严重。沙丘表面干沙层厚达20～60cm；仅在垄间低地有稀疏植被，为风沙活动提供了前提条件。塔中年起沙风时数达800小时以上，强烈而持续的起沙风为区内风沙活动提供了动力基础；充足的沙源是沙害多发的物质基础，浮尘、扬沙、沙尘暴天气年均100天以上，垄顶年可能输沙量超过7000吨/千米。

主要危害是沙埋和风蚀。公路沙埋主要有两种情况，其一是由于风沙流通过路基时，由于风速减弱，导致沙粒沉落，堆积，掩埋路基；其二是由于沙丘移动上路而掩埋路基。风蚀是在风沙的直接冲击下，路基上的沙粒或土颗粒被风吹走，出现路基削底、掏空和坍塌等现象，从而引起路基的宽度和高度的减小。风蚀的程度与风力、风向、路基形式、填料组成及防护措施等有关。

7结语

对于软弱土的处置建议：应结合路基高度采用换填处理。对于盐渍土的处置建议：对于中-强及过盐渍土段落可结合具体情况采用：①清表处理；②路基填筑非盐渍土到规范要求高度；③结合路基高度，在路床下设置土工布隔断，防止盐分上升至路基；④对于桥涵构造物，需采取腐蚀性防护措施。对于风沙，对于填方采用风积沙填筑的路段，建议路基边坡坡率采用为1:1.5，采用砾类土包边；建议边坡坡率为1:4时，采用砾石土覆盖处理。建议互通式立体交叉区、分离式立体交叉区填方大于4m路段，采用预制块方格网防护，防止路面汇水对路基边坡的冲刷。对于风沙的处置建议：填方路段采用高立式芦苇栅栏与半隐蔽式芦苇网格相结合。对于风沙防护，借鉴新疆塔里木沙漠公路成功的风沙防护措施，建议采取高立式芦苇栅栏与半隐蔽式芦苇网格相结合的方式防护。

综上所述，沙漠区道路工程的特殊性土及不良地质对工程的危害较大，应深入进行研究。

参考文献：

《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》（JTG/T D31-02-2013）

《公路工程技术标准》(JTG B01-2014)

《公路工程地质勘察规范》（JTG C20-2011）

《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）

《公路土工试验规程》（JTG E40-2007）

《新疆盐渍土地区公路路基路面设计与施工规范》(XJT 01-2001)

《工程地质手册（第四版）》（常士骠等，2006年）

《铁路工程地质手册》(第三版)