16第五章 建设方案

房山区大堂路道路工程项目建议书（代可行性研究报告） 【第五章 建设方案】5 建设方案5.1 建设条件5.1.1 地形、地质、水文、气候等条件1、地理位置拟建项目位于北京市房山区西北部，行政区划上隶属于北京市房山区所辖的霞云岭乡和史家营乡，完整的大堂路起于霞云岭乡堂上行政村罗家自然村以西约500米处（G108 线K114+100），终点位于大安山乡红大路与军红路的交叉口。地理坐标东经1153411540、北纬39473951之间，其中秋林铺村至史家营乡政府段位于北京市房山区史家营乡，起于史家营乡秋林铺村西约1300米的采矿土路上，终点位于史家营乡政府门口（即贾史公路K16+700）。路线全长19.071公里，地理坐标东经1153611540、北纬39493951之间，公路自然区划为4a区。2、地形、地貌房山区地势西北高，东南低。山体呈北东向延伸，南接白草畔，北连老龙窝，与门头沟区髫髻山、妙峰山等连成一线。山势险峻，东南侧断裂发育。本项目地处太行山系百花山脉东南麓，山脉走向为东北西南向，相对高度为4001000米。百花山为房山区与门头沟区界山，亦称百花坨，为京西著名山峰之一，平均海拔1991米，主峰白草畔海拔高度2035米，为房山境内最高峰。根据其成因形态原则，项目区属中山地貌，成片台地较少，山势陡峻，山峰突兀，峡谷相间，河谷狭窄，冲沟密度1.68 千米/平方千米，坡度一般在5060之间。坡面沟谷较发育，纵坡坡度达2040。项目区内地貌特征受区域地质构造和岩性的控制，主要山脉走向与构造线方向一致，多呈北西南东向分布。东南侧断裂发育为泥石流多发区。按其成因类型，地貌主要可分为构造侵蚀剥蚀低山地貌、构造侵蚀剥蚀中山地貌、构造溶蚀中山地貌、构造溶蚀低山地貌和残坡积冲洪积堆积侵蚀平原地貌。（1）残坡积冲洪堆积侵蚀平原地貌主要位于线路终点大堰河沟水流冲洪积、残坡积段，由于长期处于间歇性的上升，河流强烈侵蚀下切形成纵坡降较大的河谷。在砂岩、粉砂质泥岩和粘土地区河沟谷多呈显宽谷状；在碳酸性岩体多形成深切“V”形沟谷，拟建线路乡镇所在地、村庄属于该地貌单元。（2）构造侵蚀剥蚀中山地貌出露地层主要为侏罗系南大岭组（J1n）石炭系中统清水涧组（C2q）,岩性主要为安山岩、砂类岩、砾岩、泥岩、页岩，局部出露泥灰岩，一般峰顶海拔标高8001300米，相对高差200500米，地形起伏大，河流切割不强烈，沟谷多成“U”字型，沟谷两侧地形较陡，斜坡坡度一般在2030，个体形态多形成单面山地形，区域多形成缓坡地形。拟建道路K0+000K2+276、K2+350K7+067、K7+525K23+980、AK8+650AK10+50、BK18+700BK23+881.221段均属于该地貌类型。（3）构造溶蚀中山地貌出露地层主要为奥陶系（下马沟组(O2x），岩性主要为灰色、深灰色角砾灰岩、灰黑色细粉晶含云灰岩、黄灰色、灰黄色白云岩等，一般峰顶海拔标高10001270米，相对高差100200米，坡陡谷深，地形起伏大，河流切割强烈，沟谷多成“V”字型，沟谷两侧地形陡峭，斜坡坡度一般在55以上，并多呈陡崖状。该区域具明显的岩溶地貌特征，地表岩槽较发育，拟建道路K2+276K2+350、K7+067K7+525段均属于该地貌类型。