汉十边坡地质资料

汉十高速公路武当山至十堰段

边坡工程地质概况

(一) 自然地理及地形地貌

路段范围属亚热带季风气候，四季分明，年平均气温15.8℃,年平均降水量为825mm，雨季为7-9月，雨季降雨量占全年降雨量的75%左右，且降雨具连续、集中、强度大等特征。较大的剑河为丹江水库（汉江）的二级支流，大致由南向北注入丹江水库。河流水量随季节变化明显，具山区河水瀑涨瀑落特征。

路段范围内地貌属构造侵蚀剥丘陵区。地势西南高、东北低，地面标高一般150-400m，相对切割深度40-90m，山顶一般呈浑圆状，沟谷较开阔，现代水文网系十分发育。

(二) 地层岩性

路段范围内地层属南秦岭—大别山地层区十堰—淮阳地层分区，以白河—石花街剪切带为界，北部属两郧小区，南部属武当山小区。出露地层有中一晚元古代武当山岩群第二、第三岩组，其中第二岩组进一步可划分为上、下两个岩段（路段范围内下岩段缺失）。此外，路段范围内零星出露有第四纪松散沉积物。

）：岩性主要为绢（白）

1.中—晚元古代武当山岩群第二岩组上岩段（Ptw2

2

云石英片岩、绢（白）云钠长片岩、黑云母斜长片麻岩和变粒岩。片岩、片麻岩具鳞片变晶结构，片状构造，变粒岩具细粒变晶结构，块状构造，片理不明显。

2.中—晚元古代武当山岩群第三岩段(Ptw2

)：岩性主要为绢（白）云钠长片

2

岩、二长麻岩、变粒岩、片岩、片麻岩，具鳞片变晶结构，片状构造。变粒岩具细粒变晶结构，块状构造。

3.第四系坡残积物（Q dl+el）：上部为褐黄色粉质粘土，下部为碎块石土，土石比约为4∶1,碎块石为变质岩，块径大小不一，一般2-5cm，呈棱角状，土体结构紧密，呈硬塑状。主要分布山坡一带。

al+pl）：上部为粉质粘土、粘土、下部为砾岩，

4.第四系全新统冲洪积物（Q

4

砾石为变质岩，块径大小不一，一般0.5-4cm，具一定的磨圆度，土体结构松散，呈可～硬塑状，主要分布河谷、河谷阶地及沟谷一带。

路段范围内尚有晚元古代变质基性侵入体，岩性为变辉石岩，粗粒结构，块状构造。据区域资料，变辉绿岩受变质变形作用改造，边缘已强烈片理化，大多与围岩呈片理平行接触。

(三) 地质构造及地震

本研究路段在大地构造上隶属于南秦岭山带，位于武当山双向带南部走滑剪切变形带内。各期构造相互叠加，造成本路段范围现今基本构造轮廓。北部为两郧剪切带，南部紧邻公路剪切带，北东为晚白垩纪红盆构造。两郧剪切带控制了武当山造山带北侧边界，两郧剪切带、公路剪切带均经历了多期走滑变形，晚期形成的脆性断裂，即两郧断裂和公路断裂至近期均有活动，为区域性活动断裂。

路段范围内历史上地震较频繁，但历史地震记录多残缺不全，总体上是震级小，中国科学院地球物理研究所编制的全国地震烈度分区图，将本地区地震烈度划为Ⅵ度。但值得注意的是，两郧断裂是丹江水库的诱发地震构造，如1973年11月发生4.7级地震原因是水库载荷造成张应力加速断裂滑移而造成。

(四) 水文地质条件

按其水力特性和埋藏条件，路段范围内地下水类型有：

1. 基岩风化裂隙水

路段范围内基岩岩体风化较强烈，风化带内裂隙和片理较发育，地下水主要赋存于风化裂隙浅层片理裂隙中，主要构成浅层潜水，局部赋存于埋藏较深的构造带和裂隙中而成脉状裂隙承压水。该类型地下水各地富水程度受岩石风化程度、裂隙密集程度以及分水岭所围定的补给范围的控制，一般流量小于10m3/d，属水量极贫乏级。局部脉状裂隙承压水，裂隙内的地下水得到浅层潜水的补给，由于补给位置较高，静水压力较大，承压水头也较高。基岩风化裂隙水受大气降雨补给，在岩体风化层，裂隙中运移，其流向严格受分水岭所控制，一般在附近山体边坡一带排泄，由于径流途径短，近补给区排泄，地下水位动态随季节变化

