施工图设计阶段
系列专题研究报告之一
沪瑞国道主干线贵州省镇宁至胜境关公路
第三合同段
坝陵河大桥施工图设计
工程地质勘察报告
(送审稿)
贵州省地矿局第二工程勘察院
中交公路规划设计院
二○○ 四 年十二 月
项 目 名 称：沪瑞国道主干线贵州省镇宁至胜境关公路
坝陵河大桥
专 题 名 称：施工图设计阶段工程地质勘察
业 主 单 位：贵州高速公路开发总公司
设计报告编制单位：中交公路规划设计院
专题承担单位：贵州省地矿局第二工程勘察院
中交公路规划设计院
主 管 院 长：谢绍林 孟凡超
主管总工程师：裴永炜 庞颂贤
项目负责人：张 浩 彭运动
技术负责人：刘秀伟 陈晓东
参 加 人 员：付德奎 苟天红 范爱国
何旭东 陆永坤 刘爱昌
冯
啉 吴福强 安永宁
目 录
1.前言 ................................................................. 1
1.1工程概况 .......................................................... 1
1.2勘察目的、任务及技术要求 .......................................... 2
1.3执行标准及工作依据 ................................................ 2
1.4已有成果及资料 .................................................... 3
1.5勘察工作布设及完成情况 ............................................ 3
1.5.1控制点、线测量定位 ............................................ 3
1.5.2工程地质钻探 .................................................. 5
1.5.3岩、土试样采取及试验 .......................................... 6
1.5.4钻孔电磁波CT .................................................. 6
1.5.5钻孔数字摄像 .................................................. 6
1.6 勘察工作质量评述 .................................................. 7
2.自然地理及区域地质概况 ............................................... 9
2.1自然地理 .......................................................... 9
2.1.1气象 .......................................................... 9
2.1.2水文 .......................................................... 9
2.2地层与岩性 ....................................................... 10
2.3地质构造 ......................................................... 11
2.4新构造运动及地震活动性 ........................................... 12
2.4.1新构造运动 ................................................... 12
2.4.2地震活动性 ................................................... 13
3. 桥址区工程地质条件 ................................................. 15
3.1地形、地貌 ....................................................... 15
3.2岩土组构及工程特征 ............................................... 17
3.3岩土体单元划分及工程特性 ......................................... 20
3.4边坡稳定性分析评价 ............................................... 22
3.5岩土体物理力学性质 ............................................... 23
3.5.1统计方法及精度评述 ........................................... 23
3.5.2统计成果 ..................................................... 23
3.6岩溶 ............................................................. 34
3.6.1桥址区岩溶现象综述 ........................................... 34
3.6.2 岩溶发育的基本特征 ........................................... 38
3.6.3 桥区岩溶发育特征分析 ......................................... 40
3.7 水文地质条件 ..................................................... 41
4. 基础方案分析与评价 ................................................. 43
4.1基础方案选择 ..................................................... 43
4.2基础设计参数的确定 ............................................... 44
5.结论与建议 .......................................................... 46
5.1结论 ............................................................. 46
5.2建议 ............................................................. 47
附图目录
附图1 坝陵河大桥施工图设计阶段工程勘察地质图 1:5000 附图2 坝陵河大桥东岸工程地质图 1:2000 附图3 坝陵河大桥西岸工程地质图 1:2000 附图4 坝陵河大桥施工图设计阶段工程勘察地质纵剖面图 1:2000 附图5 坝陵河大桥施工图设计阶段工程勘察地质横断面图 1:500 附图6 坝陵河大桥施工图设计阶段工程勘察钻孔地质柱状图 1:300~400
附表目录
坝陵河大桥施工图设计阶段工程勘察岩石试验成果表
1.前言
1.1工程概况
沪瑞国道主干线是“五纵七横”国道主干线系统中的一横（GZ65），是西南地区通往华东地区的主要通道之一。拟建的镇宁至胜境关高速公路是GZ65公路在贵州省境内的重要路段，也是贵州省规划的“两纵两横四连线”公路主骨架的重要组成部分。该路段起于安顺市镇宁县城北，东接清镇至镇宁高速公路，途经安顺、黔西南、六盘水三个地州市，穿越黄果树风景名胜管理区、关岭、晴隆、普安和盘县特区，终点为滇黔省界的胜境关，与正在建设的云南曲靖至胜境关高速公路相接，全长约195km。见图1：大桥地理位置示意图。
图1 坝陵河大桥交通位置示意图
坝陵河大桥离拟建镇宁至胜境关高速公路起点约21Km，地处黔中高原地带。公路在关岭县东北跨越坝陵河峡谷，峡谷两岸地势陡峭，地形变化急剧，起伏大，河谷深切达400~600m，2003年8~11月我院对拟建大桥的两个线路方案C线和K线进行
了同等深度的工程地质初步勘察工作，经综合分析，推荐桥位为C线， C线方案已经交通部于2004年3月在贵阳举行的线路评审会议通过。根据专家要求，在同等深度再进行悬索桥方案的比较。2004年6~7月，我院受中交公路规划设计院委托又针对悬索桥方案进行了工程地质初勘。8月2~5日交通部组织有关专家对大桥方案进行了评审，同意推荐钢桁架悬索桥为本大桥的优选方案报部审批并获通过。同时根据专家意见，将原设计的东塔向东再移动20m，使原主跨1068m改为1088m。东西引桥也作了适当的调整，并提高了桥面高度。东锚碇采用重力式锚，西锚碇采用隧道锚和岩锚组合形式。
1.2勘察目的、任务及技术要求
根据桥址区工程地质条件，按照《坝陵河大桥施工图设计阶段工程地质勘察专题技术要求》，确定本次勘察的目的任务如下：
（1）在充分研究桥位区前期地质资料的基础上，根据选定的桥型方案，查明地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质、不良环境工程地质等问题。
（2）重点查明索塔及东西锚碇处的岩土层的物理力学性质参数，水文地质参数，基岩的埋藏深度、岩性、风化程度、节理构造情况等。
（3）查明与大桥设计、建设相关的不良环境工程地质问题，提出相应的处理措施建议。
（4）为施工图设计提供充分的工程地质依据。
1.3执行标准及工作依据
（1）《公路工程地质勘察规范》（JTJ064—98）；
（2）《公路土工试验规程》（JTJ051—93）；
（3）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024—86）；
（4）《公路工程抗震设计规范》（JTJ004—89）；
（5）《公路全球定位系统（GPS）测量规范》（JTJ/T066—98）；
（6）《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）；
（7）《公路隧道勘测规程》（JTJ063-85）；
（8）《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）；
（9）《坝陵河大桥施工图设计阶段工程地质勘察专题技术要求》；
（10）《坝陵河大桥施工图设计阶段工程地质勘察纲要》。
1.4已有成果及资料
通过收集资料可知，桥址区范围内已进行过下列工作，并取得相应成果：
（1）《1:20万兴仁幅区域水文地质普查报告》 贵州省第二水文地质工程地质大队 1980年12月
（2）《贵州省区域地质志》 贵州省地质局 1987年7月
（3）《坝陵河大桥场地地震安全性评价及工程场地设计地震动参数研究报告》 中国地震局地质研究所及贵州省地震局工程地震研究中心 2003年9月
（4）《贵州省水文地质志》 贵州省地质矿产局 1996年
（5）《坝陵河大桥初步设计阶段悬索桥方案工程地质勘察报告》 贵州省地矿局第二工程勘察院 2004年11月
上述资料成果为本次勘察奠定了基础。
1.5勘察工作布设及完成情况
根据桥址区工程地质条件，结合《坝陵河大桥施工图设计阶段工程勘察专题技术要求》和《坝陵河大桥施工图设计阶段工程地质勘察大纲》要求，选用了下列勘察方法及手段，并取得了相应成果。
1.5.1控制点、线测量定位
根据1:1000桥位区电子地形图和设计院设计及提供的钻孔坐标，按照控制点BD01:X=2873191.3200，Y=563619.5690，H=1020.683，BD03：X=2872729.8580， Y=563613.364，H=953.245，采用NIKON DTM530全站仪进行钻孔定位测量。坐标系统采用1954年北京坐标系统，高程采用国家85高程基准。
开钻前根据设计坐标实地测量进行钻孔定位，并与地形图进行比对无误后方可开钻，钻探结束后进行二次钻孔定位复测，以检验施工钻孔孔位准确性。经验证，所有钻孔孔位误差符合规范及设计要求。XZK01和XZK04钻孔由于位于陡坎之上，经设计和监理同意，对钻孔位置进行了调整。其余各钻孔均按设计要求进行，钻孔位置符合设计要求。各钻孔坐标、高程及施工深度见表1。
1.5.2工程地质钻探
桥址区钻孔布置及设计孔深及有关技术要求均由中交公路规划设计院确定，布孔29个，编号XZK01~XZK29。其中东岸锚碇区3个钻孔，引桥2个钻孔，索塔10个钻孔。西岸索塔8个钻孔，引桥5个钻孔，为查明断层F4-1对东索塔地基的影响，布置机动孔1个（XZK29）。钻探满足了下列技术要求：
①钻孔口径为Φ75~130mm，土层采用无泵干钻取芯，基岩采用合金或金刚石钻头钻进。
②孔深：终孔原则以设计孔深为主，结合地质情况合理确定终孔深度。
③岩芯采取率：根据要求和实际计算，钻探岩芯采取率达到以下要求，粘土层高于85%，强风化岩石高于50%，弱风化完整岩石高于70%，微风化完整岩石高于85%，破碎带大于40%且每回次均有块状岩心。如遇粘土充填的溶洞，严禁加水和回转钻进，采用压入法或采取标贯取得原状土芯供地质人员进行鉴定。遇极破碎地层时，为保证岩芯采取率，控制每回次进尺不大于1m，且每回次均应有岩芯。
④钻探班报表：记录清楚、完整，真实反映孔
内情况，并据钻孔岩芯完整程度分段进行RQD值
统计。
⑤钻探过程中，地质技术人员跟班作业，及时
编录岩芯，绘制工程地质柱状图。
⑥按地层岩土自上而下的顺序进行岩芯编号、
