3.3.4　拱桥拱座勘察

拱桥是我国古今桥梁建设使用很广的一种桥型。拱桥和梁桥不仅在外形上有较大的差别，在受力方式方面也有很大不同。拱桥在竖向荷载作用下，拱座支撑处同时承受水平方向和竖向的反力。

拱桥拱座基础勘察是桥位勘察的主要内容。拱座除承受重力外，还承受一定的水平推力，对山体、斜坡坡体、岩体的完整性和稳定性要求较高。因此，初步勘察将山体、斜坡坡体、岩体的完整性和稳定性作为桥位勘察、评价的重点；而详细勘察则对地质环境的稳定性和适宜性、地基地质条件、施工地质条件进行评价。

1）拱桥拱座初步勘察

（1）勘察范围

拱桥拱座初步勘察的范围：拱桥拱座布设地段周边不小于50 m。

（2）勘察精度及工作量

①拱桥桥位工程地质测绘及工程地质纵断面测量精度为1∶2 000。

②拱座工程地质测绘及工程地质断面测量精度为1∶500，沿拱座纵横断面布置槽探等轻型勘探工程剥土，编制拱座剥土工程地质图。

③拱座勘探网为三纵二横或三纵三横；勘探工程布设于拱座轮廓线角点或勘探断面交点之上，断面间距为20 ～40 m；每条断面钻孔数不少于3 个；钻孔揭露深度达设计基础以下完整、稳定的新鲜岩体的5 ～10 m（终孔前遇断裂构造、夹层风化、软弱夹层、溶蚀洞穴等，应予揭穿至完整岩体内5 m）。

④结合拱座基础设计深度分层采岩样试验，每个拱座不同岩性岩体样品试验成果不少于6 组，并有三轴抗剪试验指标和上覆土体抗剪试验指标试验成果。

⑤50%钻孔布设声波测井和岩块弹性波测试。

⑥每个拱座布设钻孔水文地质试验和钻孔地下水水位动态观测2 ～3 孔段，并采水样化验。

⑦根据需要可布设物探工作，探测断面的位置和精度与拱座勘察的工程地质断面一致。

（3）技术要求及评价内容

①收集区域地质资料，掌握拱桥桥位及拱座布设地段的地质地貌背景。

②开展1∶500 ～1∶2 000 桥位及拱座工程地质测绘和工程地质断面测量。

a.基本查明桥位、拱座布设地段的微地形地貌条件及稳定性；

b.基本查明桥位布设地段上覆土体的地层层位、岩性结构、成因类型及稳定性；

c.基本查明拱座布设地段岩体的地层层位、岩性、产状、岩石风化类型、岩溶发育程度等工程地质条件；

d.基本查明断裂构造、卸荷带、危岩、岩溶等不良地质的分布和影响；

e.结合方案绘制拱座的工程地质纵、横断面图，客观、准确地反映桥位及拱座布设地段的工程地质条件和问题。

③利用槽探剥土，编制拱座剥土工程地质图，细化拱座布设地段岩石风化类型及特征、断裂结构构造及软弱夹层分布情况、可溶岩及岩体岩溶化程度等斜坡坡面地质特征。

④布设钻探工程、声波测井和地面物探，揭露深部岩土体出露情况、岩土界面特征、强风化带岩石厚度、可溶岩岩溶发育程度、断裂构造、软弱夹层分布及规模，评价坡体地质结构对桥位和拱座地质环境稳定性和适宜性的影响。

