平安湟水河特大桥工程地质勘察报告

新建铁路
兰新第二双线兰州西至平安
定测
平安湟水河特大桥工程地质勘察报告（DK147+743.45～DK163+793.25）
中铁第一勘察设计院集团有限公司
2010年1月西安
新建铁路
兰新第二双线兰州西至平安
定测
平安湟水河特大桥工程地质勘察报告（中心里程：D K155+768.35）
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中铁第一勘察设计院集团有限公司
2010年1月西安
目录
一、工程概况
二、勘察概况及工作方法
三、完成的勘探工作量
四、自然地理概况
（一）地理位置及交通概况
（二）地形地貌
（三）气象特征
五、工程地质特征
（一）地层岩性及物理力学特征
（二）地质构造
（三）地震动参数
六、水文地质特征
（一）地表水
（二）地下水的类型、埋藏情况及其变化特征
（三）地表水、地下水对混凝土等建筑材料的侵蚀性判定七、不良地质及特殊岩土问题
（一）特殊岩土
（二）地震液化
八、场地稳定性、适宜性评价
九、基础设计建议
十、设计与施工注意事项
十一、附件
一、工程概况
新建平安湟水河特大桥桥址位于青海省乐都县、平安县境内，该桥自红山二号隧道出口，两跨湟水河，跨越叶家沟、高店沟、巴藏沟、白沈家沟、祁家川等湟水河支沟，并跨越G109国道、兰西高速公路、兰青一、二线。

桥址中心里程DK155+768.35，孔跨形式为11-32+3-24+18-32+2
-24+25-32+1-24+45-32+4-24+18-32+1-24+15-32+1-24+44-32+1-32+48-32+7 -32m+(48+80+48)m连续梁+2-32ｍ+3-24m+3-24m+2-32m+(48
+80+48)m连续梁+14-32m+53-32m+2-24m+6-32m+1-24m+48-32m+3-24m
+53-32m+(40+64+40)m+3-24+1-32m+1-24m+32-32m+2-24m+23-32m+1-32m+(60 +100+60)m 连续粱+26-32m梁桥，桥梁全长16049.80m，起讫里程DK147+743.45～DK163+793.25。

二、勘察概况及工作方法
本次定测阶段工作于2009年3月底开始，根据定测任务书和《兰新第二双线兰州西至红柳河段定测工程地质勘察大纲》的要求，在认真研究分析初测及区域地质资料的基础上，按照以下原则及要求进行勘察工作。

1．查明桥址区地貌、地层岩性、地质构造等。

2．查明桥址范围内岩土层的类型、分布范围、深度及各层物理力学性质，分析和评价地基的稳定性。

3．查明特殊岩土和不良地质的类型、成因、分布范围，发展趋势和危害程度，提供整治方案的建议。

4．查明地下水的埋藏条件，提供地下水位及变化幅度，判定地表水、地下水对圬工的腐蚀性。

5．根据场地条件和施工条件，建议经济合理的基础类型，详细查明持力层和软弱下卧层的分布，分层提供各层土的基本承载力。

根据以上勘察思路，结合地貌单元、地层结构特点及勘察阶段，本次勘察主要采用地质调绘、钻探、试坑、静探、岩土试验等综合地质勘察测试方法，填绘桥址平、纵断面图，提供有关设计参数。

三、完成的勘探工作量
本次定测采用逐墩布孔的原则，共布置钻孔489孔，由于桥梁穿越部分地段房屋等建筑物密布，阻工现象严重，部分钻孔难以实施，目前完成钻孔357孔17107.4m，其它钻孔待征地拆迁完成后再进行。