填卡、装箱，并按单孔单箱拍摄岩芯照片（图2）。 图2 岩芯分箱照片
⑦钻孔结束后钻机留于现场协助数字钻孔摄像工作，然后下塑料管保护孔壁，使钻孔可供电磁波CT测试使用（图3）。
⑧本次勘察在单号孔取岩芯样品进行室内测
试，双号孔供业主决定是否保存岩芯全样，对于西
岸，现已将全部双号孔岩芯搬运到大地庄进行保
管。东岸岩芯暂时保留了于现场，根据业主要求决
定是否保留岩芯全样或缩样。
⑨每个钻孔施工结束后，经项目部按照技术要
求自检合格后，填写报验申请表和质量验收表，
由
图3 钻孔预留管供CT试验
项目部技术负责和监理工程师现场对钻孔按照孔深、岩芯采取率、样品数量、钻探记录、地质编录等进行验收合格并协助数字钻孔摄像
后方可移机进行下一钻孔的施工（图4）。
总之，工程地质钻探工作严格执行了钻探操作
规程，各项技术指标达到了专题技术和规范要求。
1.5.3岩、土试样采取及试验
①土样：根据勘察技术要求，如土层厚度大于
5m，则采取土样进行室内土工试验，本次勘察过图4 监理工程师现场检查 程中由于钻探揭露的土层厚度较小，只在东索塔采取土样6件进行室内土工试验，并
与前期勘察时的土工试验成果一同进行统计。
②岩样：全风化及强风化层岩石破碎，采芯困难，前期勘察已采取岩块进行了点荷载试验。对弱风化及微风化岩层，本次勘察均采取了代表性样品，经统计共采集320组进行室内岩石物理力学试验，加上悬索桥初勘采取的515件岩样，悬索桥方案地基范围内已有岩石样品835件（不包括岩矿鉴定样品和点荷载样品）。
③水样：由于本次勘察所施工的钻孔只在东索塔揭露地下水位，其余地段钻孔均在包气带内，钻探深度内无地下水，也无地表水体。前期勘察已采取各类型水样进行测试，因此本次勘察未采水样进行水质分析。但在桥址区，对各水文单元及河水均已有水质分析成果可供利用。
上述各项试验，严格按公路勘察试验规范进行操作，测试成果符合规范要求。
1.5.4钻孔电磁波CT
本工作由长江委长江物理勘察设计
研究院承担，重点是查明地基影响范围
内的岩体完整程度和岩溶发育程度。(图
5)
1.5.5钻孔数字摄像 图5 电磁波测试现场
为进一步查明岩体结构、构造、岩溶发育情况及完整程度，
本次勘察还对东西索
塔和东锚碇的所有钻孔进行了钻孔数字摄像。本工作采取了前视法和数字全景法两种方法交叉进行，对于浅部较破碎岩体，以前视法为主，对钻孔深部及较完整岩体则多采用全景法。部分钻孔由于孔壁完整性差，掉块现象多而未能全孔进行测试，但对于浅部较破碎的岩体，均在钻探的密切配合下进行了测试。本工作由中科院武汉岩土力学研究所承担（图6）。
本次勘察完成实物工作量见表2。
图6 数字钻孔摄像测试现场
1.6 勘察工作质量评述
勘察施工过程中项目部严格按照《专题技术要求》和《勘察纲要》进行工作。江苏省水文地质工程地质勘察院派出了多名高级工程师组成项目监理部进驻现场对勘察工程实行全过程监理。监理工程师采用进行旁站、巡视、抽查等手段对钻探施工等野外工作进行了监督检查。所有工艺工序均经过项目监理部的审核和批准。每个工序完成后由项目部和监理部共同验收合格方可转入下一工序的施工。每个钻孔施工结束，都经监理工程师和项目技术负责现场复检和验收，认为合格后方可终孔。我院领导和贵州省地矿局分管总工也多次到现场对勘察工作进行检查和指导，确保关键工序质量符合规范及设计单位的要求。设计单位项目负责人和分项负责人也多次到达现场对勘察工作进行指导和监督。
勘察过程中也得到了贵州高速公路开发总公司、中交公路规划设计院、中科院地质所、贵州省地矿局、江苏省水勘院、中科院武汉岩土力学研究所、长江委长江工程地球物理勘测研究院等相关单位和有关人员的大力支持，使得本次勘察各项工作能够顺利完成。
2004年11月10~11日，中交公路规划设计院于贵阳主持召开了由中科院地质所、江苏省地矿局、贵州省地矿局、贵州大学、北京市勘察设计研究院、江苏工程物理勘察院、江苏省水文地质工程地质勘察院、贵州高速公路开发总公司等单位组成的验收专家组对外业工作进行了验收（图7~9），验收专家一致认为本次勘察的外业工作“目的任务明确、技术方法合理、勘察手段恰当、完成的实物工作量满足规范和设计要求，取得的数据可信，专家一致同意通过外业验收。”
综上所述，本次勘察外业工作符合相关规范和设计单位的具体要求，外业工作量和工作质量均达到了预期目标。取得的资料真实可靠，数据可信。达到了施工图设计阶段工程地质勘察的目的。
图7~8 外业验收工地现场
沪瑞国道主干线镇宁至胜境关公路坝陵河大桥 悬索桥方案施工图设计阶段工程勘察外业验收会
图9 外业验收会议现场
2.自然地理及区域地质概况
2.1自然地理
2.1.1气象
桥址区属中亚热带季风气候区，雨热同季，多云寡照，四季分明，具有春干夏雨秋爽的气候特点。由于地势高差较大，地形复杂，为深切河谷地带，气候垂直变化明显。
气温：受季风气候的影响，桥位区气温常年平均在14.5～16.2℃，7月最高，平均23.6℃，1月最低，平均6.7℃。桥区气温极端最高在33.8～35.3℃，极端最低气温在-11.1~-5.5℃。并且不遵循随海拔升高而降低的规律，水平分布上也无明显的规律性。
降水：坝陵河桥区年平均降水量达1299.7~1529.6mm。6~8月为降水集中期，月降水量一般在200mm以上。其中年平均降水日数在178.9~203.0d，各月平均降水日数均在10日以上，最多的6、7月份在20日左右，日降水量≥25mm的大雨天数年平均在14.175~15.475d，日降雨量≥50mm的暴雨日数年平均在3.95~5.125d。从季节分配上，夏季降水量多在653.7~834.6mm之间，冬季降水量最少在55.0~65.5mm之间。雨汛由4月下旬或5月上旬开始，至10月下旬结束，5~10月占全年降雨量的82~84%。
风：桥位区全年平均风速为2.0m/s，春夏季节风速较大，平均风速的季节变化不大，风速≥17.2m/s或风力≥8级的大风天气全年各月均有出现，主要出现在春季，由锋面过境、强对流（飑线、雷雨、龙卷或下击暴流）等天气系统造成。全年大风日数在0.65~6.525d。主要风向为东南风。
雾：桥区海拔高，雾气大。年平均雾日数为5.8～19.4d，有随海拔增高而增多的趋势。冬季雾日较多。由于桥位区处于深切河谷地形，因为平流、辐射和蒸发的作用，清晨出现雾天的几率较高。
气压和湿度：气压的高低随着高低压天气系统的控制而升降。坝陵河桥区年平均气压为816.9～891.3hpa。冬季高于夏季，1月份平均气压为820.9～893.5hpa，7月份平均气压为812.8～885.8hpa。桥区属湿润气候区，空气中水汽含量较高，全年平均相对湿度为80%左右，地域变化不大。各月平均相对湿度春季略低于其他季节。
2.1.2水文
桥址区地表水属珠江流域北盘江水系，主要河道坝陵河为北盘江的一级支流。 坝陵河起源于场区北部郎岱，勘察区处该河流上游河段，河流长约40km，比降平缓，在勘察区内纵向降比约1~2%。枯季流量0.0928m3/s，平水期约3～4m3/s，丰水期约5～6m3/s。夏季大雨后猛增暴涨，水量增大数十倍，流量可达15m3/s以上。据访问，坝陵河最高洪水位在桥轴线为683m。坝陵河为雨源性河流，主要接受降雨补给，地表迳流量与降雨量的变化基本一致。
桥位区河谷开阔，河床受岩性控制，束于河谷西侧的软质泥岩地层之中。河流表现为下蚀作用为主，河床呈窄而浅的线状河道，因河流量小，流速缓慢，下蚀作用较弱，对拟建工程影响甚微。
2.2地层与岩性
桥址区三叠系地层分布广泛，岩相复杂，以海相沉积的碳酸盐岩有：三叠系中统竹杆坡组(T2z)薄~中厚层状砂质灰岩、泥质灰岩和泥晶灰岩，杨柳井组(T2y)中厚层状白云岩和白云质灰岩。海相陆源碎屑岩有：三叠系上统把南组(T3b)、赖石科组(T3ls)的泥岩、砂质泥岩、砂岩等呈不等厚互层，并夹有薄层状砂质灰岩和碳质泥岩。各地层特征见表3。碳酸盐岩分布于河谷两岸，形成以岩溶裸岩微地貌的陡崖和谷坡。碎屑岩多分布在河床谷底及东岸近河谷地段，地貌上呈缓坡。
第四系(Q)分布零星，厚度不大，成因类型多样，缓坡地段以残坡积红粘土和次生红粘土为主，谷坡坡脚局部分布有崩塌的块石，河床内以冲洪积卵砾石及砂砾为主。
续表3 场 区 地 层 特 征 表
2.3地质构造
据区域地质资料，桥址区及其外围属扬子准地台黔北台隆六盘水断陷威宁北西向构造变形区。主体构造线为NW，有一系列紧密褶皱及逆断层同期派生。其中郎岱向斜之次级褶曲—坡舟倒转向斜（桥址区主体构造）分布于桥址区，轴向N30ºW，与坝陵河走向近于平行，核部位于坝陵河东岸坡，轴面倾向N60ºE，倾角70º，北西端跷起，南东端撒开扬起。由于强烈挤压应力的作用，倒转向斜西岸地层倾向曾由正常序转为倒转序，后经长期剥蚀后，方呈现今河谷坡面地层产状，即北东翼为倒转翼，南西翼为正常翼（见图10）。
据地面调绘，由倒转向斜轴心向两翼出露地层依次为三叠系上统把南组(T3b)、赖石斜组(T3ls)、三叠系中统竹杆坡组(T2z)和杨柳井组(T2y)，均为整合接触关系。
图10 坡舟倒转向斜剖面示意图
据《坝陵河大桥场地地震安全性评价及工程场地设计地震动参数专题报告》资料，桥位近场区分布有关岭断裂（F2）、断桥断裂（F3）、纳骂—木寨断裂带（F4）、安庄坡断裂(F5)。其中纳骂—木寨断裂带（F4）距桥址区较近，与桥址区断裂关系密
切。勘察区分布的断裂构造基本属F4断裂的派生构造（见图11）。
图11
2.4新构造运动及地震活动性
新构造运动与地震活动关系十分密切，新构造运动强烈区，地震活动强度和频次亦高，反之亦然。
2.4.1新构造运动
从地层分布、构造活动迹象以及山川水势展布关系看，本区新构造运动不活跃，其证据如下：
①工作区处于相对比较稳定的扬子准地台（邓起东等2003），自三叠纪末以来地壳以间歇性上升为主，燕山期、喜山期岩浆频繁活动，未波及本区，区内未见一处岩浆岩或火山岩，一些规模较大的断层带内亦未见晚期热液活动影响的迹象。
②第四纪以来均以大面积间歇性掀斜隆升运动为特征，与此相应的侵蚀与沉积作用更迭发生，形成阶梯状叠置的多级夷平面或河流阶地，易溶岩地区溶蚀地貌呈带状分布。
③自晚更新世以来，地壳逐渐趋于稳定，在升降差异影响下，局部沉积，局部冲刷，致使晚更新世地层分布不连续，厚度薄，全新统沉积零星。
④近场区数条断裂均系压性或压扭性老断裂，对其地质现象观察及断层带物质年龄测定结果，均表明为中更新世以前活动断裂，晚更新世以来基本停止活动(表4)。
2.4.2地震活动性
根据中国地震局地质研究所《场地地震安全性评价及工程场地设计地震动参数研究专题报告》：桥位区地震影响主要来自鲜水河~滇东地震带，该带自1886~2001年经历了4个平静活跃期，其周期20~30年，其中活跃期为3~20年，平静期为7~10年。目前正处于1988年以来的第4个活跃期。未来100年同样可能有4个左右的活跃期，活跃期内往往有2~4次7.0~7.9级大震。
历史上坝陵河大桥场地曾多次遭受中强地震的影响，其中有9次达V度或V度以上。通过地震震级、距离、衰减关系计算，场地最大地震基本烈度为VI度。又据《建筑抗震设计规范》(GB50021-2001)附录A.0.21之规定，场地地震基本烈度为VI度，设计基本地震加速度值为0.05g。
（1）桥位所在区域处于新生代以来相对稳定的华南断块区内部，不存在发生强震的块体边界构造，因此发生6.5级以上强震的可能性很小。
（2）新构造运动间歇性掀斜隆升运动为特点，伴随断裂活动的断块作差异升降运动。
（3）近场区内有断裂20条，具代表性的有6条，其中4条属早、中更新世活动断裂，2条为前第四纪活动断裂，晚更新世以来，断裂活动基本趋于停止。历史记载
及现有震情，均无≥43/4级的地震发生，晚更新世以来无活动断裂，更无发震断层。
（4）桥位场地不同设防水准时基岩上水平加速度峰值和相应的地震设防烈度值见表5。
表5
3. 桥址区工程地质条件
3.1地形、地貌
从区域地形上看，碳酸盐岩形成峰峦连绵起伏的山体沿河岸平行展布。河谷两岸峰体多呈锥状，峰锥之间常形成“V”形或马鞍形地形，连绵的峰锥一般形成地表分水岭。碎屑岩地层则形成宽达800m的河谷及东岸缓坡。
桥位区属构造剥蚀、溶蚀中低山峡谷地貌。岩石建造类型以碳酸盐岩与陆源碎屑岩互层，以碳酸盐岩构成峡谷的谷坡，以碎屑岩互层构成谷底及缓坡为基本特征。地貌的显著特点是受构造及岩性控制，河谷走向与地质构造基本一致。坝陵河由北向南迳流，河床紧临西岸谷坡，并以线状水流侵蚀作用为主，溶蚀作用为辅。河谷两岸地形呈不对称展布，东岸河谷地形宽缓，地形坡度15º～30º，局部达60～70º；西岸地形较陡，地形坡度40～70º，近河谷一带多为陡崖。桥位区最高峰体海拔高程1303.30m，在桥轴线上最低标高（河床）673.10m。最大高差630.20m。
悬索桥方案东锚碇区为山顶斜坡地带，坡度约50度。东索塔场地为320国道附近的缓坡，坡度平缓，约10~15度。西锚碇区和索塔均为斜坡地带，其中西锚碇地段坡度约30~50度，西索塔地段坡度约50~60度。（图12~14）。
图12 东锚碇地貌
图13 东索塔地貌
西锚碇
西索塔
图14 西岸地貌
3.2岩土组构及工程特征
桥址区三叠系分布广泛，岩相复杂，以海相沉积的碳酸盐岩有：三叠系中统竹杆坡组(T2z)砂质灰岩、泥质灰岩和泥晶灰岩，杨柳井组(T2y)白云岩和白云质灰岩。海相陆源碎屑岩有：三叠系上统把南组(T3b)、赖石科组(T3ls)的泥岩、砂质泥岩、砂岩等呈不等厚互层，并夹有砂质灰岩和碳质泥岩。各地层主要分布范围见表6。
碳酸盐岩分布于河谷两岸，形成以岩溶裸岩微地貌的陡崖和谷坡。碎屑岩分布在河床谷底，呈缓坡。
第四系(Q)分布零星，厚度不大，斜坡上以残坡积红粘土和次生红粘土为主，谷坡坡脚局部分布有崩塌的块石，河床内以冲洪积卵砾石及砂砾为主。对悬索桥方案而言，主要分布在两索塔地段的浅表，成分以残坡积红粘土为主。
通过本次钻探和现场测试，桥址区对于悬索桥方案，其主要控制段的岩土体具有以下工程特征：