⑤统计岩土体样品试验和声波测井成果；统计岩体强度、完整性指数、岩体基本质量指标，进行拱座围岩稳定性分级；评价拱座地基地质条件，初步确定拱座持力层地基地质参数。

⑥分析水文地质抽水试验和地下水动态观测成果，评价地下水对拱座等构筑物稳定性的影响。

⑦分析拱座布设地段的坡体地质结构、岩体强度、完整性、岩体基本质量等级，评价拱座开挖形成的施工边坡和基坑边坡的稳定性。

⑧根据拱座布设地段工程地质条件的复杂程度，结合布设地段工程地质条件的适宜性以及对地质环境的影响，并提出桥位及拱座优化方案的建议。

（4）主要成果

①拱桥拱座初步勘察报告。

②1∶2 000 拱桥桥位工程地质平面图。

③1∶2 000 拱桥桥位工程地质纵断面图。

④1∶500 拱桥拱座布设地段工程地质图（剥土）。

⑤1∶500 拱桥拱座工程地质纵横断面图。

⑥钻探工程地质柱状图，槽探工程展示图，岩、土、水试验报告，钻孔水文地质试验综合成果表及各类统计表、汇总表。

⑦地面物探报告及附件、附图。

2）拱桥拱座详细勘察

（1）勘察范围

拱桥拱座详细勘察的范围：拟审定的路线拱桥方案的拱桥拱座拟建场地及周边20 m。

（2）勘察精度及工作量

①桥位工程地质测绘精度为1∶2 000；拱座工程地质测绘及纵横断面测量精度为1∶200 ～1∶500。

②拱座勘探的勘探网间距：工程地质条件简单地段为10 ～20 m，较复杂地段为5 ～10 m，复杂地段不超过5 m。

③勘探网勘探工程以钻探为主，勘探钻孔按拱座角点和轮廓线布设，钻孔揭露深度达拱座基础设计底板以下3 ～5 m（终孔前若遇见断裂构造、风化夹层风化、软弱夹层、溶蚀洞穴等应予揭穿后5 m 终孔）。

④按持力层和围岩分层采样试验，不同岩性样品试验成果分别不少于6 组；抗剪试验成果6 组；三轴试验成果2 ～3 组（含初步勘察样品试验成果）。

⑤复杂条件下，根据需要可布设大型现场剪切试验。

⑥逐孔进行声波测井和岩块弹性波测试；综合物探测井2 ～3 孔。

⑦每个拱座钻孔水文地质抽（提）水试验和地下水水位动态观测2 ～3 个孔段，并采水样化验。

（3）技术要求及评价内容

①结合拱座地质环境和地基地质条件评价，开展1∶200 ～1∶500 工程地质测绘及断面测量，定点复核拟建场地坡面特征、结构面发育情况以及布设地段岩体的完整性和均一性，完善拱座剥土工程地质图等初步勘察成果。

②沿勘探线、勘探网布设钻探、地面物探综合测井，提高对拟建场地工程地质条件的控制程度和准确性，评价拱座拟建场地地质环境的稳定性和适宜性。

③统计样品试验成果，结合拱座基础底板设计高程的岩体强度、岩体完整性指数、基本质量指数，评价拱座的围岩稳定性和地基地质条件，拟定拱座的地基容许承载力、基底摩擦系数等地基地质参数。

④结合基坑边坡坡体地质结构、变形破坏模式、岩土体工程地质性质，评价拱座开挖形成的边坡和基坑的稳定性，提出边坡坡率和维护稳定性的防护措施建议。

⑤分析钻孔水文地质抽水试验和地下水水位动态观测结果，评价地下水对拱座边坡稳定性的影响，提出基坑防水、防侵、防腐蚀的措施建议。

⑥评价施工基坑稳定性、基坑防排水等施工地质条件，提出施工工艺和安全施工的措施建议。

⑦结合拱桥桥位及拱座拟建场地的工程地质条件和适宜性，提出保障施工安全、维护地质环境稳定性的措施建议。

（4）主要成果

①拱桥拱座详细勘察报告。

②1∶2 000 拱桥桥位工程地质平面图。

③1∶2 000 拱桥桥位工程地质纵断面图。

④1∶500 拱座拟建场地工程地质图（剥土）。

⑤1∶200 拱座工程地质纵横断面图。

⑥钻探工程地质柱状图，岩、土、水试验报告，钻孔水文地质抽（提）水试验综合成果表。

⑦岩体原位大型试验报告、试验记录、相册等。

⑧地面物探报告及附件、附图。

⑨各种统计表、汇总表。