（4）构造侵蚀剥蚀低山地貌位于莲花庵史家营乡政府一带，出露地层主要二叠系红庙岭（P2h）石炭系清水涧组（C2q），岩性主要为砂类岩、页岩、泥质岩、粘土等，局部出露泥灰岩， 一般峰顶海拔标高560800米，相对高差100200米，地形起伏较小，河沟谷切割不强烈，沟谷多成宽缓“U”字型，沟谷两侧地形较缓，斜坡坡度一般在15左右，地形形态呈宽带缓坡地形，两侧多形成陡坎或陡崖。拟建道路K23+980K27+634、K29+500K30+671.244段均属于该地貌类型。（5）构造溶蚀低山地貌出露地层主要为奥陶系中统马家沟（O2x）灰色、深灰色角砾灰岩、灰黑色细粉晶含云灰岩、黄灰色、灰黄色白云岩、灰岩互层一般峰顶海拔标高560640米，相对高差5080米，地形起伏较小，河流下切较强烈，沟谷两侧地形陡峭，斜坡坡度一般在45以上，并多呈陡崖状。该区域岩溶地貌特征不明显，地表见溶槽较发育。拟建道路K27+634K29+500段均属于该地貌类型。本项目路线布设受地形条件控制较大，项目所在区域地势图见图5-1。图5-1 项目区域地势图3、气候、气象（1）气象特征项目区地处房山区西部山区，路线经过房山区霞云岭乡和史家营乡，属暖带半湿润季风大陆性气侯区。由于地貌复杂，相对高差悬殊，气候差异明显。四季分明，春季干燥多风沙，气温回升快，昼夜温差大；夏季炎热多雨，雨量集中且多大到暴雨；秋季天高气爽，冷暖适宜，光照充足，但降温快，时有初霜过早来临，出现冻害；冬季寒冷漫长，干燥多风少雨雪。（2）气温与地温项目区年平均气温10.8，低温天气主要集中在1月份，月平均气温为-5.0，极端温度达-18.3。3月份上升到0以上，高温天气集中于7月份，月平均气温为24.4，极端温度达39.3。全年日平均气温在0以上达201天。项目区地面平均气温10.8，1月是全年地面温度最低月份，地温平均值为-6.5，地温极端值-25.1；7月是全年地面温度最高月份，地温平均值为28.9，地温极端值68.2，最大冻土厚度约81厘米。（3）降水项目区年平均降水量为645.2毫米。由于山脉的屏障作用，百花山一线及山南史家营一带，年降水量在700毫米以上，大安山地区接近650毫米。降水集中在68 月份，历年平均降水量为485.0毫米，占全年降水量的74.9%。12月至来年2月历年平均降水量为10.6毫米，占全年降水量的1.6%。（4）风向、风速冬春季盛行偏北和西北风，夏季盛行西南和偏南风。霞云岭为向南开阔的谷地，终年盛行南风。一年中大风（瞬时风速17米秒，风力为8级）主要集中在冬春季，且持续时间长。房山平原年平均大风日数为20.6天，山区为12.0天。全年风速平均1.8米秒，最大达17米秒。4、水 文（1）地表水：河流房山境内主要河流有13 条，其中国家二级河流有永定河、拒马河，三级河流有小清河、大石河，四级河流有刺猬河、丁家洼河、东沙河、马刨泉河、周口店河、瓦井河、牛河、胡良河、南泉水河。在四条较大河流中，仅大石河为房山境内发育河流，其余为过境河。在四条较大河流中以上述河流为构架，境内有145条小流域发育。这些较大河流均距离本项目较远，对本项目水系无影响。全区年均水资源总量8.7亿立方米，其中地表水常年平均径流量4.7亿立方米。目前已建成中型水库3座、小型水库7座、截流塘坝66 处、拦河闸9处，全区有地表水1.7亿立方米，地下水可开采量3.2亿立方米，可用水量4.2亿立方米，人均占有水量550立方米。