东锚碇区（钻孔XZK01~XZK03）：位于杨柳井组（T2y）的白云岩及白云质灰岩分布区，岩质坚硬，地貌上为山前斜坡。地层产状为顺向坡，岩层倾角约70 度左右，倾角大于坡角。浅表岩溶发育，溶沟溶槽遍布于地表，第四系残积红粘土充填其间。据地面调查，岩溶发育深度主要在10m以内，其下岩体较完整，钻探过程中实测岩芯采取率多大于85%，RQD值一般大于75%，岩芯上基本未见溶蚀现象，岩溶发育弱。该段地表多直接出露弱风化岩体。但在XZK01钻孔孔深43.6~45.2m揭露溶洞，洞内充填红粘土，该溶洞规模小，埋深大，对锚碇地基基本无影响。XZK02钻孔孔深47.1m以下为断层F4-5的影响带，岩体劈理发育，钻探岩芯呈砂状，经与《大花哨大桥施工图设计阶段工程地质勘察报告》相类比，该段岩体在地下完整性较好。
东引桥区：地貌上位于坝陵河东岸斜坡中上部至坡顶，地形坡度在30~40度。出露地层为三叠系中统竹杆坡组第一段（T2z1）的泥晶灰岩和杨柳井组（T2y）的白云岩及白云质灰岩。其中T2z1的泥晶灰岩埋藏浅，地表被薄层第四系土层所覆盖，局部基岩裸露。浅部岩体由于节理裂隙发育较强，溶蚀明显，岩体较破碎，钻探岩芯呈碎块状、砂状等，层间常充填残坡积红粘土。为反向坡，地层倾角35~50度。从区域上看，泥晶灰岩岩溶较发育，但由于该段处于地表局部分水岭附近，地形坡度较大，不利于地表水的汇集并转入地下，因此形成大规模溶洞的可能性小，初勘中在BCZK13钻孔在孔深39.15m（高程966.16m）以上揭露有小溶洞，溶蚀规模小，一般高度在0.3m左右，最大高度0.9m。本次勘察施工中在XZK04号钻孔孔深13.6~14.9m揭露充填溶洞，孔深21.00~40.76m溶蚀发育强烈，钻探岩芯呈砂粒状，层间溶蚀裂隙呈串珠状分布，充填红粘土。电磁波CT也反映该段岩体完整性差。XZK05在孔深9.5~11.2m揭露充填溶洞。杨柳井组（T2y）的白云岩及白云质灰岩多以弱风化岩体直接出露于地表，在小山脊向西表现为反向坡，靠近东锚碇则表现为顺向坡，岩体总体完整性较好，溶蚀发育深度一般小于10m，且以溶沟溶槽形式出露于地表。
东索塔区（钻孔XZK06~XZK15）：地貌上处于坝陵河东岸斜坡中上部的缓坡地段，坡度15~20度，320国道自该区由北向南通过。地表被2~5m的第四系土层所覆
盖。下伏地层为三叠系中统竹杆坡组第二段（T2z2）的泥质灰岩和三叠系中统竹杆坡组第三段（T2z3）的砂质灰岩夹泥灰岩。地层倾角在地表下50m以内为30~40度，向深处逐渐变陡。由于构造作用导致地层倒转，使老地层泥质灰岩覆盖于新地层砂质灰岩之上。其中竹杆坡二段（T2z2）泥质灰岩分布于整个索塔区的浅部，为桥址区内岩溶弱发育地层，钻探中除XZK10在孔深31.60~32.56m揭露小溶洞外，其余钻孔在该地层未发现明显的岩溶发育现象，岩体连续性较好。但由于岩层较薄，层间泥质含量较多，加之受区域构造影响，地层倒转，岩体节理发育，风化明显，钻探揭露的泥质灰岩多呈弱风化，少量微风化。竹杆坡三段（T2z3）的砂质灰岩分布于泥质灰岩底部，顶板埋深38.5~64.0m。砂质灰岩强度高，抗风化强力强，为坚硬岩组，钻探揭露该地层多呈微风化，受岩性和区域构造影响，岩溶中等发育，且岩溶发育深度较大，钻探施工过程中于XZK9~XZK15钻孔中除XZK10外其余钻孔均在孔深73m以下揭露有溶洞发育，洞内充填粘土、碎石等。溶洞规模大小不等，小者1.6m，大者达16m。
西索塔区（钻孔XZK16~XZK23）：地貌上处于坝陵河西岸谷坡中部，为该陡坡的相对较缓地段，地形坡度在30度以上。出露钻探揭露地层为三叠系中统竹杆坡组第二段（T2z2）的泥质灰岩。浅表被薄层的第四系残坡积红粘土所覆盖。钻探显示该段岩体完整性总体较好。个别钻孔揭露层间溶隙较发育。
西引桥区（钻孔XZK24~XZK28）：地貌上位于斜坡中部，地形坡度约40度左右。出露地层为三叠系中统竹杆坡组第一段（T2z1）的泥晶灰岩，属硬质岩，但岩溶发育强烈，补充勘察中在BBCZK08孔深25~28.1m遇高达3.1m的溶洞。本次勘察中未发现较大的岩溶现象，结合区域地质条件综合分析，该段岩溶主要以浅部为主，不会对桥基产生较大的不利影响。
西锚碇区：地貌上处于斜坡中部，地形较陡，坡度约50度左右，在其西侧为一缓坡。该区为基岩裸露区，出露地层为三叠系中统竹杆坡组第一段（T2z1）的泥晶灰岩和杨柳井组（T2y）和白云岩及白云质灰岩。为桥址区岩溶最发育的地段。在该区东段（钻孔BBCZK09~BBCZK12），为竹杆坡组第一段的泥晶灰岩，为易溶岩组。钻探过程中多个钻孔揭露小岩溶。由于地形和岩层倾角均较陡，不利于地下水的汇集和侧向迳流，岩溶规模较小，以层间溶隙为主。该段岩体完整性随深度增加而逐渐变好，但具有明显的不均匀性。经过电磁波CT测试，发现该段的岩溶规模均较小，平面延伸较差，以竖向发育为主。该区西段为杨柳井组的白云岩及白云质灰岩，属易溶岩组，浅表溶沟溶槽均较为发育，沟槽内多充填有第四系红粘土。该区钻探反映在地表下40m以内岩体均较为破碎，围岩类型为II~III类，40~50m围岩类型以III类为主，50m以下岩溶发育明显减弱，岩体完整性较好，围岩类型以IV类为主。本段在详勘中采
用斜硐施工并在硐内进行试验测定岩体的抗拉抗剪等力学指标，该工作正在进行之中，其具体工程地质条件将在斜硐施工结束并进行相关试验后进行专题论述。
3.3岩土体单元划分及工程特性
岩质单元划分标准以岩性为基础，按岩石风化程度并结合岩体完整程度进行划分。在划分风化程度时以波速比结合风化系数按表7标准进行，在划分完整程度时根据波速测试成果并参照钻探统计的RQD值按表8进行。
岩块波速峰值替代。风化系数kf为风化岩石与新鲜岩石的饱和单轴抗压强度之比。
表8 岩体完整程度划分对照表
根据桥址区岩土体成因类型、工程特性，将悬索桥方案影响区内的土体划分为1个大层2个亚层，岩体按成因时代、岩性差异、岩性组合等工程特性划分为4个大层，然后根据其完整程度和风化程度划分为11个亚层。如表9。
表9 岩土层工程地质特征表
3.4边坡稳定性分析评价
对于悬索桥方案，其边坡主要集中在东西两索塔向坝陵河一侧，其余地段虽也存在边坡，但自然边坡对悬索桥方案影响甚微，东西两锚碇区的边坡对场地的稳定性不会产生不良影响。现对两索塔附近边坡的稳定性分析评价如下：
东索塔：边坡分布于K21+40～K21+80段，为硬质岩组分布形成的陡坡地形，岩性为三叠系中统竹杆坡组第三段（T2z3）的砂质灰岩。岩石强度高，不易风化，岩层倾向与坡向相反，属逆向坡，岩体产状有利于坡体稳定。据在边坡较陡处进行节理裂隙统计，绘制节理玫瑰花图分析结果，未发现小倾角切割坡面的不利结构面。边坡整体自然稳定性较好。边坡陡坡中下部受区域构造影响，岩溶较发育。加之地层倒转，地应力集中，从而导致岩石破碎，岩体强度较低，对工程建设可能有不利影响。该段由于处于陡坡地带，岩层节理裂隙发育，易产生剥落、掉块及小规模的边坡失稳等不良地质现象，但不稳定坡体位于东索塔80m以外，对本桥影响小。
西索塔：高陡边坡主要分布K21+830~K22+020之间，距索塔东侧约50m以外。陡坡由硬质岩组分布形成，地表基岩裸露，顺向坡，岩层倾角大于坡角，自然坡体总体稳定。岩石强度高，不易风化。边坡体上存在三种类型的结构面，分述如下：
层面：产状75º∠65º，顺坡向产出，岩层倾角大于坡角，未切割坡面。
节理裂隙：在边坡一带进行了大量的节理裂隙统计，绘制了节理玫瑰花图(图15)由图可知，边坡区主要节理裂隙有二组；产状
E
D
C
M
图15 K21+850上坡节理玫瑰花图
A
0°
分别为：195º∠35º，345º∠70º，利用节理面与坡面产状作赤平极射投影图解（见图16），结果为：组合交线的倾向与边坡坡向相反，不存在较大的非稳定块体。表明该边坡在自然状态下处于较稳定状态。
180°
B
AB：坡面：，倾向角CD：节理：走倾向倾角EF：节理：走向角70°
图16 西岸陡边坡图解
（点位：CK21+850上坡）
为查明该段陡坡的稳定性，在初设阶段，设计单位还聘请了中科院地质与地球物理研究所对西岸边坡进行了专题研究，研究成果表明该边坡在三塔斜拉和连续刚构方案工程条件下边坡稳定性均较好，不会产生大于8cm的横向和纵向变形，仅有局部可能产生小规模的失稳现象。现悬索桥方案的西索塔位置比三塔斜位和连续刚构两方案的主塔墩位都更远离陡坡，更有利于边坡的稳定。因此，该段边坡自然稳定性也较好。
3.5岩土体物理力学性质
勘察过程中对红粘土及各类岩石采取代表性样品进行室内物理力学测试，结合前期勘察采集的样品试验成果进行数理统计。
3.5.1统计方法及精度评述
岩土体物理力学性质指标按不同大层和亚层分别进行统计，统计时首先按3倍标准差剔除异常值，然后统计各层的样本数、最大值、最小值、平均值，并计算各种参数的标准差、变异系数、标准值，统计时一般要求变异系数小于0.3，如不能满足此要求，则继续剔除异常值直到满足要求为止。
3.5.2统计成果
（1）土层：前期勘察中对场地浅部的土层进行了标准贯入试验和重型动力触探试验，其试验成果统计于表10。
根据采样测试成果，桥址区内红粘土物理力学指标测试成果见表11。
（2）岩石：根据初勘采集的515件岩石样品和本次勘察采集的320件岩石样品
进行室内测试成果，按工点、岩性和风化程度分别进行统计，统计成果见表12。
表11
红粘土物理力学指标统计表
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3.6岩溶
3.6.1桥址区岩溶现象综述
根据地面地质调绘，桥址区浅表岩溶形态以溶沟、溶槽为主，多沿层间发育，其规模不大，宽度多小于0.5m，但沿层面纵向发育明显。在西岸地形较缓处有岩溶竖井分布，但竖井发育在距西锚碇边界约20m以外地带，不在大桥建设范围之内，也不在锚碇区内，对大桥建设和运营影响甚微。
本次勘察和前期初勘在可溶岩组——碳酸盐岩组中共施工54个钻孔，其中有28个钻孔不同程度的遇有溶洞或溶隙，具体分布见表13。根据分类统计结果，钻孔溶洞、溶隙发育率为7%（溶洞、溶隙总长/钻孔总深），从表13可见，岩溶高度除东索塔80m以下受岩性和构造影响，岩溶规模较大外，其余地段岩溶以
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悬索桥方案各工点岩溶发育及岩体完整情况分述如下：
东锚碇（XZK01~03）：地表即出露弱风化白云岩及白云质灰岩，浅表溶沟溶槽发育强烈，沟槽内充填第四系红粘土。钻探揭露场地10m以下岩溶不发育，岩体较完整，钻探岩芯以柱状及长柱状为主，采取率一般在90%以上，RQD值多大于75%；电磁波CT和数字钻孔摄像反映岩体完整性较好，与钻探成果基本一致。钻探施工中在XZK01在孔深43.6~45.2m揭露一充填红粘土的溶洞，数字钻孔摄像也反映该溶洞的存在，但该洞埋深大，规模小，对锚碇基础影响小。
东引桥：出露地层为三叠系中统竹杆坡组第一段（T2z1）的泥晶灰岩和杨柳井组（T2y）的白云岩及白云质灰岩。东段（靠近大花哨大桥一侧）杨柳井组（T2y）的白云岩及白云质灰岩在该段岩溶发育较弱，初勘过程中在BBCZK01和BBCZK02进行的电磁波CT表明岩体完整性较好，岩溶发育弱。西段（T2z1）的泥晶灰岩岩溶发育较强烈，XZK04钻孔揭露岩溶发育带深达41m，电磁波CT反映溶蚀横向规模不大（图17），钻探反映岩溶底板岩体完整性较好。
图17 XZK04-05 CT透视图
东索塔：（XZK06~XZK15）：地基浅部为三叠系中统竹杆坡组第二段（T2z2）的泥质灰岩，薄层状为主，岩溶相对不发育。钻探施工过程中除在XZK09号钻孔孔深6.2~8.2m揭露一高为2m的小溶洞外，其余钻孔均未揭露大于0.5m的溶蚀裂隙或溶洞，岩溶对该地层地基基本没有不良影响。泥质灰岩下的砂质灰岩岩溶相对较为发育，钻探揭露岩溶发育深度大，但岩体在80m以上总体完整性较好。80m以下受构造影响，岩体完整程度有所降低，在岩性变化界线附近岩溶发育较强烈，XZK13和XZK15反映岩溶发育深度达116m，溶洞高达16m。
西索塔（XZK16~XZK23）：该场地分布三叠系中统竹杆坡组第二段（T2z2）的泥质灰岩，为桥址区内岩溶弱发育区，地面调绘、钻探、电磁波CT和数字钻孔摄像均反映该段岩溶发育弱，钻探施工过程中仅在XZK16号钻孔孔深82m揭露一溶洞，该洞埋藏深，顶板厚度大，稳定性好。
西引桥（XZK24~XZK28）：处于竹杆坡二段（T2z2）的泥质灰岩与竹杆坡一段（T2z1）的泥晶灰岩分布区，靠近东侧（西索塔）的泥质灰岩岩溶不发育，而西侧的泥晶灰岩是本区内岩溶发育强烈的地层，悬索桥初勘中BBCZK08号钻孔资料显示在孔深25.04~28.18m(标高986.31~989.45m)揭露高达3.14m的空溶洞。详勘钻孔也揭露多处间断溶蚀裂隙或小溶洞，反映出该段浅部岩溶较发育。本段岩溶发育的标高一般在890m以上，其下岩溶发育较弱，形成大规模的岩溶洞穴的可能性较小。
西锚碇场地：本场地处于竹杆坡一段（T2z1）的泥晶灰岩和杨柳井组（T2y）的白云岩及白云质灰岩区，两套地层均为岩溶强发育地层。其具体岩溶特征将在平硐勘探报告中进行分析和论述。
根据场区地质环境结合多手段勘察资料综合分析，场区岩溶发育具下列特点： 1）岩溶强发育岩组为T2y、T2z1、T2z3，平面上分布于坝陵河两岸的陡坡地段。 2）由于场地地处坝陵河河谷岸坡地带，勘探深度除东索塔外，其余工点钻孔均在地下水位以上，岩溶洞隙以垂向发育为主，水平方向规模较小为基本特点。
3）岩溶发育深度：根据区域构造历史，结合地面调查、物探和钻探成果综合分析，桥址范围内西岸自地表向下50m深度内为岩溶相对较发育带，向下岩溶逐渐减弱。东岸索塔西侧受区域构造影响，岩溶发育深度相对较大，在高程880~890m附近形成岩溶相对集中发育带。