2009年11月DK136+000～DK154+000段进行了改线，本桥部分地段位于改线段，由于改线后线路位置距定测方案很近，。

该段进行了另外完成工作量如下：
四、自然地理概况
（一）地理位置及交通概况
平安湟水河特大桥桥址位于青海省乐都县、平安县境内。

该桥跨度较大，分别跨越109国道、湟水河、兰西高速公路、兰青一、二线。

工点处公路、铁路并向，兰西高速公路在附近通过，并有多条乡、村道路穿过，交通较为便利。

（二）地形地貌
桥址区位于湟水河河谷，主要行进在湟水河一、二、三级阶地、河床、河漫滩上，跨越湟水河6条支沟，地形较为平坦开阔，变化不大，地面高程在2050～2105之间，局部三级阶地地段地形有所起伏，沿线多为耕地、村庄，冲沟、灌溉渠分布较多。

（三）气象特征
工程区地处属于高原温带半干旱大陆性气候，其特征：干燥、多风、蒸发量远大于降水量，太阳幅射强，昼夜温差大，冬寒夏爽。

乐都、平安其气象参数汇总如下表
气象资料汇总表
五、工程地质特征
（一）地层岩性及物理力学特征
1、地层岩性
桥址范围内主要地层为第四系全新统人工填土、冲积淤泥质粉质黏土、砂质黄土、黏质黄土、粉细砂、中砂、粗砂、细圆砾土、粗圆砾土、卵石土、漂石土，坡积砂质黄土、黏质黄土、粗角砾土、碎石土、块石土；第四系上更新统冲积砂质黄土、黏质黄土、细圆砾土、粗圆砾土、卵石土；上第三系泥岩、泥岩夹砂岩夹石膏岩等。

各地层岩性特征详述如下：
（1）第四系全新统
1）人工填土（Q4ml）：局部分布于铁路和道路路基及村庄附近，厚约1～5m。

褐黄色，土质不均，以砂质黄土、角砾土、碎石土为主，稍湿，稍密为主，○Ⅱ级普通土。

2）淤泥质粉质黏土（Q4al1）：主要分布在DK149+550～DK149+670段表层
砂质黄土之下，D1Z-2160～D1Z-2163钻孔揭示，厚3～12m，深灰色，软塑-流塑，手捏较软，○Ⅱ级普通土，σ0=60kPa。

3）砂质黄土（Q4al3）：分布于湟水河一级、二级阶地表层，厚度0.5～15m，与黏质黄土多呈渐变状。

浅黄色，褐黄色，土质较均匀，手搓有砂感，具孔隙，稍湿-潮湿，稍密-中密，○Ⅱ级普通土，σ0=100～120kPa。

4）砂质黄土（Q4dl3）：主要分布在兰州台及1#墩一带斜坡，坡积形成，浅黄色，土质不均，夹有基岩碎块及粉细砂、黏质黄土薄层，稍湿-潮湿，稍密，○Ⅱ级普通土，σ0=100～120kPa。

5）黏质黄土（Q4al3）：主要分布于湟水河一级、二级阶地表层，厚约0.5～20m。

褐黄色、浅黄色，土质较均，具孔隙及虫孔，与砂质黄土多呈渐变状或互层状，软塑-硬塑，○Ⅱ级普通土，σ0=100～120kPa。

6）粉细砂（Q4al4）：局部分布，呈透镜体状夹于其它地层中，厚约0～5m。

褐黄色、砂质不纯，潮湿-饱和，稍密为主，○Ⅰ级松土。

σ0=100～150kPa 7）中砂（Q4al5）：局部呈透镜体状分布，褐黄色，厚约0～2m。

砂质不纯，稍湿，稍密为主，○Ⅰ级松土。

σ0=200kPa。

8）粗砂（Q4al5）：局部呈透镜体状分布，褐黄色，厚约0～13m。

砂质不纯，潮湿-饱和，稍密-中密，○Ⅰ级松土。

σ0=300kPa。

9）细圆砾土（Q4al6）：主要分布于湟水河一级、二级阶地砂质黄土、黏质黄土下部或与粗圆砾土、卵石土互层，厚度2～11m。

青灰色为主，颗粒成分以砂岩、石英岩等为主，浑圆状，粒径组成为：大于20mm以上约占20%，20～10mm约占30%，10～2mm约占30%，小于2mm约占10%，余为杂砂土充填，潮湿-饱和，中密为主。