项目区地面径流和入境水主要来自天然降水，因集中于汛期，除部分入渗外，绝大部分成为汛期弃水。大石河 为大清水河、北拒马河支流，为海河流域大清水河水系的主要支流之一，大石河河源一支发育于境内西部山区霞云岭乡堂上村西北，另一支发源于境内史家营乡西北部山地，两支流在贾峪口汇合称大石河。大石河流经霞云岭、佛子庄、河北等9个镇，100多个村庄，流程108公里，流域面积1243.4平方公里，其中山区段河长73公里，流域面积675.9平方公里，其上游流域支流较多，主要之流水源多来自西北、北、西南海拔较高的山地，大致呈平行状态自西北至东南方向流淌，与主流直交或斜交，大石河自堂上村为东南流向，至霞云岭改为北东流向，在中石堡有峪子沟水汇入，河水继续北东向流至贾峪口，有堰台沟水汇入，后经山川改为东南流向，经长操、红煤厂、佛子庄、河北、沿途中有大北沟、白石沟口水汇入，南岸有南窑沟、中窑沟、英水沟、口儿沟水汇入，这一段大石沟河网密集，河水至三副村又转为东南向，经漫水河至辛开口村南流出山进入平原。四马台沟水流 沟头源自百草畔东南山麓大石根，自西北向东南过四马台村后有北向南经水泉、泉口，至龙门台村西入大石河，河道曲折，沟道长8.3公里。大堰台沟水流 沟头源于百花山东南山麓，自西北向东南经莲花庵、史家营、柳林水、鸳鸯水至佛子庄乡贾峪口入大石河，沟道长度22.5公里，流域面积112平方公里，中途建有大窑水库。沟谷上游有大村涧、金鸡台、青林台、杨林水4条支沟水流汇入，大村涧沟水流源于大村涧村北水盆梁、三棱坨，自北向南经大村涧、北涧至史家营村菩萨崖北根入大堰台沟，沟道长4公里；青林台沟水流沟头源泉于百草畔东麓松树岭，自西向东经秋林铺村南、黄土台、杜家台、饮马槽、大谱至大沟口入大堰台沟，沟道长9.5公里；金鸡台沟水流沟头源于老龙窝山梁，自北向南曲折回旋十五六弯入大堰台沟，沟道长9公里，杨林水沟水流源于港木坨大洼，自西南向东北经大庙、东台汇合任家铺，南台沟水流向东北。（2）地下水项目沿线浅表地下水不丰富，地下水主要由降水和河、渠、塘水渗入补给，水位随季节变化，地下水埋藏较深。多为基岩裂隙水、孔隙裂隙水，亦有矿井排水，受地层岩性及地形条件影响，水位埋深和水量变化幅度大，开采困难，地下水埋藏一般超过50米，最深达150200米。均无腐蚀性。项目所在区域水系分布见图5-2。图5-2 区域水系分布图5、植 被项目区属于京西生态屏障的重要组成部分，是房山区重要的水源涵养和生态保育保护区。该区域地形起伏大，最低海拔520米左右，最高海拔达1300米左右，气候适宜，植被发育，森林茂密，形成了独特的高山旅游区，风景资源质量为级，植物种类达550余种。中山上部为次生杂草类，局部为落叶松、桦、杨、栎混生林及天然次生林。低山则为次旱中生和中生灌丛，海拔较低山地普遍退化为黄栌、绣线菊、荆条、黄栌、山桃、苔草、白草等荆棘灌丛地。极度破坏地区，退化为野草群落，有些则完全成为裸露山岩和沙砾地。植被一般随海拔高度变化而呈有规律的垂直分布，并随坡向变化而相互转换。6、区域地质条件（1）地质构造北京地区大地构造位置处于中朝准地台燕山台褶带中段以及华北断坳之西北。自太古代以来，经历了多次构造变动和多阶段多旋回的地质构造演化。