4）钻孔揭露之岩溶洞穴在东岸多被充填，充填物为红粘土含碎石，西岸地表溶沟溶槽内多充填粘土，浅部岩溶以空溶洞为主，少量有充填。
3.6.2 岩溶发育的基本特征
区域岩溶是一个强烈岩溶化的高原分水岭—峡谷型岩溶特征，岩溶的发育与碳酸盐岩、地质构造、新构造运动性质和古气候条件等相关。
（1）岩溶发育具有多层性
不同高度的剥夷面及常见的悬挂泉、悬挂地下河都是岩溶发育多层性在地域上的表现。岩溶发育在几个不同的高程相对集中，反映岩溶发育过程中地下水位有较长时间的稳定性。
桥址区岩溶的多层性发育的另一个表现在地下岩溶的垂直分带上，钻探揭示地下岩溶发育程度随深度增加而减弱。从浅到深岩溶规模总体由溶洞向溶隙过渡。除东索塔下岩溶发育规模相对较大外，其余地段深部岩溶发育的规模均较小。
（2）岩溶发育的方向性
岩溶发育的方向受制于碳酸盐岩的分布状况及构造线方向。在陡倾的紧密褶皱中，碳酸盐岩与碎屑岩呈条带状分布，岩溶多沿构造线方向发育，且发育部位以易溶岩与非易溶岩的接触带靠近易溶岩一侧为特点。
岩溶发育方向还受构造节理及断裂走向的控制，“X”型节理和断裂密集发育部位，控制着地表、地下岩溶的初始发育方向。早期的岩溶作用首先追寻构造节理扩展，后期发育形成岩溶管道、地下河及地表洼地、谷地等岩溶形态。桥址区的岩溶发育的方向性在西岸尤其明显，由于浅部层面呈张性，岩溶多沿层面发育，钻探施工和钻孔电磁波CT均有明显的反映。电磁波CT反映BBCZK09、XZK20等钻孔在不同方向岩溶发育深度和强度均不同(图18)。东岸岩溶主要表现为顺层面及地质构造面发育。
图18 岩溶发育的方向性
（3）岩溶发育的继承性
中新世以来的大面积间歇性抬升影响，河流深切，使区域地下水排泄基准面不断下降，造成岩溶多层发育。而岩溶发育过程中，后期溶蚀总是在前期溶蚀的基础上继续或叠加发展形成新的岩溶。就桥址区而言，岩溶发育的继承性主要表现在深部岩溶规模小且与浅部岩溶间以竖向溶隙或层间裂隙相联系。
（4）岩溶发育具有多元性
区内岩溶经历了漫长的岩溶化时期，分水岭地带保持着第三纪形成的峰丛谷地等壮年期岩溶（古岩溶），在此基础上发育了漏斗、岩溶管道等岩溶形态，其明显的跌水形态反映了岩溶发育的阶段性。
第三纪，区内处于热带气候条件下，岩溶化极为强烈，发育了大型洼地和峰林等热带岩溶。第四纪以来，由于本区隆起形成高原，纬度增高，气候由湿热转为亚热带气候，岩溶发育强度相对减弱，河流强烈下切，引起支流溯源侵蚀。因受岩性、水动力条件的影响，支流溯源速度有较大的差异，产生袭夺，导致岩溶发育更为复杂。
3.6.3 桥区岩溶发育特征分析
（1） 岩溶发育分布特征
东锚碇位于杨柳井组（T2y）白云岩及白云质灰岩分布区，该地层属易溶岩组，但由于该岩组分布于深切河谷岸坡地带，河谷深切，受其影响岩层中地下水多处于疏干状态，即地下水活动不强烈，除早期形成的浅部岩溶形态外，近代溶蚀发育较弱。因此，勘察过程中各种勘察手段在该段均未发现较大规模的岩溶现象。
东索塔场地浅部为竹杆坡二段（T2z2）泥质灰岩，该岩性在桥址区为弱可溶岩。岩溶发育较弱。下部的竹杆坡三段（T2z3）砂质灰岩为较弱可溶岩，其可溶性相对较泥质灰岩好。受构造影响，地层倒转，硬质岩体中节理裂隙发育，岩溶沿岩体的各种结构面发育。浅部岩溶由于受地下水影响，主要表现为竖向的岩溶洞隙。且洞隙中均有充填物，反映出该岩溶带中的溶洞主要为早期岩溶。挽近期由于地壳强烈抬升，坝陵河谷强烈下切，河谷地带地下水为适应地表河谷下切而主要表现为垂向的运动，含水层中地下水位埋藏大且多被疏干，溶蚀作用减弱。深部由于受岩性和构造的影响，局部地段岩溶发育沿岩层走向和构造方向横向发育，但规模不大。
西索塔场地位于竹杆坡二段（T2z2）的泥质灰岩分布区，为弱可溶岩，岩体中地下水不丰富，同时，地表地形较陡，汇水条件较差，不利于地表水下渗，溶蚀作用弱，岩溶发育较弱。
西锚碇场地位于竹杆坡一段（T2z1）的泥晶灰岩和杨柳井（T2y）白云岩及白云质灰岩接触带附近，两套岩组均为易溶岩，溶蚀现象明显。该段为河谷岸坡，地形较陡，加之岩层倾角达70度以上，浅表由于卸荷作用，易沿层面形成拉张，从而使地表水经层面形成分散下渗，导致岩溶顺层发育强烈。勘察成果表明该地段岩溶具有以竖向发育为主，平面上规模较小的层间溶隙特征。
（2）岩溶发育的深度及其对场地稳定性的影响
桥址区岩溶发育受岩性及构造的控制，在西岸，由于岩深发育深度较浅，一般在地表以下50m以上，且岩溶以竖向发育为主，平面规模不大，对场地稳定性不会产生较大的不良影响，但在引桥区如基础埋深较浅时，应注意浅层岩溶洞穴顶板的稳定性，将基础置于完整性和稳定性均较好的岩溶底板上。
在东岸锚碇区，岩溶发育较弱，对场地和地基的稳定性基本没有影响。东引桥区在泥晶灰岩段岩溶发育较强烈，发育深度也相对较大，对浅部地基的稳定性有一定的不良影响，但由于岩溶规模总体较小，且以单个岩溶形态为主，相互联通性较差，不会对场地稳定性产生危害。东索塔区，岩溶受构造和影响，发育深度相对较大，个别溶洞竖向规模也较大，但由于岩溶埋深较大，顶板较厚，不会产生较大规模的岩溶塌陷，岩溶现象对场地稳定性影响较小，但由于索塔荷载大，对地基强度要求高，浅部岩溶顶板在大荷载作用下可能会失稳，因此基础宜适当深埋。
3.7 水文地质条件
根据前期勘察成果，桥址区地下水分布主要受岩性及构造所控制。在地貌上形成以碎屑岩构成的河谷谷底及东岸的缓坡为弱含水层，含基岩裂隙水。以碳酸盐岩构成的河谷谷坡为富水层，含岩溶水。岩溶水分布因构造和岩性差异，具有条带性和分布不均匀的特点。桥区内岩组按含水性可分为：碳酸盐岩(T2y1、T2z1、T2z3)为岩溶裂隙含水层；泥质灰岩局部夹泥岩(T2z2)为弱含水层；泥岩局部夹砂岩、灰岩（T3b、T3ls）含水性极弱，为相对隔水层。根据含水介质特征及水动力条件，区内地下水类型主要为碳酸盐岩岩溶裂隙水和基岩裂隙水。
（1）基岩裂隙水
由T3b和T3ls地层所构成的谷底为泥岩、砂岩和砂质泥岩构成的弱含水层，其中以砂岩裂隙为含水介质，以泥岩、泥质砂岩为隔水岩组，因岩层呈不等厚互层，地
下水联系差，含水层薄，富水性弱，区内主要以地表渗流形式出露于地表，仅在冲沟内出露泉点一处（S3），枯季流量0.3l/s。该类地下水对悬索桥方案无影响。
（2）岩溶裂隙水
分布于西岸陡坡的碳酸盐岩中的地下水，因地形起伏大，水力坡度大，以岩溶裂隙水为特征。其中碳酸盐岩因岩性差异，溶蚀作用强度不一，竹杆坡组二段(T2z2)的泥质灰岩岩溶发育较弱，形成相对的隔水岩组。在河谷底部，出露的泉点有3个处（S1、S2、、S5），出露高程在670~690m，枯季流量在0.1~0.5l/s之间。以坝陵河为排泄基准面。在C线上游约800m处的龙井，出露有岩溶大泉，其枯季流量在30l/s以上。
分布于东岸陡坡的碳酸盐岩中的地下水，受F4-1断层控制，沿断层破碎带上盘形成岩溶裂隙水，沿断层破碎带集中迳流，在桥址区南部以大泉(S6)排泄出地表，出露高程825m，枯季流量28l/s。
据水质分析结果，岩溶水水化学类型为：HCO3—Ca•Mg 型水，总矿化度378.26~384.60mg/l，PH值7.3，未检出侵蚀性CO2，属浅层循环带中低矿化度水。
根据《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）和《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）判定，场区地下水及地表水对砼结构均无腐蚀性。
本次勘察除东塔钻孔揭露地下水外，其余的钻孔均未揭露到地下水位。因此桥址区悬索桥方案中，地下水只对东塔深基础施工可能会产生影响，若基础埋深小于80m，则地下水对所有基础施工均基本无影响。
4. 基础方案分析与评价
4.1基础方案选择
根据本次勘察成果，结合大桥的工程特征，本大桥各工点基础持力层的选择和基础推荐如下：
东锚碇处于三叠系中统杨柳井组（T2y）白云岩及白云质灰岩分布区，该段岩溶不发育，且设计形式为重力锚。场地地表出露弱风化岩体，其强度较高，可以作为重力锚的基础持力层。基础类型以桩基或扩展基础为宜，也可结合重力锚的设计和施工特点决定基础类型。
东引桥分布地层为三叠系中统杨柳井组（T2y）白云岩及白云质灰岩和竹杆坡一段（T2z1）的泥晶灰岩，其中东段地表直接出露弱风化白云岩及白云质灰岩，其强度高，可以作为引桥的基础持力层，其下伏的微风化岩体完整性好，承载力高，是良好的基础持力层，对该段可采用扩展基础或桩基础。西段为泥晶灰岩，浅表被薄层状第四系土层所覆盖，其弱风化岩体由于岩溶较发育，岩体较破碎，不宜作为基础持力层，下伏的微风化岩体完整性好，承载力高，是良好的基础持力层，基础类型宜采用大直径的桩基础。
东索塔由于塔体高度大，荷载高。场地浅部弱风化泥质灰岩不宜作为索塔的基础持力层，微风化泥质灰岩完整性较好，承载力高，可以作为索塔的基础持力层。下伏砂质灰岩浅部岩溶较发育，岩体完整性较差，且局部有泥灰岩夹层出露，其强度较低，不宜作为该索塔的基础持力层。其下部的微风化砂质灰岩完整性好，强度高，是良好的基础持力层。
西索塔由于荷载大，对地基要求高，因此只能选择微风化岩体作为基础持力层。西索塔场地地层为竹杆坡二段（T2z2）的泥质灰岩，岩溶不发育，钻探、电磁波CT及数字钻孔摄像均反映岩体完整程度较高，微风化岩体埋深小，可根据基础埋置要求决定基础深度。基础类型可选择大直径人工挖孔嵌岩桩。
西引桥段地层为竹杆坡一段（T2z1）的泥晶灰岩，浅部岩体完整性较差，岩溶裂隙较发育，但引桥荷载相对较小，可选择弱风化或微风化泥晶灰岩作为基础持力层。基础类型以桩基础为宜，对个别桩位岩溶发育段，应将基础适当深埋，使桩端置于完
整的泥晶灰岩之上。
西锚碇场地处于竹杆坡一段和杨柳井的接触带附近，设计为隧道锚，岩体受压不大，主要为抗拉和抗剪。根据本次勘察成果，地表浅部溶蚀强烈，张节理发育，岩体较破碎。其抗拉抗剪强度均较差，根据综合分析和判断，该段40m以围岩分类为II~III类，40~50m围类型以III类为主，50m以下围岩分类主要为IV类。根据勘察设计，将在该段进行现场大剪等试验，其具体的设计参数在试验完成后再详细提供，本报告提供的相关参数仅供设计时参考。
4.2基础设计参数的确定
桥址区岩性种类较多，并受构造作用影响，同一岩性的地层，因其风化程度和完整程度的不同，岩石力学强度差异也较大，因此，本次工程地质勘察岩石物理力学测试参数按桥位、岩性和风化程度分别进行统计。
考虑到桥基方案以桩基础最为适宜，根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)第四章桩基础第4.3.4条。
单桩轴向容许承载力计算式： [P]=（C1A+C2Uh）Ra
[P]：单桩轴向受压容许承载力（KN） Ra：天然湿度的岩石单轴抗压强度（KPa）
(本次勘察采取饱和岩石单轴极限抗强度标准值计算) h：桩嵌入基岩深度（m），不包括风化层 U：桩嵌入基岩部分横断面周长（m） A：桩横截面面积（m2）
C1、C2：根据清孔情况，岩石破碎程度因素而定，其数值如表17。
各级岩体的桩端容许承载力为 [σ0]与极限摩阻力（τ）标准值与饱和单轴抗压强度关系为：
[σ0]=C1Rbm τ=C2Rbm
各地层岩性及桥梁位置的地基基础设计参数见表18。
2）表中《JTJ024-85》数值按公式（4.3.4）[P]=(C1A+C2Uh)Ra以A=1，U=1，h=1的标准条件，按岩体完整性取C1、C2值。经过计算提出标准值，具体单桩极限承载力请根据桩的直径和嵌岩深度进行计算；同时要考虑到桩身的强度；
3）西锚碇的有关数据以初勘为参考，具体设计参数待平硐勘察结束后以专题报告提供的相关数据为设计依据。
5.结论与建议
5.1结论
1）据中国地震局地质研究所《场地地震评价及工程场地设计震动参数研究专题》结论，场地属建筑抗震有利地段，区域稳定性良好。据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定，场地地震基本烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。
2）桥址区西侧为顺向坡，岩层倾向与坡向一致，但在悬索桥方案中，西锚碇、西引桥和西索塔地段场地由于岩层倾角大于坡角，根据前期勘察和本次勘察资料，在悬索桥方案的西岸锚碇区、索塔区和引桥均未发现较大的影响场地稳定的不利结构面存在。因此，场地稳定性较好，自然条件下不存在产生大的边坡失稳的隐患。东锚碇位于山间槽谷靠斜坡地带，勘察过程中也未发现较大的影响边坡稳定的不利结构面及其组合存在，其稳定性也较好。东索塔场地附近，地层反倾，为逆向边坡，有利于边坡稳定。东引桥位于逆向坡场区，地形相对较缓，勘察过程中未发现明显的不利结构面组合存在，场地稳定性均较好。
3）对于悬索桥方案，基础范围主要位于硬质岩石区，地基强度高，只要选择好合理的基础持力层和适当的基础埋深，地基稳定性可以满足大桥需求。
4）桥址区属于岩溶发育区，东西两岸的地基范围内均有岩溶发育。岩溶发育对场地稳定性影响小，但降低了地基岩体的完整性和承载力，对局部地段的浅部岩溶，其顶板稳定性差，基础应穿越岩溶顶板置于稳定的岩体之上。
5）勘探区处于河谷地下水疏干区，除东索塔深基础可能受到地下水影响外，其余地段地下水对基础设计和施工影响甚微。
6）桥址区具有基岩埋藏浅，强度高，风化破碎带深度不大，地下水及地表水对基础设计和施工影响小等有利因素，以微风化基岩和部分硬质弱风化基岩为基础持力层，能满足工程要求。
7）悬索桥索塔基础采用大直径嵌岩桩为宜，以微风化基岩作为基础持力层；引桥基础可采用大直径嵌岩桩或扩展基础，以弱风化或微风化基岩作为基础持力层。对浅部岩溶发育带，基础应穿过岩溶顶板，置于稳定的岩溶底板之上。两锚碇区可根据工程设计需要，选择基础方案，其中东锚碇硬质岩石出露浅，可采用扩展基础或桩基础；西锚碇可采用扩展基础或锚杆基础。
