合肥至周口高速公路颍上（南照）至临泉（皖豫省界）段-道路工程-设计总院

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合肥至周口高速公路颍上（南照）至临泉（皖豫省界）段

　　1. 项目概况

　　本项目起点位于南照镇北部与G35济广高速公路交叉，顺接合肥至霍邱至阜阳高速公路南照枢纽互通；向西经黄岗镇西北跨越临淮岗大堤，后向西南布线，于中岗镇北部跨越省道S328后向西南布线，跨越谷河后过王化镇南、阜南县城南，向西于公桥镇南侧跨越京九铁路及阜淮高速公路，设公桥枢纽互通与阜淮高速公路交叉；后路线向西北延伸，经滑集镇西、宋集镇东跨越S12阜新高速，后向西北布线，经韦寨镇南跨越S204后向北布线，于临泉县西、张营乡附近跨越流鞍河、G345，终于皖豫省界，接河南省规划沈丘至省界高速公路。起讫桩号为：K0+000～K119+680，路线全长119.188公里（设短链491.553米）。

　　路线设置桥梁90座，其中特大桥11座；7处互通，其中3处枢纽互通；取土坑12处；另外设置4段同等深度比较线，其中比较线桥梁25座，互通比较方案10个（2座枢纽互通各含两个比较方案和一个比较线方案）。

　　2. 项目特点、勘察重点难点及对策

　　2.1 项目特点

　　项目区属于淮北冲积平原，微地貌为河漫滩、河间平地，地形平坦，地面标高在20.0～38.0m之间；项目区场地覆盖层厚度超过100m，主要为第四系上更新统和全新统冲积层，岩性主要为粉质黏土、粉土、细砂等，未揭露基岩，未发现对工程建设有影响的断裂等地质构造；新构造运动主要表现以垂直升降运动为主，具有间歇性、不均匀性和明显的继承性；场地地震动峰值加速度值为0.05g；项目沿线未见不良地质发育，特殊性岩土主要为膨胀土，零星分布软弱土；勘察的主要工点为桥梁、互通和取土坑。总体项目场地工程地质条件简单。

　　2.2 勘察重点难点及对策

　　(1)桥梁（含互通桥梁）

　　项目区河流沟渠密布，与拟建路线交叉的公路、铁路等较多，设置桥梁较多，桥梁占比达到35%以上，桥梁长约41.71km，且有多座特大桥，桥梁勘察是本项目的重点。

　　勘察对策：在收集区域地质资料和充分利用工可资料的基础上，根据场地地层岩性和构造物规模，制定针对性的勘探方案，合理布置勘探工作量。采用钻探与大吨位静探相结合的勘察手段，一方面静探的锥尖阻力和侧壁摩阻力与标贯、试验成果相验证，另一方面钻探揭露的地层与静探地层曲线相验证，使得取得的勘察成果依据更充分，达到基本查明桥位区工程地质、水文地质条件的目的。

　　本项目位于淮北平原，第四系覆盖层厚度巨大。根据相交高速阜阳至新蔡高速公路安徽段和阜阳至淮滨高速公路安徽段钻探资料，场地地层岩性以可塑～坚硬黏性土、中密～密实粉土为主，韵律沉积中密～密实的细砂层。本项目工可钻探揭露的地层结构、地层岩性与以上两条高速一致，且本项目构造物以桥梁为主。根据场地地层结构、岩性、构造物类型、规模和附近项目桥梁设计桩长要求等，本项目非常适合采用钻探与大吨位静探相结合的勘察方法。

　　大吨位静探（20t）锥尖阻力最大可达40MPa，最大贯入深度达80m，完全可以满足公路一般跨径桥梁、桩板式路基等结构物的勘察要求。大吨位静探与钻探相结合的手段我院已成功运用于阜阳至淮滨高速公路安徽段、亳州市汤王大道涡河隧道工程、芜湖长江公路二桥工程、蚌埠至固镇高速公路、G3W德州至上饶高速公路合肥至枞阳段以及路网工程等项目，通过静探与钻探、标贯、旁压等手段对比验证，其地层划分、承载力、物理力学指标等一致性较好，取得了显著效果。