按其沉积构造、构造变动、变质作用和岩浆活动可划分为迁西、埠平、后吕梁、印支、燕山、喜马拉雅等五个旋回，以及长城期地槽、后吕梁印支期准地台盖层、燕山喜马拉雅期濒太平洋大陆边缘活动带三个发展阶段。和我国东部大地构造总体背景一致，中元古代至古生代本区主要呈东西向的构造分带，由北向南迁移发展；中新生代以来，则呈北东南西的构造分带，总体上由西向东发展，因此，区域构造基本格架显示出早期的东西向或近东西向隆坳或褶皱断裂被后期的北东、北北东或南北向褶皱断裂、断坳或断块所交切复合的特点。区内地壳构造发展经历了由以强烈下陷、褶皱活动为主，发展至以稳定隆坳为主，又复以隆褶、断陷以至拉张，呈断块式不断掀斜下沉，形成多旋回螺旋式推进、继承和新生相交替发展演化过程。项目区地质构造图详见图5-3。图5-3 区域地质构造图褶皱构造褶皱构造发生在印支运动、燕山运动、喜马拉雅运动三个时期，分布在上清水、马兰、史家营、大安山、蒲洼、河北、佛子庄等地区。褶皱构造规模稳定延伸67公里。受后期构造干扰破坏，使部分地段褶皱延伸的方位、构造形态特征常发生程度不同的改变。常见的褶皱类型有倾斜褶皱、倒转褶皱。褶皱的形态有直立、箱型、镰形、S形、旋钮、倾斜、单斜。如河北口村一带的直立倒转褶皱、大安山百草台向斜南翼S形倒转褶皱等。大多数岩层的弯曲情况直接暴露，倾斜、单斜现象在百花山山地十分普遍。在底下煤层中，中、小型褶皱随处可见，大地起伏高度为50100米，影响范围（走向）可达300400米。小的起伏高度有1020米。褶皱构造除造成煤层走向和倾角发生变化外，还造成煤层呈波浪状起伏，或出现煤包、煤包和煤包尖灭交替呈串珠状、藕节状、豆角状。1）百花山髫髻山复式向斜 呈北东东向，斜穿门头沟区东部，规模巨大，是西山重要的构造单元之一，其中百花山向斜，北东于斋堂西南略翘起，西南至河北镇厂一带被镇厂向斜掩覆，东翼伴有马栏背斜。该向斜为一略向南西缓倾状，核部有上侏罗统髫髻山组组成，两翼除东北端有中下侏罗统出露外，西北河东南均由髫髻山组组成。2）庙安岭向斜 发育于燕山晚期褶皱，呈北东向，为白花山庙安岭髫髻山复向斜中段经燕山晚期褶皱构造在此一带叠加所致，有一定的区域性。3）马栏背斜 大体北东走向，由百花山南入门头沟区境至东斋堂狼虎山，长约12公里。西侧位洪峪和马栏逆断裂。断裂构造断层的切割深度，反应了地壳活动的激烈程度。受燕山运动的影响，在百花山地区地层中，布满了大大小小的断裂。断层因其两侧岩石破碎易于风化剥蚀，往往形成松散物覆盖带而暴露不清楚，大多数地段为隐伏状态。出露的断层多是中、小型断层。岩块位移的幅度有几米几公里，切割深度有几米几公里。一些小断层属于顶断底不断，或岩层未被全部断开。断裂对成层矿层有重要的控制作用，尤其对于煤层的控制作用尤其显著，不但破坏煤层的连续性，使煤层出现台阶状，还加剧褶曲对煤层稳定性的影响。1）南观断裂 为南北向断裂，形成于燕山晚期，地质特征为陡倾角的压剪性挤压带。该断裂过煤岭西向北，主要表现为明显而强烈的挤压劈理化带及东盘上冲特征，晚期为正断下掉性质，并有十分发育的肉色方解石脉沿破裂带充填。断裂带往北延伸至河北镇三十亩地村与谷积山之间，形态特征逐渐变化，有向中深构造层次韧性剪切带过渡之趋势。2）霞云岭断裂 本区北东向断裂基本定形于燕山早期，常被形成时代稍晚的北北东向断裂迁就利用，使其延展方位常发生向北东向偏转，正常情况下走向多在北东5060左右，向东南或西北倾斜，倾角2045不等。