施工图设计阶段
系列专题研究报告之一
沪瑞国道主干线贵州省镇宁至胜境关公路
第三合同段
坝陵河大桥施工图设计
工程地质勘察报告
(送审稿)
贵州省地矿局第二工程勘察院
中交公路规划设计院
二○○ 四 年十二 月
项 目 名 称：沪瑞国道主干线贵州省镇宁至胜境关公路
坝陵河大桥
专 题 名 称：施工图设计阶段工程地质勘察
业 主 单 位：贵州高速公路开发总公司
设计报告编制单位：中交公路规划设计院
专题承担单位：贵州省地矿局第二工程勘察院
中交公路规划设计院
主 管 院 长：谢绍林 孟凡超
主管总工程师：裴永炜 庞颂贤
项目负责人：张 浩 彭运动
技术负责人：刘秀伟 陈晓东
参 加 人 员：付德奎 苟天红 范爱国
何旭东 陆永坤 刘爱昌
冯
啉 吴福强 安永宁
目 录
1.前言 ................................................................. 1
1.1工程概况 .......................................................... 1
1.2勘察目的、任务及技术要求 .......................................... 2
1.3执行标准及工作依据 ................................................ 2
1.4已有成果及资料 .................................................... 3
1.5勘察工作布设及完成情况 ............................................ 3
1.5.1控制点、线测量定位 ............................................ 3
1.5.2工程地质钻探 .................................................. 5
1.5.3岩、土试样采取及试验 .......................................... 6
1.5.4钻孔电磁波CT .................................................. 6
1.5.5钻孔数字摄像 .................................................. 6
1.6 勘察工作质量评述 .................................................. 7
2.自然地理及区域地质概况 ............................................... 9
2.1自然地理 .......................................................... 9
2.1.1气象 .......................................................... 9
2.1.2水文 .......................................................... 9
2.2地层与岩性 ....................................................... 10
2.3地质构造 ......................................................... 11
2.4新构造运动及地震活动性 ........................................... 12
2.4.1新构造运动 ................................................... 12
2.4.2地震活动性 ................................................... 13
3. 桥址区工程地质条件 ................................................. 15
3.1地形、地貌 ....................................................... 15
3.2岩土组构及工程特征 ............................................... 17
3.3岩土体单元划分及工程特性 ......................................... 20
3.4边坡稳定性分析评价 ............................................... 22
3.5岩土体物理力学性质 ............................................... 23
3.5.1统计方法及精度评述 ........................................... 23
3.5.2统计成果 ..................................................... 23
3.6岩溶 ............................................................. 34
3.6.1桥址区岩溶现象综述 ........................................... 34
3.6.2 岩溶发育的基本特征 ........................................... 38
3.6.3 桥区岩溶发育特征分析 ......................................... 40
3.7 水文地质条件 ..................................................... 41
4. 基础方案分析与评价 ................................................. 43
4.1基础方案选择 ..................................................... 43
4.2基础设计参数的确定 ............................................... 44
5.结论与建议 .......................................................... 46
5.1结论 ............................................................. 46
5.2建议 ............................................................. 47
附图目录
附图1 坝陵河大桥施工图设计阶段工程勘察地质图 1:5000 附图2 坝陵河大桥东岸工程地质图 1:2000 附图3 坝陵河大桥西岸工程地质图 1:2000 附图4 坝陵河大桥施工图设计阶段工程勘察地质纵剖面图 1:2000 附图5 坝陵河大桥施工图设计阶段工程勘察地质横断面图 1:500 附图6 坝陵河大桥施工图设计阶段工程勘察钻孔地质柱状图 1:300~400
附表目录
坝陵河大桥施工图设计阶段工程勘察岩石试验成果表
1.前言
1.1工程概况
沪瑞国道主干线是“五纵七横”国道主干线系统中的一横（GZ65），是西南地区通往华东地区的主要通道之一。拟建的镇宁至胜境关高速公路是GZ65公路在贵州省境内的重要路段，也是贵州省规划的“两纵两横四连线”公路主骨架的重要组成部分。该路段起于安顺市镇宁县城北，东接清镇至镇宁高速公路，途经安顺、黔西南、六盘水三个地州市，穿越黄果树风景名胜管理区、关岭、晴隆、普安和盘县特区，终点为滇黔省界的胜境关，与正在建设的云南曲靖至胜境关高速公路相接，全长约195km。见图1：大桥地理位置示意图。
图1 坝陵河大桥交通位置示意图
坝陵河大桥离拟建镇宁至胜境关高速公路起点约21Km，地处黔中高原地带。公路在关岭县东北跨越坝陵河峡谷，峡谷两岸地势陡峭，地形变化急剧，起伏大，河谷深切达400~600m，2003年8~11月我院对拟建大桥的两个线路方案C线和K线进行
了同等深度的工程地质初步勘察工作，经综合分析，推荐桥位为C线， C线方案已经交通部于2004年3月在贵阳举行的线路评审会议通过。根据专家要求，在同等深度再进行悬索桥方案的比较。2004年6~7月，我院受中交公路规划设计院委托又针对悬索桥方案进行了工程地质初勘。8月2~5日交通部组织有关专家对大桥方案进行了评审，同意推荐钢桁架悬索桥为本大桥的优选方案报部审批并获通过。同时根据专家意见，将原设计的东塔向东再移动20m，使原主跨1068m改为1088m。东西引桥也作了适当的调整，并提高了桥面高度。东锚碇采用重力式锚，西锚碇采用隧道锚和岩锚组合形式。
1.2勘察目的、任务及技术要求
根据桥址区工程地质条件，按照《坝陵河大桥施工图设计阶段工程地质勘察专题技术要求》，确定本次勘察的目的任务如下：
（1）在充分研究桥位区前期地质资料的基础上，根据选定的桥型方案，查明地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质、不良环境工程地质等问题。
（2）重点查明索塔及东西锚碇处的岩土层的物理力学性质参数，水文地质参数，基岩的埋藏深度、岩性、风化程度、节理构造情况等。
（3）查明与大桥设计、建设相关的不良环境工程地质问题，提出相应的处理措施建议。
（4）为施工图设计提供充分的工程地质依据。
1.3执行标准及工作依据
（1）《公路工程地质勘察规范》（JTJ064—98）；
（2）《公路土工试验规程》（JTJ051—93）；
（3）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024—86）；
（4）《公路工程抗震设计规范》（JTJ004—89）；
（5）《公路全球定位系统（GPS）测量规范》（JTJ/T066—98）；
（6）《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）；
（7）《公路隧道勘测规程》（JTJ063-85）；
（8）《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）；
（9）《坝陵河大桥施工图设计阶段工程地质勘察专题技术要求》；
（10）《坝陵河大桥施工图设计阶段工程地质勘察纲要》。
1.4已有成果及资料
通过收集资料可知，桥址区范围内已进行过下列工作，并取得相应成果：
（1）《1:20万兴仁幅区域水文地质普查报告》 贵州省第二水文地质工程地质大队 1980年12月
（2）《贵州省区域地质志》 贵州省地质局 1987年7月
（3）《坝陵河大桥场地地震安全性评价及工程场地设计地震动参数研究报告》 中国地震局地质研究所及贵州省地震局工程地震研究中心 2003年9月
（4）《贵州省水文地质志》 贵州省地质矿产局 1996年
（5）《坝陵河大桥初步设计阶段悬索桥方案工程地质勘察报告》 贵州省地矿局第二工程勘察院 2004年11月
上述资料成果为本次勘察奠定了基础。
1.5勘察工作布设及完成情况
根据桥址区工程地质条件，结合《坝陵河大桥施工图设计阶段工程勘察专题技术要求》和《坝陵河大桥施工图设计阶段工程地质勘察大纲》要求，选用了下列勘察方法及手段，并取得了相应成果。
1.5.1控制点、线测量定位
根据1:1000桥位区电子地形图和设计院设计及提供的钻孔坐标，按照控制点BD01:X=2873191.3200，Y=563619.5690，H=1020.683，BD03：X=2872729.8580， Y=563613.364，H=953.245，采用NIKON DTM530全站仪进行钻孔定位测量。坐标系统采用1954年北京坐标系统，高程采用国家85高程基准。
开钻前根据设计坐标实地测量进行钻孔定位，并与地形图进行比对无误后方可开钻，钻探结束后进行二次钻孔定位复测，以检验施工钻孔孔位准确性。经验证，所有钻孔孔位误差符合规范及设计要求。XZK01和XZK04钻孔由于位于陡坎之上，经设计和监理同意，对钻孔位置进行了调整。其余各钻孔均按设计要求进行，钻孔位置符合设计要求。各钻孔坐标、高程及施工深度见表1。
1.5.2工程地质钻探
桥址区钻孔布置及设计孔深及有关技术要求均由中交公路规划设计院确定，布孔29个，编号XZK01~XZK29。其中东岸锚碇区3个钻孔，引桥2个钻孔，索塔10个钻孔。西岸索塔8个钻孔，引桥5个钻孔，为查明断层F4-1对东索塔地基的影响，布置机动孔1个（XZK29）。钻探满足了下列技术要求：
①钻孔口径为Φ75~130mm，土层采用无泵干钻取芯，基岩采用合金或金刚石钻头钻进。
②孔深：终孔原则以设计孔深为主，结合地质情况合理确定终孔深度。
③岩芯采取率：根据要求和实际计算，钻探岩芯采取率达到以下要求，粘土层高于85%，强风化岩石高于50%，弱风化完整岩石高于70%，微风化完整岩石高于85%，破碎带大于40%且每回次均有块状岩心。如遇粘土充填的溶洞，严禁加水和回转钻进，采用压入法或采取标贯取得原状土芯供地质人员进行鉴定。遇极破碎地层时，为保证岩芯采取率，控制每回次进尺不大于1m，且每回次均应有岩芯。
④钻探班报表：记录清楚、完整，真实反映孔
内情况，并据钻孔岩芯完整程度分段进行RQD值
统计。
⑤钻探过程中，地质技术人员跟班作业，及时
编录岩芯，绘制工程地质柱状图。
⑥按地层岩土自上而下的顺序进行岩芯编号、