明显。

2. 松散岩类孔隙潜水

al+pl），边坡的坡残积层（Q dl+el）含水层为河谷、河谷阶地、沟谷的冲洪积层（Q

4

该含水层岩性，厚度和富水性各地变化较大，一般民井涌水量小于100m3/d，水量贫乏。该类型地下水主要接受大气降雨补给，在河谷一级阶地后缘尚接受基岩风化裂隙水的补给，在前缘接受上游河水的侧向补给，一般在洪水期，地表水侧向补给地下水，在枯水期，地下水向地表水分散排泄，地下水位动态随季节变化明显。

(五) 影响边坡稳定性的因素

影响边坡稳定性的因素主要有：风化作用、地质构造、地表水及地下水。

1. 岩石风化

研究路段内的岩石普遍存在着程度不同的风化，按其风化程度，可划为全、强、弱、微四个风化带。全风化带岩石成分结构几乎全部破坏，岩石强度较原岩大为降低。强风化带内岩石结构严重破坏，节理裂隙极为发育，裂隙间充填大量铁、锰氧化物、粘土类矿物，岩芯采取率低（40～60%），呈碎块短柱状，碎块可用手折断，遇水软化，地震波波速1.0～2.0km/s；弱风化带内的岩石成分，组构部分破坏，节理裂隙较发育，裂隙间为铁、锰质薄膜或黄铁矿，石英脉等充填，岩芯呈块状、短柱状，岩质坚硬，岩芯采取率60～85%，地震波波速3.5km/s以上；微风化带内岩石成分组构基本未变，仅发育少量节理裂隙，岩芯呈长柱状，质地坚硬，地震波波速5.0km/s以上，岩芯采取率85～100%。

岩石风化对边坡稳定性的影响表现在它不同程度地降低了岩体的强度，室内岩石力学试验结果表明全风化带（包括残坡积层）～强风化带内岩石的抗剪强度大大降低，仅为弱风化带岩石的1/3～1/8，全～强风化带内的岩土体就是很不稳定岩土体，是边坡失稳的高发地段，已有资料和补勘结果表明，路段内已发现的岩土体滑坡均发生在此带内。例如K412+350～+450、K414+370～420、K428+460～+580、K428+630～+700的第四系残坡积层土体滑坡即以下伏强风化

基岩层为滑床发生的；又如K427+750～K428+150滑坡滑动面之一即强风化辉绿岩与弱风化辉绿岩分界处。

岩石的风化程度除与本地区气侯（气温、雨水）、植被、地貌等外在因素有关外，岩石的成分，组构，裂隙发育程度，岩层产状是影响风化作用程度的内在因素。

①岩性

构成边坡体的岩石为：绢（白）钠长石英片岩、片麻岩（二长、斜长）、变粒岩、辉绿岩。

图3.4.1是片岩、片麻岩、变粒岩与强风化带厚度关系图，在条件基本相同的情况下片岩、片麻岩类强风化带较变粒岩厚，亦即片岩、片麻岩类风化更快，这主要由于片岩、片麻岩类片状构造较发育的原因。

②岩层产状

岩层产状对岩石风化程度的影响主要表现在岩层倾角对风化带厚度的影响，岩层倾角越大，风化带越厚，图3.4.1是岩层倾角与强风化带厚度（包括残坡积层、全风化带）的关系。这种现象主要系岩层倾角越陡，沿片理方向的受水概率随之加大，同时地下水沿片理面的下浸动水压力亦越大，对岩层的浸蚀也越强，故风化带也越厚。因此，路堑开控后，对高倾角岩层构成的边坡，应加强坡顶的保护，减少水的入浸，降低岩石风化速度。

③节理裂隙

研究路段范围内，节理裂隙对风化程度的影响显而易见，裂隙愈发育，越有利于风化，野外见岩石风化绝大部分是沿裂隙进行的，同时，由于风化作用，加快了岩石裂隙面上物质的转变、流失，从而加大了节理裂隙宽度和数量，两者相互促进。路堑开挖后，对出露的边坡岩石应采取防护措施，阻止岩石裂隙加大，风化加剧。

2. 结构面

这里指的结构面包括岩石片理面、软弱夹层、节理裂隙。

①片理