　　本次勘察拟采用20吨DX20履带型静探车与钻探相结合进行勘察，为确保达到桩长设计要求和地层划分的准确性，本阶段静探孔主要用于桩长小于55m的桥梁。

　　大吨位静探工作量占比表1

项目	静探工作量　　（米/孔）	钻探工作量　　（米/孔）	静探占比	备注
亳州市汤王大道涡河隧道	810/27	1050/22	55.1%	详勘
芜湖长江公路二桥	460/10	1700/22	31.3%	主桥段河漫滩
固镇至蚌埠高速公路	2500/110	2790/98	52.9%	详勘
G3W德州至上饶高速公路合肥至枞阳段	575/63	2520/145	30.3%	初勘，桩板式路基勘察
阜阳至淮滨高速公路安徽段	4055/91	4750/98	48.1%	初勘
阜阳至淮滨高速公路安徽段	6209/139	8848/184	43.0%	详勘
合肥至周口高速公路寿县（保义）至颍上（南照）段	3840/130	12484/273	32.3%	初勘

　　(2)膨胀土勘察

　　根据区域地质资料和工可试验成果资料，对膨胀土分布段落路基，结合附近工点钻孔、试验资料，采用钻探、室内试验手段，基本查明膨胀土分布范围、膨胀等级，并根据膨胀性等级，划分膨胀土段落。本项目膨胀土路基主要为填方路基，取材料大样进行路用性能指标试验，同时对其掺灰改性处理试验，为路基填料提供依据。

　　(3)取土场勘察

　　由于基本农田和生态红线等国家政策规定，本项目取土困难，做好取土场勘察为项目勘察重点。

　　勘察对策：取土场经初步调查拟定选址后，采用麻花钻或简易探孔进行初步勘察，对土质做基本力学室内试验，初判土源可用后，再布置机钻孔，并做CBR测试、击实试验、掺灰改良等路基填料相关试验，探明取土深度及可取土量，地下水位和填料可用性，并对需改良填料给出改良方案。

　　3.大吨位静探推广运用

　　项目区覆盖层层厚较大，主要为黏性土、粉土及砂土，地层相对稳定且简单。静力触探效率高、进度快、精度高、质量好；经济、无污染、无扰动，主要用于测定粉土、黏性土、砂土的锥尖阻力和侧壁摩阻力，并与钻探资料、室内试验和标贯测试资料等相结合综合划分土层界线、土类定名、确定地基承载力、压缩模量及桩侧极限摩阻力等物理力学指标。本次主要采用20t静探，用于桥梁、互通勘察。

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　　图2 大吨位静探作业现场

　　本项目静探实行进场和过程与钻探对比验证。以确保静探探头处于有效工作状态，采集的数据真实、有效。静探设备进场时，首先在已完成钻孔2～3m附近进行测试，作为进场验证；在勘探过程中，对特大桥、大桥选择代表性点位进行验证。对比验证主要是对钻孔、静探地层划分、承载力进行对比。本项目初勘阶段共进场3台套静探设备，布置5个进场验证孔，具体见下表。

　　静探进场验证位置一览表表2

验证位置桩号	第一组设备	第二组设备	第三组设备（新设备）
K1+089.9右40.6m	K47+741.5左6.9m	K50+591.2右6.8m	K51+780右6.6m	K58+283.9右6.9m
勘探深度	机械钻探	40.0米	40.0米	40.1米	55.1米	41.9米
大吨位静探	42.0米	38.7米	51.3米	34.2米	50.9米

　　勘探过程中共布置了14个过程验证孔，具体见下表。

　　静探过程验证位置一览表表3

序号	勘探方法	桩号	坐标	高程	孔深m
1	钻探	K2+736.00 右9.00m	542456.8965	3612753.7690	28.36	51.00
静探	K2+738.10 右7.10m	542458.1110	3612756.2751	28.38	50.00
2	钻探	K14+429.70 右6.80m	531440.6738	3613884.6280	29.29	55.95
静探	K14+432.00 右7.00m	531440.5001	3613884.8530	29.29	55.70
3	钻探	K16+961.20 左7.00m	528918.9994	3613830.7330	28.56	55.80
静探	K16+963.10 左7.60m	528918.1800	3613830.0450	28.57	55.00
4	钻探	K22+990.40	523261.9489	3611855.0720	31.13	51.00
静探	K22+993.40左2.30m	523260.2370	3611851.6820	31.01	50.00
5	钻探	K30+806.50 右6.60m	517882.3533	3606405.5930	26.97	56.20
静探	K30+805.70 右3.40m	517885.4550	3606404.5260	26.88	52.30
6	钻探	K31+801.50 左5.60m	517278.3640	3605616.2860	23.55	57.20
静探	K31+801.50 左7.60m	517279.4572	3605615.3736	23.47	42.40
7	钻探	K43+235.50 右7.40m	506842.0470	3605524.3030	32.03	52.00
静探	K43+235.50 右5.40m	506841.2281	3605522.4454	32.03	50.00
8	钻探	K61+910.30 右6.80m	491941.4300	3615710.9140	29.37	53.20
静探	K61+912.30 右6.80m	491940.7537	3615712.7942	29.40	37.30
9	钻探	K71+588.00 左6.90m	487166.3651	3623879.7780	34.00	50.60
静探	K71+590.00 左7.00m	487165.3728	3623881.5145	34.00	48.30
10	钻探	K84+958.90 右7.00m	482931.2017	3636490.3133	35.16	55.20
静探	K84+958.90 右5.00m	482929.3927	3636489.6153	35.20	50.00
11	钻探	K90+385.50 左9.40m	479324.8834	3640445.0240	36.66	50.40
静探	K90+385.50 左11.20m	479323.5322	3640443.7352	36.66	30.00
12	钻探	K102+095.10左6.90m	471102.0618	3648540.6583	36.55	51.90
静探	K102+095.10左4.80m	471103.8663	3648541.6736	36.55	43.10
13	钻探	K110+697.80 左6.80m	470835.6770	3656876.9512	35.34	50.40
静探	K110+695.70 左6.50m	470835.6840	3656874.7650	35.49	50.00
14	钻探	K114+482.30 右3.40m	470741.7845	3660642.4990	36.84	50.50
静探	K114+480.20 右9.60m	470748.2280	3660641.9400	36.60	45.20