填卡、装箱，并按单孔单箱拍摄岩芯照片（图2）。 图2 岩芯分箱照片
⑦钻孔结束后钻机留于现场协助数字钻孔摄像工作，然后下塑料管保护孔壁，使钻孔可供电磁波CT测试使用（图3）。
⑧本次勘察在单号孔取岩芯样品进行室内测
试，双号孔供业主决定是否保存岩芯全样，对于西
岸，现已将全部双号孔岩芯搬运到大地庄进行保
管。东岸岩芯暂时保留了于现场，根据业主要求决
定是否保留岩芯全样或缩样。
⑨每个钻孔施工结束后，经项目部按照技术要
求自检合格后，填写报验申请表和质量验收表，
由
图3 钻孔预留管供CT试验
项目部技术负责和监理工程师现场对钻孔按照孔深、岩芯采取率、样品数量、钻探记录、地质编录等进行验收合格并协助数字钻孔摄像
后方可移机进行下一钻孔的施工（图4）。
总之，工程地质钻探工作严格执行了钻探操作
规程，各项技术指标达到了专题技术和规范要求。
1.5.3岩、土试样采取及试验
①土样：根据勘察技术要求，如土层厚度大于
5m，则采取土样进行室内土工试验，本次勘察过图4 监理工程师现场检查 程中由于钻探揭露的土层厚度较小，只在东索塔采取土样6件进行室内土工试验，并
与前期勘察时的土工试验成果一同进行统计。
②岩样：全风化及强风化层岩石破碎，采芯困难，前期勘察已采取岩块进行了点荷载试验。对弱风化及微风化岩层，本次勘察均采取了代表性样品，经统计共采集320组进行室内岩石物理力学试验，加上悬索桥初勘采取的515件岩样，悬索桥方案地基范围内已有岩石样品835件（不包括岩矿鉴定样品和点荷载样品）。
③水样：由于本次勘察所施工的钻孔只在东索塔揭露地下水位，其余地段钻孔均在包气带内，钻探深度内无地下水，也无地表水体。前期勘察已采取各类型水样进行测试，因此本次勘察未采水样进行水质分析。但在桥址区，对各水文单元及河水均已有水质分析成果可供利用。
上述各项试验，严格按公路勘察试验规范进行操作，测试成果符合规范要求。
1.5.4钻孔电磁波CT
本工作由长江委长江物理勘察设计
研究院承担，重点是查明地基影响范围
内的岩体完整程度和岩溶发育程度。(图
5)
1.5.5钻孔数字摄像 图5 电磁波测试现场
为进一步查明岩体结构、构造、岩溶发育情况及完整程度，
本次勘察还对东西索
塔和东锚碇的所有钻孔进行了钻孔数字摄像。本工作采取了前视法和数字全景法两种方法交叉进行，对于浅部较破碎岩体，以前视法为主，对钻孔深部及较完整岩体则多采用全景法。部分钻孔由于孔壁完整性差，掉块现象多而未能全孔进行测试，但对于浅部较破碎的岩体，均在钻探的密切配合下进行了测试。本工作由中科院武汉岩土力学研究所承担（图6）。
本次勘察完成实物工作量见表2。
图6 数字钻孔摄像测试现场
1.6 勘察工作质量评述
勘察施工过程中项目部严格按照《专题技术要求》和《勘察纲要》进行工作。江苏省水文地质工程地质勘察院派出了多名高级工程师组成项目监理部进驻现场对勘察工程实行全过程监理。监理工程师采用进行旁站、巡视、抽查等手段对钻探施工等野外工作进行了监督检查。所有工艺工序均经过项目监理部的审核和批准。每个工序完成后由项目部和监理部共同验收合格方可转入下一工序的施工。每个钻孔施工结束，都经监理工程师和项目技术负责现场复检和验收，认为合格后方可终孔。我院领导和贵州省地矿局分管总工也多次到现场对勘察工作进行检查和指导，确保关键工序质量符合规范及设计单位的要求。设计单位项目负责人和分项负责人也多次到达现场对勘察工作进行指导和监督。
勘察过程中也得到了贵州高速公路开发总公司、中交公路规划设计院、中科院地质所、贵州省地矿局、江苏省水勘院、中科院武汉岩土力学研究所、长江委长江工程地球物理勘测研究院等相关单位和有关人员的大力支持，使得本次勘察各项工作能够顺利完成。
2004年11月10~11日，中交公路规划设计院于贵阳主持召开了由中科院地质所、江苏省地矿局、贵州省地矿局、贵州大学、北京市勘察设计研究院、江苏工程物理勘察院、江苏省水文地质工程地质勘察院、贵州高速公路开发总公司等单位组成的验收专家组对外业工作进行了验收（图7~9），验收专家一致认为本次勘察的外业工作“目的任务明确、技术方法合理、勘察手段恰当、完成的实物工作量满足规范和设计要求，取得的数据可信，专家一致同意通过外业验收。”
综上所述，本次勘察外业工作符合相关规范和设计单位的具体要求，外业工作量和工作质量均达到了预期目标。取得的资料真实可靠，数据可信。达到了施工图设计阶段工程地质勘察的目的。
图7~8 外业验收工地现场
沪瑞国道主干线镇宁至胜境关公路坝陵河大桥 悬索桥方案施工图设计阶段工程勘察外业验收会
图9 外业验收会议现场
2.自然地理及区域地质概况
2.1自然地理
2.1.1气象
桥址区属中亚热带季风气候区，雨热同季，多云寡照，四季分明，具有春干夏雨秋爽的气候特点。由于地势高差较大，地形复杂，为深切河谷地带，气候垂直变化明显。
气温：受季风气候的影响，桥位区气温常年平均在14.5～16.2℃，7月最高，平均23.6℃，1月最低，平均6.7℃。桥区气温极端最高在33.8～35.3℃，极端最低气温在-11.1~-5.5℃。并且不遵循随海拔升高而降低的规律，水平分布上也无明显的规律性。
降水：坝陵河桥区年平均降水量达1299.7~1529.6mm。6~8月为降水集中期，月降水量一般在200mm以上。其中年平均降水日数在178.9~203.0d，各月平均降水日数均在10日以上，最多的6、7月份在20日左右，日降水量≥25mm的大雨天数年平均在14.175~15.475d，日降雨量≥50mm的暴雨日数年平均在3.95~5.125d。从季节分配上，夏季降水量多在653.7~834.6mm之间，冬季降水量最少在55.0~65.5mm之间。雨汛由4月下旬或5月上旬开始，至10月下旬结束，5~10月占全年降雨量的82~84%。
风：桥位区全年平均风速为2.0m/s，春夏季节风速较大，平均风速的季节变化不大，风速≥17.2m/s或风力≥8级的大风天气全年各月均有出现，主要出现在春季，由锋面过境、强对流（飑线、雷雨、龙卷或下击暴流）等天气系统造成。全年大风日数在0.65~6.525d。主要风向为东南风。
雾：桥区海拔高，雾气大。年平均雾日数为5.8～19.4d，有随海拔增高而增多的趋势。冬季雾日较多。由于桥位区处于深切河谷地形，因为平流、辐射和蒸发的作用，清晨出现雾天的几率较高。
气压和湿度：气压的高低随着高低压天气系统的控制而升降。坝陵河桥区年平均气压为816.9～891.3hpa。冬季高于夏季，1月份平均气压为820.9～893.5hpa，7月份平均气压为812.8～885.8hpa。桥区属湿润气候区，空气中水汽含量较高，全年平均相对湿度为80%左右，地域变化不大。各月平均相对湿度春季略低于其他季节。
2.1.2水文
桥址区地表水属珠江流域北盘江水系，主要河道坝陵河为北盘江的一级支流。 坝陵河起源于场区北部郎岱，勘察区处该河流上游河段，河流长约40km，比降平缓，在勘察区内纵向降比约1~2%。枯季流量0.0928m3/s，平水期约3～4m3/s，丰水期约5～6m3/s。夏季大雨后猛增暴涨，水量增大数十倍，流量可达15m3/s以上。据访问，坝陵河最高洪水位在桥轴线为683m。坝陵河为雨源性河流，主要接受降雨补给，地表迳流量与降雨量的变化基本一致。
桥位区河谷开阔，河床受岩性控制，束于河谷西侧的软质泥岩地层之中。河流表现为下蚀作用为主，河床呈窄而浅的线状河道，因河流量小，流速缓慢，下蚀作用较弱，对拟建工程影响甚微。
2.2地层与岩性
桥址区三叠系地层分布广泛，岩相复杂，以海相沉积的碳酸盐岩有：三叠系中统竹杆坡组(T2z)薄~中厚层状砂质灰岩、泥质灰岩和泥晶灰岩，杨柳井组(T2y)中厚层状白云岩和白云质灰岩。海相陆源碎屑岩有：三叠系上统把南组(T3b)、赖石科组(T3ls)的泥岩、砂质泥岩、砂岩等呈不等厚互层，并夹有薄层状砂质灰岩和碳质泥岩。各地层特征见表3。碳酸盐岩分布于河谷两岸，形成以岩溶裸岩微地貌的陡崖和谷坡。碎屑岩多分布在河床谷底及东岸近河谷地段，地貌上呈缓坡。
第四系(Q)分布零星，厚度不大，成因类型多样，缓坡地段以残坡积红粘土和次生红粘土为主，谷坡坡脚局部分布有崩塌的块石，河床内以冲洪积卵砾石及砂砾为主。
续表3 场 区 地 层 特 征 表
2.3地质构造
据区域地质资料，桥址区及其外围属扬子准地台黔北台隆六盘水断陷威宁北西向构造变形区。主体构造线为NW，有一系列紧密褶皱及逆断层同期派生。其中郎岱向斜之次级褶曲—坡舟倒转向斜（桥址区主体构造）分布于桥址区，轴向N30ºW，与坝陵河走向近于平行，核部位于坝陵河东岸坡，轴面倾向N60ºE，倾角70º，北西端跷起，南东端撒开扬起。由于强烈挤压应力的作用，倒转向斜西岸地层倾向曾由正常序转为倒转序，后经长期剥蚀后，方呈现今河谷坡面地层产状，即北东翼为倒转翼，南西翼为正常翼（见图10）。
据地面调绘，由倒转向斜轴心向两翼出露地层依次为三叠系上统把南组(T3b)、赖石斜组(T3ls)、三叠系中统竹杆坡组(T2z)和杨柳井组(T2y)，均为整合接触关系。
图10 坡舟倒转向斜剖面示意图
据《坝陵河大桥场地地震安全性评价及工程场地设计地震动参数专题报告》资料，桥位近场区分布有关岭断裂（F2）、断桥断裂（F3）、纳骂—木寨断裂带（F4）、安庄坡断裂(F5)。其中纳骂—木寨断裂带（F4）距桥址区较近，与桥址区断裂关系密
切。勘察区分布的断裂构造基本属F4断裂的派生构造（见图11）。
图11
2.4新构造运动及地震活动性
新构造运动与地震活动关系十分密切，新构造运动强烈区，地震活动强度和频次亦高，反之亦然。
2.4.1新构造运动
从地层分布、构造活动迹象以及山川水势展布关系看，本区新构造运动不活跃，其证据如下：
①工作区处于相对比较稳定的扬子准地台（邓起东等2003），自三叠纪末以来地壳以间歇性上升为主，燕山期、喜山期岩浆频繁活动，未波及本区，区内未见一处岩浆岩或火山岩，一些规模较大的断层带内亦未见晚期热液活动影响的迹象。
②第四纪以来均以大面积间歇性掀斜隆升运动为特征，与此相应的侵蚀与沉积作用更迭发生，形成阶梯状叠置的多级夷平面或河流阶地，易溶岩地区溶蚀地貌呈带状分布。
③自晚更新世以来，地壳逐渐趋于稳定，在升降差异影响下，局部沉积，局部冲刷，致使晚更新世地层分布不连续，厚度薄，全新统沉积零星。
④近场区数条断裂均系压性或压扭性老断裂，对其地质现象观察及断层带物质年龄测定结果，均表明为中更新世以前活动断裂，晚更新世以来基本停止活动(表4)。
2.4.2地震活动性
根据中国地震局地质研究所《场地地震安全性评价及工程场地设计地震动参数研究专题报告》：桥位区地震影响主要来自鲜水河~滇东地震带，该带自1886~2001年经历了4个平静活跃期，其周期20~30年，其中活跃期为3~20年，平静期为7~10年。目前正处于1988年以来的第4个活跃期。未来100年同样可能有4个左右的活跃期，活跃期内往往有2~4次7.0~7.9级大震。
历史上坝陵河大桥场地曾多次遭受中强地震的影响，其中有9次达V度或V度以上。通过地震震级、距离、衰减关系计算，场地最大地震基本烈度为VI度。又据《建筑抗震设计规范》(GB50021-2001)附录A.0.21之规定，场地地震基本烈度为VI度，设计基本地震加速度值为0.05g。
（1）桥位所在区域处于新生代以来相对稳定的华南断块区内部，不存在发生强震的块体边界构造，因此发生6.5级以上强震的可能性很小。
（2）新构造运动间歇性掀斜隆升运动为特点，伴随断裂活动的断块作差异升降运动。
（3）近场区内有断裂20条，具代表性的有6条，其中4条属早、中更新世活动断裂，2条为前第四纪活动断裂，晚更新世以来，断裂活动基本趋于停止。历史记载
及现有震情，均无≥43/4级的地震发生，晚更新世以来无活动断裂，更无发震断层。
（4）桥位场地不同设防水准时基岩上水平加速度峰值和相应的地震设防烈度值见表5。
表5
3. 桥址区工程地质条件
3.1地形、地貌
从区域地形上看，碳酸盐岩形成峰峦连绵起伏的山体沿河岸平行展布。河谷两岸峰体多呈锥状，峰锥之间常形成“V”形或马鞍形地形，连绵的峰锥一般形成地表分水岭。碎屑岩地层则形成宽达800m的河谷及东岸缓坡。
桥位区属构造剥蚀、溶蚀中低山峡谷地貌。岩石建造类型以碳酸盐岩与陆源碎屑岩互层，以碳酸盐岩构成峡谷的谷坡，以碎屑岩互层构成谷底及缓坡为基本特征。地貌的显著特点是受构造及岩性控制，河谷走向与地质构造基本一致。坝陵河由北向南迳流，河床紧临西岸谷坡，并以线状水流侵蚀作用为主，溶蚀作用为辅。河谷两岸地形呈不对称展布，东岸河谷地形宽缓，地形坡度15º～30º，局部达60～70º；西岸地形较陡，地形坡度40～70º，近河谷一带多为陡崖。桥位区最高峰体海拔高程1303.30m，在桥轴线上最低标高（河床）673.10m。最大高差630.20m。
悬索桥方案东锚碇区为山顶斜坡地带，坡度约50度。东索塔场地为320国道附近的缓坡，坡度平缓，约10~15度。西锚碇区和索塔均为斜坡地带，其中西锚碇地段坡度约30~50度，西索塔地段坡度约50~60度。（图12~14）。
图12 东锚碇地貌
图13 东索塔地貌
西锚碇
西索塔
图14 西岸地貌
3.2岩土组构及工程特征
桥址区三叠系分布广泛，岩相复杂，以海相沉积的碳酸盐岩有：三叠系中统竹杆坡组(T2z)砂质灰岩、泥质灰岩和泥晶灰岩，杨柳井组(T2y)白云岩和白云质灰岩。海相陆源碎屑岩有：三叠系上统把南组(T3b)、赖石科组(T3ls)的泥岩、砂质泥岩、砂岩等呈不等厚互层，并夹有砂质灰岩和碳质泥岩。各地层主要分布范围见表6。
碳酸盐岩分布于河谷两岸，形成以岩溶裸岩微地貌的陡崖和谷坡。碎屑岩分布在河床谷底，呈缓坡。
第四系(Q)分布零星，厚度不大，斜坡上以残坡积红粘土和次生红粘土为主，谷坡坡脚局部分布有崩塌的块石，河床内以冲洪积卵砾石及砂砾为主。对悬索桥方案而言，主要分布在两索塔地段的浅表，成分以残坡积红粘土为主。
通过本次钻探和现场测试，桥址区对于悬索桥方案，其主要控制段的岩土体具有以下工程特征：