○Ⅱ级普通土，σ0=400kPa。

10）粗圆砾土（Q4al6）：主要分布于湟水河一级、二级阶地砂质黄土、黏质黄土下部或与卵石土互层，局部夹于黄土中，厚度0.5～15m。

青灰色为主，颗粒成分以砂岩、石英岩等为主，浑圆状，粒径组成为：大于20mm以上约占60%，余为杂砂土充填。

潮湿-饱和，中密-密实。

○Ⅲ级硬土，σ0=500kPa。

11）粗角砾土（Q4dl6）：仅局部坡脚处分布，D1Z-2105揭示，浅黄-青灰色,成分以变质岩为主,颗粒形状为棱角状,颗粒级配一般,粒径:2-20mm约占10%,20-40mm约占40%,40-60mm约占20%,大于60mm约占5%,余为砂土充填,稍湿,稍密，○Ⅲ级硬土，σ0=400kPa。

12）卵石土（Q4al7）：主要分布于湟水河一级、二级阶地砂质黄土、黏质黄土下部与细、粗圆砾土互层，厚度1～36m，灰色、青灰色、土黄色，棱角状～圆棱状，成份以安山岩、砂岩、片麻岩、闪长岩等为主，粒径60～100mm 约占15%，100～200mm约占20%，大于200mm约占35%，砂土充填，中密—密实，潮湿～饱和，○Ⅲ级硬土，σ0=600kPa。

13）碎石土（Q4dl7）：主要分布在兰州台及1#墩一带斜坡表层砂质黄土下，厚度10～15m，其它局部坡脚分布，杂色，棱角状，成份以大理岩为主，粒径20～60mm约占40%，大于60mm约占30%，余为砂砾、黄土充填，中密，潮湿-饱和，○Ⅲ级硬土，σ0=550kPa。

12）漂石土（Q4al8）：零星呈透镜体状夹于卵石土层中，仅D1Z-2215、D1Z-2305孔揭示，厚0～3m，青灰色，成份以石英砂岩为主，颗粒未风化，砾石颗粒呈圆棱状，大于200mm约占55%，100-200mm约占15%，20-100mm 约占10%，余为砂砾充填，岩芯呈短柱状、散块状，饱和，中密-密实，○Ⅳ级软石，σ0=700kPa。

13）块石土（Q4dl8）：仅在兰州台砂质黄土下分布，D1Z-2101揭示，厚0～5m，杂色,以青灰色为主,成分以大理岩、石英岩,颗粒形状为浑圆形,颗粒级配良好,粒径:大于200mm约占50%,200-100mm约占20%,小于100mm约占10%,余为砂土充填,潮湿,中密，○Ⅳ级软石，σ0=600kPa。

（2）第四系上更新统
1）砂质黄土（Q3al3）：分布于三级阶地表层，浅黄、淡黄色，厚约5～20m，土质较均匀，局部夹细砂薄层，具孔隙，稍湿～潮湿，稍密～中密，○Ⅱ级普通土，σ0=100～150kPa。

2）黏质黄土（Q3al3）：主要分布于三级阶地表层砂质黄土下，厚约5～15m。

褐黄色、浅黄色，土质较均，具孔隙及虫孔。

软塑-硬塑，○Ⅱ级普通土，σ～150kPa。

0=100
3）细圆砾土（Q3al6）：主要分布于湟水河三级阶地黄土下部，与粗圆砾土、卵石土呈渐变关系，厚度2～5m。

青灰色为主，颗粒成分以砂岩、石英岩等为主，浑圆状，粒径组成为：大于20mm以上约占20%，20～10mm约占30%，10～2mm约占30%，小于2mm约占10%，余为杂砂土充填，潮湿-饱和，中密。