　　通过19对勘探孔的进场验证和过程验证，静探曲线地层划分与钻探地层划分结果吻合一致。

　　图3 钻探、静探分层对比图

　　地层承载力根据原位测试和岩土物理力学指标，采用多种方法进行综合确定，特别是结合本次大吨位静探数据，使本次勘察提供的承载力更准确。

　　综合指标确定承载力表4

对比位置	地层	桥涵地基规范	工程地质手册	企标静探应用指南	我院工程经验	综合推荐	备注
滑集互通　　（K71）	粉质黏土	300	174	180	180	180
粉土	200	315	224	180	180
细砂	300	453		250	250
粉质黏土	270	179	185	180	180
粉土	210	330	225	220	220
细砂	300	437		250	250
黏土	370	347	279	280	280
粉质黏土	400	395	285	300	300

　　4. 项目工程地质分区及评价

　　项目区工程地质条件，取决于地形地貌、地层岩性、地质构造和水文地质条件等诸多因素。根据搜集资料、野外调查及勘察结果，可将工程沿线分为河漫滩(Ⅰ)、河间平地(Ⅱ)两个工程地质分区，其中河间平地工程地质分区(Ⅱ)又可细分为河间平地一般工程地质亚区(Ⅱ1)、河间平地较好工程地质亚区（Ⅰ2）。

　　各工程地质区工程地质条件及评价详见表5。

　　工程地质分区表表5

工程地质分区	段落	地形地貌	地层岩性	地质构造及地震	水文地质条件	不良地质和特殊性土	总体评价
淮北平原工程地质区	Ⅰ 　　河漫滩工程地质分区	K29+850～K32+400、K60+300～K63+800、CK60+300～CK63+400	河漫滩，地形平坦	上部土层为第四系全新统(Q4al)黏性土、粉土、砂土等，黏性土、粉土承载力较低～一般，砂土承载力一般，下伏第四系上更新统(Q3al)黏性土、粉土及砂土，承载力一般～较高。	场地基本地震动峰值加速度为0.05g，未发现对工程建设有影响的断裂等地质构造。	地下水类型主要为松散岩类孔隙水，埋深一般2.0～3.5m，地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。	无不良地质及特殊性岩土。	总体工程地质条件一般。
Ⅱ1 　　河间平地一般工程地质分区	起点～K29+850、K32+400～K60+300、A比较线、B比较线、CK57+000～CK60+300	河间平地，地形较平坦	地层为第四系上更新统(Q3al)黏性土、粉土及砂土，承载力一般～较高，工程性质一般～较好。	场地基本地震动峰值加速度为0.05g，未发现对工程建设有影响的断裂等地质构造。	地下水类型主要为松散岩类孔隙水，埋深一般2.5～4.0m，地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。	无不良地质发育，特殊性岩土主要为弱膨胀土，对项目影响较大。	总体工程地质条件一般。
Ⅱ2 　　河间平地较好工程地质分区	K63+800～终点段；CK63+400～CK74+919.744；D比较线	河间平地，地形较平坦	地层为第四系上更新统(Q3al)黏性土、粉土及砂土，承载力一般～较高，工程性质一般～较好。	场地基本地震动峰值加速度为0.05g，未发现对工程建设有影响的断裂等地质构造。	地下水类型主要为松散岩类孔隙水，埋深一般2.5～4.0m，地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。	无不良地质及特殊性岩土。	总体工程地质条件较好。