东锚碇区（钻孔XZK01~XZK03）：位于杨柳井组（T2y）的白云岩及白云质灰岩分布区，岩质坚硬，地貌上为山前斜坡。地层产状为顺向坡，岩层倾角约70 度左右，倾角大于坡角。浅表岩溶发育，溶沟溶槽遍布于地表，第四系残积红粘土充填其间。据地面调查，岩溶发育深度主要在10m以内，其下岩体较完整，钻探过程中实测岩芯采取率多大于85%，RQD值一般大于75%，岩芯上基本未见溶蚀现象，岩溶发育弱。该段地表多直接出露弱风化岩体。但在XZK01钻孔孔深43.6~45.2m揭露溶洞，洞内充填红粘土，该溶洞规模小，埋深大，对锚碇地基基本无影响。XZK02钻孔孔深47.1m以下为断层F4-5的影响带，岩体劈理发育，钻探岩芯呈砂状，经与《大花哨大桥施工图设计阶段工程地质勘察报告》相类比，该段岩体在地下完整性较好。
东引桥区：地貌上位于坝陵河东岸斜坡中上部至坡顶，地形坡度在30~40度。出露地层为三叠系中统竹杆坡组第一段（T2z1）的泥晶灰岩和杨柳井组（T2y）的白云岩及白云质灰岩。其中T2z1的泥晶灰岩埋藏浅，地表被薄层第四系土层所覆盖，局部基岩裸露。浅部岩体由于节理裂隙发育较强，溶蚀明显，岩体较破碎，钻探岩芯呈碎块状、砂状等，层间常充填残坡积红粘土。为反向坡，地层倾角35~50度。从区域上看，泥晶灰岩岩溶较发育，但由于该段处于地表局部分水岭附近，地形坡度较大，不利于地表水的汇集并转入地下，因此形成大规模溶洞的可能性小，初勘中在BCZK13钻孔在孔深39.15m（高程966.16m）以上揭露有小溶洞，溶蚀规模小，一般高度在0.3m左右，最大高度0.9m。本次勘察施工中在XZK04号钻孔孔深13.6~14.9m揭露充填溶洞，孔深21.00~40.76m溶蚀发育强烈，钻探岩芯呈砂粒状，层间溶蚀裂隙呈串珠状分布，充填红粘土。电磁波CT也反映该段岩体完整性差。XZK05在孔深9.5~11.2m揭露充填溶洞。杨柳井组（T2y）的白云岩及白云质灰岩多以弱风化岩体直接出露于地表，在小山脊向西表现为反向坡，靠近东锚碇则表现为顺向坡，岩体总体完整性较好，溶蚀发育深度一般小于10m，且以溶沟溶槽形式出露于地表。
东索塔区（钻孔XZK06~XZK15）：地貌上处于坝陵河东岸斜坡中上部的缓坡地段，坡度15~20度，320国道自该区由北向南通过。地表被2~5m的第四系土层所覆
盖。下伏地层为三叠系中统竹杆坡组第二段（T2z2）的泥质灰岩和三叠系中统竹杆坡组第三段（T2z3）的砂质灰岩夹泥灰岩。地层倾角在地表下50m以内为30~40度，向深处逐渐变陡。由于构造作用导致地层倒转，使老地层泥质灰岩覆盖于新地层砂质灰岩之上。其中竹杆坡二段（T2z2）泥质灰岩分布于整个索塔区的浅部，为桥址区内岩溶弱发育地层，钻探中除XZK10在孔深31.60~32.56m揭露小溶洞外，其余钻孔在该地层未发现明显的岩溶发育现象，岩体连续性较好。但由于岩层较薄，层间泥质含量较多，加之受区域构造影响，地层倒转，岩体节理发育，风化明显，钻探揭露的泥质灰岩多呈弱风化，少量微风化。竹杆坡三段（T2z3）的砂质灰岩分布于泥质灰岩底部，顶板埋深38.5~64.0m。砂质灰岩强度高，抗风化强力强，为坚硬岩组，钻探揭露该地层多呈微风化，受岩性和区域构造影响，岩溶中等发育，且岩溶发育深度较大，钻探施工过程中于XZK9~XZK15钻孔中除XZK10外其余钻孔均在孔深73m以下揭露有溶洞发育，洞内充填粘土、碎石等。溶洞规模大小不等，小者1.6m，大者达16m。
西索塔区（钻孔XZK16~XZK23）：地貌上处于坝陵河西岸谷坡中部，为该陡坡的相对较缓地段，地形坡度在30度以上。出露钻探揭露地层为三叠系中统竹杆坡组第二段（T2z2）的泥质灰岩。浅表被薄层的第四系残坡积红粘土所覆盖。钻探显示该段岩体完整性总体较好。个别钻孔揭露层间溶隙较发育。
西引桥区（钻孔XZK24~XZK28）：地貌上位于斜坡中部，地形坡度约40度左右。出露地层为三叠系中统竹杆坡组第一段（T2z1）的泥晶灰岩，属硬质岩，但岩溶发育强烈，补充勘察中在BBCZK08孔深25~28.1m遇高达3.1m的溶洞。本次勘察中未发现较大的岩溶现象，结合区域地质条件综合分析，该段岩溶主要以浅部为主，不会对桥基产生较大的不利影响。
西锚碇区：地貌上处于斜坡中部，地形较陡，坡度约50度左右，在其西侧为一缓坡。该区为基岩裸露区，出露地层为三叠系中统竹杆坡组第一段（T2z1）的泥晶灰岩和杨柳井组（T2y）和白云岩及白云质灰岩。为桥址区岩溶最发育的地段。在该区东段（钻孔BBCZK09~BBCZK12），为竹杆坡组第一段的泥晶灰岩，为易溶岩组。钻探过程中多个钻孔揭露小岩溶。由于地形和岩层倾角均较陡，不利于地下水的汇集和侧向迳流，岩溶规模较小，以层间溶隙为主。该段岩体完整性随深度增加而逐渐变好，但具有明显的不均匀性。经过电磁波CT测试，发现该段的岩溶规模均较小，平面延伸较差，以竖向发育为主。该区西段为杨柳井组的白云岩及白云质灰岩，属易溶岩组，浅表溶沟溶槽均较为发育，沟槽内多充填有第四系红粘土。该区钻探反映在地表下40m以内岩体均较为破碎，围岩类型为II~III类，40~50m围岩类型以III类为主，50m以下岩溶发育明显减弱，岩体完整性较好，围岩类型以IV类为主。本段在详勘中采
用斜硐施工并在硐内进行试验测定岩体的抗拉抗剪等力学指标，该工作正在进行之中，其具体工程地质条件将在斜硐施工结束并进行相关试验后进行专题论述。
3.3岩土体单元划分及工程特性
岩质单元划分标准以岩性为基础，按岩石风化程度并结合岩体完整程度进行划分。在划分风化程度时以波速比结合风化系数按表7标准进行，在划分完整程度时根据波速测试成果并参照钻探统计的RQD值按表8进行。
岩块波速峰值替代。风化系数kf为风化岩石与新鲜岩石的饱和单轴抗压强度之比。
表8 岩体完整程度划分对照表
根据桥址区岩土体成因类型、工程特性，将悬索桥方案影响区内的土体划分为1个大层2个亚层，岩体按成因时代、岩性差异、岩性组合等工程特性划分为4个大层，然后根据其完整程度和风化程度划分为11个亚层。如表9。
表9 岩土层工程地质特征表
3.4边坡稳定性分析评价
对于悬索桥方案，其边坡主要集中在东西两索塔向坝陵河一侧，其余地段虽也存在边坡，但自然边坡对悬索桥方案影响甚微，东西两锚碇区的边坡对场地的稳定性不会产生不良影响。现对两索塔附近边坡的稳定性分析评价如下：
东索塔：边坡分布于K21+40～K21+80段，为硬质岩组分布形成的陡坡地形，岩性为三叠系中统竹杆坡组第三段（T2z3）的砂质灰岩。岩石强度高，不易风化，岩层倾向与坡向相反，属逆向坡，岩体产状有利于坡体稳定。据在边坡较陡处进行节理裂隙统计，绘制节理玫瑰花图分析结果，未发现小倾角切割坡面的不利结构面。边坡整体自然稳定性较好。边坡陡坡中下部受区域构造影响，岩溶较发育。加之地层倒转，地应力集中，从而导致岩石破碎，岩体强度较低，对工程建设可能有不利影响。该段由于处于陡坡地带，岩层节理裂隙发育，易产生剥落、掉块及小规模的边坡失稳等不良地质现象，但不稳定坡体位于东索塔80m以外，对本桥影响小。
西索塔：高陡边坡主要分布K21+830~K22+020之间，距索塔东侧约50m以外。陡坡由硬质岩组分布形成，地表基岩裸露，顺向坡，岩层倾角大于坡角，自然坡体总体稳定。岩石强度高，不易风化。边坡体上存在三种类型的结构面，分述如下：
层面：产状75º∠65º，顺坡向产出，岩层倾角大于坡角，未切割坡面。
节理裂隙：在边坡一带进行了大量的节理裂隙统计，绘制了节理玫瑰花图(图15)由图可知，边坡区主要节理裂隙有二组；产状
E
D
C
M
图15 K21+850上坡节理玫瑰花图
A
0°
分别为：195º∠35º，345º∠70º，利用节理面与坡面产状作赤平极射投影图解（见图16），结果为：组合交线的倾向与边坡坡向相反，不存在较大的非稳定块体。表明该边坡在自然状态下处于较稳定状态。
180°
B
AB：坡面：，倾向角CD：节理：走倾向倾角EF：节理：走向角70°
图16 西岸陡边坡图解
（点位：CK21+850上坡）
为查明该段陡坡的稳定性，在初设阶段，设计单位还聘请了中科院地质与地球物理研究所对西岸边坡进行了专题研究，研究成果表明该边坡在三塔斜拉和连续刚构方案工程条件下边坡稳定性均较好，不会产生大于8cm的横向和纵向变形，仅有局部可能产生小规模的失稳现象。现悬索桥方案的西索塔位置比三塔斜位和连续刚构两方案的主塔墩位都更远离陡坡，更有利于边坡的稳定。因此，该段边坡自然稳定性也较好。
3.5岩土体物理力学性质
勘察过程中对红粘土及各类岩石采取代表性样品进行室内物理力学测试，结合前期勘察采集的样品试验成果进行数理统计。
3.5.1统计方法及精度评述
岩土体物理力学性质指标按不同大层和亚层分别进行统计，统计时首先按3倍标准差剔除异常值，然后统计各层的样本数、最大值、最小值、平均值，并计算各种参数的标准差、变异系数、标准值，统计时一般要求变异系数小于0.3，如不能满足此要求，则继续剔除异常值直到满足要求为止。
3.5.2统计成果
（1）土层：前期勘察中对场地浅部的土层进行了标准贯入试验和重型动力触探试验，其试验成果统计于表10。
根据采样测试成果，桥址区内红粘土物理力学指标测试成果见表11。
（2）岩石：根据初勘采集的515件岩石样品和本次勘察采集的320件岩石样品
进行室内测试成果，按工点、岩性和风化程度分别进行统计，统计成果见表12。
表11
红粘土物理力学指标统计表
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3.6岩溶
3.6.1桥址区岩溶现象综述
根据地面地质调绘，桥址区浅表岩溶形态以溶沟、溶槽为主，多沿层间发育，其规模不大，宽度多小于0.5m，但沿层面纵向发育明显。在西岸地形较缓处有岩溶竖井分布，但竖井发育在距西锚碇边界约20m以外地带，不在大桥建设范围之内，也不在锚碇区内，对大桥建设和运营影响甚微。
本次勘察和前期初勘在可溶岩组——碳酸盐岩组中共施工54个钻孔，其中有28个钻孔不同程度的遇有溶洞或溶隙，具体分布见表13。根据分类统计结果，钻孔溶洞、溶隙发育率为7%（溶洞、溶隙总长/钻孔总深），从表13可见，岩溶高度除东索塔80m以下受岩性和构造影响，岩溶规模较大外，其余地段岩溶以
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悬索桥方案各工点岩溶发育及岩体完整情况分述如下：
东锚碇（XZK01~03）：地表即出露弱风化白云岩及白云质灰岩，浅表溶沟溶槽发育强烈，沟槽内充填第四系红粘土。钻探揭露场地10m以下岩溶不发育，岩体较完整，钻探岩芯以柱状及长柱状为主，采取率一般在90%以上，RQD值多大于75%；电磁波CT和数字钻孔摄像反映岩体完整性较好，与钻探成果基本一致。钻探施工中在XZK01在孔深43.6~45.2m揭露一充填红粘土的溶洞，数字钻孔摄像也反映该溶洞的存在，但该洞埋深大，规模小，对锚碇基础影响小。
东引桥：出露地层为三叠系中统竹杆坡组第一段（T2z1）的泥晶灰岩和杨柳井组（T2y）的白云岩及白云质灰岩。东段（靠近大花哨大桥一侧）杨柳井组（T2y）的白云岩及白云质灰岩在该段岩溶发育较弱，初勘过程中在BBCZK01和BBCZK02进行的电磁波CT表明岩体完整性较好，岩溶发育弱。西段（T2z1）的泥晶灰岩岩溶发育较强烈，XZK04钻孔揭露岩溶发育带深达41m，电磁波CT反映溶蚀横向规模不大（图17），钻探反映岩溶底板岩体完整性较好。
图17 XZK04-05 CT透视图
东索塔：（XZK06~XZK15）：地基浅部为三叠系中统竹杆坡组第二段（T2z2）的泥质灰岩，薄层状为主，岩溶相对不发育。钻探施工过程中除在XZK09号钻孔孔深6.2~8.2m揭露一高为2m的小溶洞外，其余钻孔均未揭露大于0.5m的溶蚀裂隙或溶洞，岩溶对该地层地基基本没有不良影响。泥质灰岩下的砂质灰岩岩溶相对较为发育，钻探揭露岩溶发育深度大，但岩体在80m以上总体完整性较好。80m以下受构造影响，岩体完整程度有所降低，在岩性变化界线附近岩溶发育较强烈，XZK13和XZK15反映岩溶发育深度达116m，溶洞高达16m。
西索塔（XZK16~XZK23）：该场地分布三叠系中统竹杆坡组第二段（T2z2）的泥质灰岩，为桥址区内岩溶弱发育区，地面调绘、钻探、电磁波CT和数字钻孔摄像均反映该段岩溶发育弱，钻探施工过程中仅在XZK16号钻孔孔深82m揭露一溶洞，该洞埋藏深，顶板厚度大，稳定性好。
西引桥（XZK24~XZK28）：处于竹杆坡二段（T2z2）的泥质灰岩与竹杆坡一段（T2z1）的泥晶灰岩分布区，靠近东侧（西索塔）的泥质灰岩岩溶不发育，而西侧的泥晶灰岩是本区内岩溶发育强烈的地层，悬索桥初勘中BBCZK08号钻孔资料显示在孔深25.04~28.18m(标高986.31~989.45m)揭露高达3.14m的空溶洞。详勘钻孔也揭露多处间断溶蚀裂隙或小溶洞，反映出该段浅部岩溶较发育。本段岩溶发育的标高一般在890m以上，其下岩溶发育较弱，形成大规模的岩溶洞穴的可能性较小。
西锚碇场地：本场地处于竹杆坡一段（T2z1）的泥晶灰岩和杨柳井组（T2y）的白云岩及白云质灰岩区，两套地层均为岩溶强发育地层。其具体岩溶特征将在平硐勘探报告中进行分析和论述。
根据场区地质环境结合多手段勘察资料综合分析，场区岩溶发育具下列特点： 1）岩溶强发育岩组为T2y、T2z1、T2z3，平面上分布于坝陵河两岸的陡坡地段。 2）由于场地地处坝陵河河谷岸坡地带，勘探深度除东索塔外，其余工点钻孔均在地下水位以上，岩溶洞隙以垂向发育为主，水平方向规模较小为基本特点。
3）岩溶发育深度：根据区域构造历史，结合地面调查、物探和钻探成果综合分析，桥址范围内西岸自地表向下50m深度内为岩溶相对较发育带，向下岩溶逐渐减弱。东岸索塔西侧受区域构造影响，岩溶发育深度相对较大，在高程880~890m附近形成岩溶相对集中发育带。