○Ⅱ级普通土，σ0=400kPa。

4）粗圆砾土（Q3al6）：主要分布于湟水河三级阶地黄土之下，或与卵石土互层，厚度1～8m。

青灰色为主，颗粒成分以砂岩、石英岩等为主，浑圆状，粒径组成为：大于20mm以上约占60%，余为杂砂土充填。

潮湿-饱和，中密-密实。

○Ⅲ级硬土，σ0=550kPa。

5）卵石土（Q3al7）：厚度1～8m，黄灰色，棱角状，成份以砂岩、片麻岩、闪长岩等为主，粒径20～60mm约占20%，60～100mm约占40%，100～200mm 约占20%，砂土充填，中密-密实，潮湿-饱和，○Ⅲ级硬土，σ0=650kPa。

（3）上第三系中新统（N1Ms、N1Ms+Ss、N1Ms+Gy）
为桥址处主要下伏地层，以泥岩为主，部分地段为泥岩夹砂岩、泥岩夹石膏岩，局部含有石膏晶粒，棕红色为主，局部为灰色、灰绿色，泥质胶结，泥岩为泥质结构，砂岩呈细粒结构，成岩作用差，强风化层厚5～20m，○Ⅲ级硬土，σ0=300kPa，弱风化：○Ⅳ级软石，σ0=400kPa。

石膏岩（N1Gy）:灰白色，灰绿色，主要以层状或薄层状夹于泥岩中，厚度由数厘米至数米不等，局部以石膏晶体颗粒含于泥岩中，岩质较软，弱风化，○Ⅳ级软石，σ0=350kPa。

（4）震旦系下统大理岩（Z1Mb）：仅分布在兰州桥台，灰白色,成分以方解石,白云石为主,粗粒变晶结构,节理较发育,锤击声脆,产状N20～30o E/50o S，强风化层厚5～8m，○Ⅳ级软石，σ0=600kPa，弱风化：○Ⅴ级次坚石，σ0=1000kPa。

2、物理力学特征：
（1）对第四系全新统坡积黄土（Q4dl3）、冲积黄土（Q4al3）、上更新统冲积黄土（Q3al3）地层物理力学特征参数，依据规范进行统计分析，列表如下：
第四系全新统坡积黄土（Q4dl3）参数统计表
第四系全新统冲积黄土（Q4al3）参数统计表
第四系上更新统冲积黄土（Q3al3）参数统计表
根据钻探、试坑、静探及土工试验、孔内测试等多种成果综合分析确定岩土层力学参数，如下表：
岩土物理力学参数一览表
（二）地质构造
本区位于祁连地槽褶皱系和松（松潘）甘（甘孜）地槽褶皱系两个构造单元间的结合地带，为祁连山“中间隆起带”、拉脊山加里东地向斜褶皱带单元的一部分。

地史上各期构造运动对本区均有影响，其中以加里东期和燕山期构造形迹较为明显，褶皱和断裂发育。

晚第三纪以来,区内新构造运动极为活跃，表现为河谷阶地上升显著，现代河流侵蚀、下切明显，湟水河两岸六级阶地发育，高差达100～150m，构成颇为典型的河谷阶地地貌。

对工程而言本段线路范围内地质构造不发育，未发现有明显的地质构造。

（三）地震动参数
根据国家质量技术监督局颁布的《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）的划分，桥址处地震动峰值加速度值为0.10g，（相当于基本地震烈度七度），地震动反应谱特征周期采用0.45s。

六、水文地质特征
（一）地表水
工点范围内地表水为湟水河，为一常年流水，流量较大，叶家沟、高店沟、巴藏沟、白沈家沟、祁家川（三合沟）等湟水河支沟也常年有流水，但流量较小，水量随季节变化而变化。

水质一般较好，对圬工无侵蚀性。

（二）地下水的类型、埋藏情况及其变化特征
地下水主要为第四系孔隙潜水，含水层主要为细、粗圆砾土，卵石土，地下水位埋深随地貌单元不同而变化，一般一级阶地和冲沟沟床一带为0～
5m，二级阶地为5～15m，三级阶地为15～25m，主要由农田灌溉和大气降水补给，地下水位变化幅度较大，丰水季节水位较高，枯水季节水位较低。