沿走向舒缓波状弯曲、 糜棱岩、挤压片理化、破碎带常发育，常伴有明显的动力变质现象，具有较明显的压性、压剪性特征，经常以逆冲、甚至逆掩推覆构造形式出现。部分地区由于后期构造的不断隆起抬升，在断裂的中深构造层次常可见向韧性剪切断裂逐渐过渡现象。该类断裂对燕山早期的岩浆入侵活动、燕山中期火山喷发沉积有较明显的控制作用。断裂的规模一般较大，长度可达10公里以上，延伸较稳定，空间上常成束成带，并与北东向的褶皱构造密切伴生。3）马栏断裂束 除前述北北东向深断裂外，与之平行延伸的次级断裂区内也很发育。走向一般为北东2030，倾向东南或西北，倾角3060不等。延伸较稳定，规模多在2030公里以上。形态舒缓波状，常雁行斜列，具明显的压剪性特征。其形成时期大致为燕山中晚期，一般均截切东西向断裂，现今仍有较大的活动性，特别是在平原区与其他构造交接部位，常有不同级别的地震发生。新生代以来，断裂性质由压剪性向张剪性正断层转化，空间上呈带状分布。4）大安山红煤厂断裂 该方向断裂近年来不断有所发现，并为人们所重视，其活动时期可能较北西向断裂更早，中生代时期对本区地质构造的发展起过一定的作用，新生代以来断裂仍有一定的活动性。断裂走向北西325335左右，倾向东北或西南，倾角一般较陡7080，断裂面平直，穿切能力强，具明显的剪切性质。延伸稳定、长度一般可达1030公里。截切东西向和北东向断裂，被北西向、北东向和近南北向断裂所切割。沿断裂可见偏碱性基性小岩体和煌斑岩脉贯入。推覆构造霞云岭冲断推覆构造 南东至北西向，其形成时间大体为印支期。推覆体以先存韧性剪切带为基础，沿着洪水庄组和下马岭组软弱岩层发生远距离滑移，位移量达35公里。（2）地层岩性第四系全新统（Q4）：1）残坡积层（Q4el+dl）：红褐、黄褐、灰褐色，可塑硬塑状，局部呈软塑状，岩性为粉质粘土和红粘土，局部含少量碎石颗粒及植物根系，主要分布于缓坡和山间槽谷、沟谷，与下伏地层呈不整合接触。在线路大里程段山坡坡脚一带分布较厚，一般厚25米，局部大于10米。2）滑坡堆积层（Q4del）：廊道区内的滑坡堆积体主要分布在斜坡地带。主要为残坡积层堆积于斜坡坡体上，在降雨及人工活动中，由于自重向下滑塌形成。厚度一般较薄，厚38米。3）冲洪积层（Q4al+pl）：主要分布于大石河、四马台沟谷及其支流中的河床和河漫滩。岩性为卵漂石、碎块石层和粉质粘土夹少量卵石及沙土，厚度相差较大，厚210米不等。4）人工堆积层（Q4ml）：主要为分布于沟谷中的煤矿矿渣及煤，由于线路主要沿含煤地层穿过，乡办、村办和小煤窑分布密集，采煤后矿渣沿沟谷堆积，导致人工堆积体分布范围广，厚度变化大，一般厚310毫米，局部较厚，大于15米。第三系分为上新统（N）、中新统（N）、渐新统（N）、始新统（N）：1）天竺组（N2tz），厚336.0米，泥岩、粉砂岩及砾岩、砂质泥岩。2）天坛组（N1-2t），厚1132.0米，砂砾岩及泥岩。3）前门组（E2-3P），厚337.0米，粉砂质泥岩、硬砂岩及粉砂岩。4）长辛店组（E2C），厚52.5米，砾岩夹砂质泥岩、细砂岩、砾岩、泥岩。侏罗系分为上统（J3）、中统（J2）、下统（J1）：1）上统（J3）：后城组（J3h），厚1332.0米，紫褐色砾岩、凝灰质细砂岩、砂岩、砾岩、砂泥岩夹火山岩及薄煤层。