4）钻孔揭露之岩溶洞穴在东岸多被充填，充填物为红粘土含碎石，西岸地表溶沟溶槽内多充填粘土，浅部岩溶以空溶洞为主，少量有充填。
3.6.2 岩溶发育的基本特征
区域岩溶是一个强烈岩溶化的高原分水岭—峡谷型岩溶特征，岩溶的发育与碳酸盐岩、地质构造、新构造运动性质和古气候条件等相关。
（1）岩溶发育具有多层性
不同高度的剥夷面及常见的悬挂泉、悬挂地下河都是岩溶发育多层性在地域上的表现。岩溶发育在几个不同的高程相对集中，反映岩溶发育过程中地下水位有较长时间的稳定性。
桥址区岩溶的多层性发育的另一个表现在地下岩溶的垂直分带上，钻探揭示地下岩溶发育程度随深度增加而减弱。从浅到深岩溶规模总体由溶洞向溶隙过渡。除东索塔下岩溶发育规模相对较大外，其余地段深部岩溶发育的规模均较小。
（2）岩溶发育的方向性
岩溶发育的方向受制于碳酸盐岩的分布状况及构造线方向。在陡倾的紧密褶皱中，碳酸盐岩与碎屑岩呈条带状分布，岩溶多沿构造线方向发育，且发育部位以易溶岩与非易溶岩的接触带靠近易溶岩一侧为特点。
岩溶发育方向还受构造节理及断裂走向的控制，“X”型节理和断裂密集发育部位，控制着地表、地下岩溶的初始发育方向。早期的岩溶作用首先追寻构造节理扩展，后期发育形成岩溶管道、地下河及地表洼地、谷地等岩溶形态。桥址区的岩溶发育的方向性在西岸尤其明显，由于浅部层面呈张性，岩溶多沿层面发育，钻探施工和钻孔电磁波CT均有明显的反映。电磁波CT反映BBCZK09、XZK20等钻孔在不同方向岩溶发育深度和强度均不同(图18)。东岸岩溶主要表现为顺层面及地质构造面发育。
图18 岩溶发育的方向性
（3）岩溶发育的继承性
中新世以来的大面积间歇性抬升影响，河流深切，使区域地下水排泄基准面不断下降，造成岩溶多层发育。而岩溶发育过程中，后期溶蚀总是在前期溶蚀的基础上继续或叠加发展形成新的岩溶。就桥址区而言，岩溶发育的继承性主要表现在深部岩溶规模小且与浅部岩溶间以竖向溶隙或层间裂隙相联系。
（4）岩溶发育具有多元性
区内岩溶经历了漫长的岩溶化时期，分水岭地带保持着第三纪形成的峰丛谷地等壮年期岩溶（古岩溶），在此基础上发育了漏斗、岩溶管道等岩溶形态，其明显的跌水形态反映了岩溶发育的阶段性。
第三纪，区内处于热带气候条件下，岩溶化极为强烈，发育了大型洼地和峰林等热带岩溶。第四纪以来，由于本区隆起形成高原，纬度增高，气候由湿热转为亚热带气候，岩溶发育强度相对减弱，河流强烈下切，引起支流溯源侵蚀。因受岩性、水动力条件的影响，支流溯源速度有较大的差异，产生袭夺，导致岩溶发育更为复杂。
3.6.3 桥区岩溶发育特征分析
（1） 岩溶发育分布特征
东锚碇位于杨柳井组（T2y）白云岩及白云质灰岩分布区，该地层属易溶岩组，但由于该岩组分布于深切河谷岸坡地带，河谷深切，受其影响岩层中地下水多处于疏干状态，即地下水活动不强烈，除早期形成的浅部岩溶形态外，近代溶蚀发育较弱。因此，勘察过程中各种勘察手段在该段均未发现较大规模的岩溶现象。
东索塔场地浅部为竹杆坡二段（T2z2）泥质灰岩，该岩性在桥址区为弱可溶岩。岩溶发育较弱。下部的竹杆坡三段（T2z3）砂质灰岩为较弱可溶岩，其可溶性相对较泥质灰岩好。受构造影响，地层倒转，硬质岩体中节理裂隙发育，岩溶沿岩体的各种结构面发育。浅部岩溶由于受地下水影响，主要表现为竖向的岩溶洞隙。且洞隙中均有充填物，反映出该岩溶带中的溶洞主要为早期岩溶。挽近期由于地壳强烈抬升，坝陵河谷强烈下切，河谷地带地下水为适应地表河谷下切而主要表现为垂向的运动，含水层中地下水位埋藏大且多被疏干，溶蚀作用减弱。深部由于受岩性和构造的影响，局部地段岩溶发育沿岩层走向和构造方向横向发育，但规模不大。
西索塔场地位于竹杆坡二段（T2z2）的泥质灰岩分布区，为弱可溶岩，岩体中地下水不丰富，同时，地表地形较陡，汇水条件较差，不利于地表水下渗，溶蚀作用弱，岩溶发育较弱。
西锚碇场地位于竹杆坡一段（T2z1）的泥晶灰岩和杨柳井（T2y）白云岩及白云质灰岩接触带附近，两套岩组均为易溶岩，溶蚀现象明显。该段为河谷岸坡，地形较陡，加之岩层倾角达70度以上，浅表由于卸荷作用，易沿层面形成拉张，从而使地表水经层面形成分散下渗，导致岩溶顺层发育强烈。勘察成果表明该地段岩溶具有以竖向发育为主，平面上规模较小的层间溶隙特征。
（2）岩溶发育的深度及其对场地稳定性的影响
桥址区岩溶发育受岩性及构造的控制，在西岸，由于岩深发育深度较浅，一般在地表以下50m以上，且岩溶以竖向发育为主，平面规模不大，对场地稳定性不会产生较大的不良影响，但在引桥区如基础埋深较浅时，应注意浅层岩溶洞穴顶板的稳定性，将基础置于完整性和稳定性均较好的岩溶底板上。
在东岸锚碇区，岩溶发育较弱，对场地和地基的稳定性基本没有影响。东引桥区在泥晶灰岩段岩溶发育较强烈，发育深度也相对较大，对浅部地基的稳定性有一定的不良影响，但由于岩溶规模总体较小，且以单个岩溶形态为主，相互联通性较差，不会对场地稳定性产生危害。东索塔区，岩溶受构造和影响，发育深度相对较大，个别溶洞竖向规模也较大，但由于岩溶埋深较大，顶板较厚，不会产生较大规模的岩溶塌陷，岩溶现象对场地稳定性影响较小，但由于索塔荷载大，对地基强度要求高，浅部岩溶顶板在大荷载作用下可能会失稳，因此基础宜适当深埋。
3.7 水文地质条件
根据前期勘察成果，桥址区地下水分布主要受岩性及构造所控制。在地貌上形成以碎屑岩构成的河谷谷底及东岸的缓坡为弱含水层，含基岩裂隙水。以碳酸盐岩构成的河谷谷坡为富水层，含岩溶水。岩溶水分布因构造和岩性差异，具有条带性和分布不均匀的特点。桥区内岩组按含水性可分为：碳酸盐岩(T2y1、T2z1、T2z3)为岩溶裂隙含水层；泥质灰岩局部夹泥岩(T2z2)为弱含水层；泥岩局部夹砂岩、灰岩（T3b、T3ls）含水性极弱，为相对隔水层。根据含水介质特征及水动力条件，区内地下水类型主要为碳酸盐岩岩溶裂隙水和基岩裂隙水。
（1）基岩裂隙水
由T3b和T3ls地层所构成的谷底为泥岩、砂岩和砂质泥岩构成的弱含水层，其中以砂岩裂隙为含水介质，以泥岩、泥质砂岩为隔水岩组，因岩层呈不等厚互层，地
下水联系差，含水层薄，富水性弱，区内主要以地表渗流形式出露于地表，仅在冲沟内出露泉点一处（S3），枯季流量0.3l/s。该类地下水对悬索桥方案无影响。
（2）岩溶裂隙水
分布于西岸陡坡的碳酸盐岩中的地下水，因地形起伏大，水力坡度大，以岩溶裂隙水为特征。其中碳酸盐岩因岩性差异，溶蚀作用强度不一，竹杆坡组二段(T2z2)的泥质灰岩岩溶发育较弱，形成相对的隔水岩组。在河谷底部，出露的泉点有3个处（S1、S2、、S5），出露高程在670~690m，枯季流量在0.1~0.5l/s之间。以坝陵河为排泄基准面。在C线上游约800m处的龙井，出露有岩溶大泉，其枯季流量在30l/s以上。
分布于东岸陡坡的碳酸盐岩中的地下水，受F4-1断层控制，沿断层破碎带上盘形成岩溶裂隙水，沿断层破碎带集中迳流，在桥址区南部以大泉(S6)排泄出地表，出露高程825m，枯季流量28l/s。
据水质分析结果，岩溶水水化学类型为：HCO3—Ca•Mg 型水，总矿化度378.26~384.60mg/l，PH值7.3，未检出侵蚀性CO2，属浅层循环带中低矿化度水。
根据《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）和《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）判定，场区地下水及地表水对砼结构均无腐蚀性。
本次勘察除东塔钻孔揭露地下水外，其余的钻孔均未揭露到地下水位。因此桥址区悬索桥方案中，地下水只对东塔深基础施工可能会产生影响，若基础埋深小于80m，则地下水对所有基础施工均基本无影响。
4. 基础方案分析与评价
4.1基础方案选择
根据本次勘察成果，结合大桥的工程特征，本大桥各工点基础持力层的选择和基础推荐如下：
东锚碇处于三叠系中统杨柳井组（T2y）白云岩及白云质灰岩分布区，该段岩溶不发育，且设计形式为重力锚。场地地表出露弱风化岩体，其强度较高，可以作为重力锚的基础持力层。基础类型以桩基或扩展基础为宜，也可结合重力锚的设计和施工特点决定基础类型。
东引桥分布地层为三叠系中统杨柳井组（T2y）白云岩及白云质灰岩和竹杆坡一段（T2z1）的泥晶灰岩，其中东段地表直接出露弱风化白云岩及白云质灰岩，其强度高，可以作为引桥的基础持力层，其下伏的微风化岩体完整性好，承载力高，是良好的基础持力层，对该段可采用扩展基础或桩基础。西段为泥晶灰岩，浅表被薄层状第四系土层所覆盖，其弱风化岩体由于岩溶较发育，岩体较破碎，不宜作为基础持力层，下伏的微风化岩体完整性好，承载力高，是良好的基础持力层，基础类型宜采用大直径的桩基础。
东索塔由于塔体高度大，荷载高。场地浅部弱风化泥质灰岩不宜作为索塔的基础持力层，微风化泥质灰岩完整性较好，承载力高，可以作为索塔的基础持力层。下伏砂质灰岩浅部岩溶较发育，岩体完整性较差，且局部有泥灰岩夹层出露，其强度较低，不宜作为该索塔的基础持力层。其下部的微风化砂质灰岩完整性好，强度高，是良好的基础持力层。
西索塔由于荷载大，对地基要求高，因此只能选择微风化岩体作为基础持力层。西索塔场地地层为竹杆坡二段（T2z2）的泥质灰岩，岩溶不发育，钻探、电磁波CT及数字钻孔摄像均反映岩体完整程度较高，微风化岩体埋深小，可根据基础埋置要求决定基础深度。基础类型可选择大直径人工挖孔嵌岩桩。
西引桥段地层为竹杆坡一段（T2z1）的泥晶灰岩，浅部岩体完整性较差，岩溶裂隙较发育，但引桥荷载相对较小，可选择弱风化或微风化泥晶灰岩作为基础持力层。基础类型以桩基础为宜，对个别桩位岩溶发育段，应将基础适当深埋，使桩端置于完
整的泥晶灰岩之上。
西锚碇场地处于竹杆坡一段和杨柳井的接触带附近，设计为隧道锚，岩体受压不大，主要为抗拉和抗剪。根据本次勘察成果，地表浅部溶蚀强烈，张节理发育，岩体较破碎。其抗拉抗剪强度均较差，根据综合分析和判断，该段40m以围岩分类为II~III类，40~50m围类型以III类为主，50m以下围岩分类主要为IV类。根据勘察设计，将在该段进行现场大剪等试验，其具体的设计参数在试验完成后再详细提供，本报告提供的相关参数仅供设计时参考。
4.2基础设计参数的确定
桥址区岩性种类较多，并受构造作用影响，同一岩性的地层，因其风化程度和完整程度的不同，岩石力学强度差异也较大，因此，本次工程地质勘察岩石物理力学测试参数按桥位、岩性和风化程度分别进行统计。
考虑到桥基方案以桩基础最为适宜，根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)第四章桩基础第4.3.4条。
单桩轴向容许承载力计算式： [P]=（C1A+C2Uh）Ra
[P]：单桩轴向受压容许承载力（KN） Ra：天然湿度的岩石单轴抗压强度（KPa）
(本次勘察采取饱和岩石单轴极限抗强度标准值计算) h：桩嵌入基岩深度（m），不包括风化层 U：桩嵌入基岩部分横断面周长（m） A：桩横截面面积（m2）
C1、C2：根据清孔情况，岩石破碎程度因素而定，其数值如表17。
各级岩体的桩端容许承载力为 [σ0]与极限摩阻力（τ）标准值与饱和单轴抗压强度关系为：
[σ0]=C1Rbm τ=C2Rbm
各地层岩性及桥梁位置的地基基础设计参数见表18。
2）表中《JTJ024-85》数值按公式（4.3.4）[P]=(C1A+C2Uh)Ra以A=1，U=1，h=1的标准条件，按岩体完整性取C1、C2值。经过计算提出标准值，具体单桩极限承载力请根据桩的直径和嵌岩深度进行计算；同时要考虑到桩身的强度；
3）西锚碇的有关数据以初勘为参考，具体设计参数待平硐勘察结束后以专题报告提供的相关数据为设计依据。
5.结论与建议
5.1结论
1）据中国地震局地质研究所《场地地震评价及工程场地设计震动参数研究专题》结论，场地属建筑抗震有利地段，区域稳定性良好。据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定，场地地震基本烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。
2）桥址区西侧为顺向坡，岩层倾向与坡向一致，但在悬索桥方案中，西锚碇、西引桥和西索塔地段场地由于岩层倾角大于坡角，根据前期勘察和本次勘察资料，在悬索桥方案的西岸锚碇区、索塔区和引桥均未发现较大的影响场地稳定的不利结构面存在。因此，场地稳定性较好，自然条件下不存在产生大的边坡失稳的隐患。东锚碇位于山间槽谷靠斜坡地带，勘察过程中也未发现较大的影响边坡稳定的不利结构面及其组合存在，其稳定性也较好。东索塔场地附近，地层反倾，为逆向边坡，有利于边坡稳定。东引桥位于逆向坡场区，地形相对较缓，勘察过程中未发现明显的不利结构面组合存在，场地稳定性均较好。
3）对于悬索桥方案，基础范围主要位于硬质岩石区，地基强度高，只要选择好合理的基础持力层和适当的基础埋深，地基稳定性可以满足大桥需求。
4）桥址区属于岩溶发育区，东西两岸的地基范围内均有岩溶发育。岩溶发育对场地稳定性影响小，但降低了地基岩体的完整性和承载力，对局部地段的浅部岩溶，其顶板稳定性差，基础应穿越岩溶顶板置于稳定的岩体之上。
5）勘探区处于河谷地下水疏干区，除东索塔深基础可能受到地下水影响外，其余地段地下水对基础设计和施工影响甚微。
6）桥址区具有基岩埋藏浅，强度高，风化破碎带深度不大，地下水及地表水对基础设计和施工影响小等有利因素，以微风化基岩和部分硬质弱风化基岩为基础持力层，能满足工程要求。
7）悬索桥索塔基础采用大直径嵌岩桩为宜，以微风化基岩作为基础持力层；引桥基础可采用大直径嵌岩桩或扩展基础，以弱风化或微风化基岩作为基础持力层。对浅部岩溶发育带，基础应穿过岩溶顶板，置于稳定的岩溶底板之上。两锚碇区可根据工程设计需要，选择基础方案，其中东锚碇硬质岩石出露浅，可采用扩展基础或桩基础；西锚碇可采用扩展基础或锚杆基础。