根据水质分析报告，地下水水质一般具侵蚀性，硫酸盐环境作用等级H2，氯盐环境作用等级L1～L2。

七、不良地质及特殊岩土问题
（一）不良地质
不良地质主要为二、三级阶地地表零星分布的黄土陷穴，另外为兰州
桥台端山顶大理岩裸露，节理裂隙较发育，局部有危岩落石分布。

（二）特殊岩土
1. 工点范围内地表广泛分布第四系全新统、上更新统砂（黏）质黄土，一般具湿陷性，湿陷等级及湿陷厚度随地貌单元及黄土厚度不同而变化，大致DK147+730～DK150+500段具Ⅲ～Ⅳ级自重湿陷，湿陷土层厚度10～20m，其它地段多为Ⅰ级非自重湿陷，局部具Ⅱ级自重湿陷性，湿陷土层厚度1～5m，桥桩基应穿透湿陷性黄土层，并考虑负摩阻力对桩基的影响。

2. 软土：桥址处在DK149+550～149+670（钻孔XKGDZ-58至XKGDZ-61）段砂质黄土下部分布有淤泥质粉质黏土，埋深为5.00～10.00m，厚度为
3.0～10.0m，软塑-流塑，土体中含水量较大，工程性质较差，桥桩基应穿透该层。

3．膨胀岩：本段主要下伏地层为上第三系泥岩，遇水易膨胀软化，蒸发失水后又易干裂收缩，具胀缩性，经室内岩样分析，为膨胀岩，桩基施工时，应及时浇筑，加强防排水，以免水流入孔底，软化地基。

4、石膏岩：桥址处在DK157+370～163+790段泥岩中多夹有一层或多层石膏岩，厚度由数厘米至数米不等，其它地段零星分布，另外部分泥岩中夹有石膏晶体颗粒，石膏岩岩质较软，遇水强度明显降低，且具有溶蚀性，设计应考虑石膏岩对工程的影响，桩尖不宜置于该层
八、场地稳定性、适宜性评价
根据对场地内岩土工程性质、场地不良地质、特殊岩土、波速测试等工程地质条件的综合分析，结论如下：
工程所在场地属Ⅱ类场地，桥址区分布的上部砂质黄土、黏质黄土等工程性质较差；下部卵、砾石土及下伏基岩地层较为稳定，工程及力学性质较好，承载力较高，可做为桩基础持力层。

九、基础设计建议
1、建议基础采用桩基础，基础应置于弱风化基岩一定深度内。

2、土壤最大冻结深度建议采用105cm。

3、桥址区地震动峰值加速度为0.10g（相当于地震基本烈度七度），地震动反应谱特征周期为0.45S。

十、设计与施工注意事项
（1）桥址区广泛分布粗圆砾土、卵石土等碎石类土，在钻孔桩施工中易发生塌孔，施工中应加强施工工艺，防止塌孔。

（2）桥址区下伏地层主要为泥岩，为膨胀岩，遇水易软化崩解，承载力降低，桩基施工时，应及时浇灌，避免长期暴露，地表水流入，软化地基。

（3）桥址区DK157+370～163+790下部泥岩中夹有石膏岩层，桩尖不宜置于该层。

（4）桥址处为乐都、平安人口密集和经济发达地区，施工时应注意保护环境，施工弃土应集中处理，避免施工中造成环境水污染。

（5）第四系黄土具湿陷性，桩基应穿透该层，并做好地面防排水工作。

（6）在基坑开挖或桩基施工过程中，若发现地层与勘察设计资料不符时，应及时与勘察设计单位联系，以便进行修正和变更，确保工程的安全。

十一、附件
1、钻探岩芯鉴定表 357份；
2、静力触探成果图 15张
3、试坑鉴定表 16张
2、土工试验报告 1套；
3、岩石试验报告 1套；
4、膨胀性试验报告 1套；
5、水质分析报告 5份；
6、黄土湿陷性判定计算表 7份。

7、波速测试报告 1套。