髫髻山组（J3t），厚621.0米，安山岩及火山碎屑岩、凝灰岩、砾岩、细砂岩。2）中统(J2) ：九龙山组（J2j），厚1535.9米，凝灰岩、砂岩、粉砂岩夹砾岩、凝灰质页岩、凝灰粉砂岩。龙门组（J2l），厚395.5米，砾岩、砂岩及粉细砂岩、粗砂岩、炭质粉砂岩。3）下统（J1）：窑坡组（J1y），厚194.8米，含砾粗砂岩、砂岩、粗砂-粉细砂岩夹煤层，韵律发育。南大岭组（J1n），厚362.0米，砾岩、砂岩及粉砂岩、凝灰质粉砂岩、安山岩。三叠系分为上统（T3）、下中统（P2 -T2）：1）上统（T3）：杏石口组（T3x），厚29.9米，岩屑砂岩、砾岩、砂岩及粘土岩夹煤层。2）下-中统（P2 -T2）：双泉组（P2 -T2S），厚120.9米，凝灰质砂岩、岩屑砂岩、粉砂岩及粘土岩，上部灰绿色，下部紫色。二叠系分为上统（P2）、下统(P1）：1）上统（P2）：红庙岭组（P2h），厚197.9米，粗粒或含砾石英砂岩夹粉细砂岩。2）下统（P1）：阴山沟组（P1y），厚115.7米，粉、中、粗、细砂岩、泥质粉砂岩、砾石偶夹煤线或炭质泥岩。岔儿沟组（P1y），厚130.1米，炭质泥岩、泥质岩、粉砂岩、砾岩、砂岩与煤层。石炭系分为上统（C3）、中统（C2）：1）上统（C3）：灰峪组（C3h），厚61.1米，泥质岩、泥灰岩、粉砂岩、中粒砂岩与煤层。2）中统（C2）：清水涧组（C3p），厚103.6米，粉砂岩、细砂岩、砾岩、炭质泥岩、粘土岩夹泥灰岩和煤线。奥陶系分为中统（O2）、下统（O1）：1）中统（O2）：上马沟组（O2s），厚182.0米，粉晶灰岩、泥晶白云岩、云斑灰岩、角砾岩。下马沟组（O2x），厚222.0米，角砾灰岩、细粉晶含云灰岩、白云岩、灰岩互层。2）下统（O1）：亮甲山组（O1l），厚245.0米，泥质条带泥晶灰岩，含燧石条带粉晶白云岩、泥质白云岩。冶里组（O1y），厚93.0米，厚层灰岩或白云岩，含泥质条带、页岩。寒武系分为上统（3）、中统（2）、下统（1）：1）上统（3）：凤山阶（3f），厚86.1米，白云质泥岩、条带泥晶灰岩夹竹叶灰岩。长山阶（3c），厚34.1米，白云质灰岩、泥晶竹叶灰岩、钙质粉砂岩、泥晶灰岩互层。崮山阶（3g），厚72.7米，白云质灰岩、泥质条带泥晶灰岩与颗粒灰岩互层。2）中统（2）张夏阶（2z），厚145.0米，钙质粉砂岩、鲕粒灰岩、条带泥粉晶白云质灰岩。徐庄阶(2x），厚77.1米，泥质条带泥粉晶灰岩、钙泥质粉砂岩、鲕粒灰岩夹粉砂岩。毛庄阶（2m），厚129.0米，粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、页岩、泥晶质白云岩、泥岩互层。3）下统（1）昌平组（1c），厚54.3米，豹斑状泥晶灰岩、细粉晶灰质白云岩。项目区域地质图详见图5-4。图5-4 区域地质图（3）水文地质条件项目区主要是由沉积岩组成的中山和低山，绝大部分岩体和构造体系裸露地表，可直接承受大气降水的补给。岩石的富水性和赋存条件受断裂、裂隙、溶隙、溶洞、节理等控制，不同的岩性、裂隙、岩溶的发育条件和发育程度不同，地下水的富集程度也不同。一般在地势高的部位，地下水埋藏很深，往往在缺水区，地势低的地段为富水区，经常有1000 立方米/日以上的大泉出露。地下水类型及含水岩组路线区的地下水类型主要由松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类岩溶裂隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水等三大类组成。1）松散岩类孔隙水含水岩组：主要分布于场镇、山坡坡脚坡积、堆积层中，为河流冲积、残坡积及斜坡崩坡积形成的松散弱固结堆积物。主要受大气降雨补给，与河流有季节性互补关系，随季节变化明显，地下水一般不具大范围的循环特征。地下水赋存于松散堆积物的孔隙内，埋藏较浅，作短途的浅循环，在沟谷切割处及低洼的地方出露。水量相对贫乏，单井出水量小于20立方米/天。2）碳酸盐岩类岩溶水含水岩组：主要由可溶性碳酸盐岩类组成，主要地层为寒武系中统昌平组、馒头组、张夏组、奥陶系冶里组、亮甲山组和马家沟组，岩性以泥晶灰岩、鲕粒灰岩、泥质条带灰岩、犳斑状灰岩、白云岩、白云质灰岩为主，另有呈薄层或夹层存在的泥灰岩、泥质白云岩、页岩。地下水赋存于溶蚀裂隙、孔隙及岩溶通道中。由于岩性差异和岩相的变化造成的地下水赋存条件的差异又划分为碳酸盐岩裂隙溶洞水和碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙溶洞水。岩溶水的补给主要有两种方式：一是通过溶孔、溶蚀裂隙、漏斗、落水洞、小洼地等岩溶形态直接吸收大气降水，即渗入补给；一是由地表溪流通过进水溶洞注入补给。径流形式有脉流、隙流及管流三类。脉流主要见于分水岭地带的补给区，多与隙流相连，表现不甚明显；隙流以大面积分布的白云岩区最为普遍，地下水沿构造裂隙运动，隙流区地下水多埋藏较浅，径流距离较短，仅个别大断裂带中的隙流和与管流连接者运移较远；管流多出现在河谷近岸地带和分水岭斜坡的下段，以石灰岩分布区最为常见，管流以径流距离较远、水量大及动态变化大为其特点，多与石灰岩中的隙流连通。岩溶水的排泄分为集中排泄和分散排泄。岩溶管道水多数流量较大，属集中排泄点，排泄点常见于河谷地带及向斜山上。分散排泄多见于地形平缓的白云岩分布区，因裂隙水受泥质白云岩等弱岩溶层的阻隔或因沟谷的切割而排出，前者多形成小的、线状分布的上升泉，后者形成分散出现的小型下降泉，分水岭斜坡地带的石灰岩分布区，部分沟谷中也有少数裂隙水分散排出。由于含水层与相对隔水层相间产出，受相对隔水层隔挡影响，地表形成竖向落水洞，深部发育有水平向的暗河；其余段岩溶主要为顺层及裂隙发育，多形成溶蚀孔隙和溶蚀裂隙，局部有暗河形成。3）基岩裂隙水含水岩组：地表径流发育，渗入条件差，主要由大气降雨补给，动态随季节变化明显，地下水一般不具大范围的循环特征。埋藏较浅，作短途的浅循环，在沟谷切割处及低洼的地方出露。水量贫乏：含水岩组为二叠系石河子组、三叠系双泉组、杏石口组、和侏罗系南大岭组、窑坡组、龙门组、九龙山组，岩性为砂类岩、页岩、凝灰岩和泥岩等岩性。项目区水文地质详见图5-5。图5-5 区域水文地质图地下水的补给与排泄大气降水是地下水总的补给来源，补给途径是多方面的。1）降水入渗补给 大气降水通过山区岩石的裂隙、溶隙、溶洞等直接渗入地下，这是地下水的主要补给来源，占地下水补给量的50%。2）地表水入渗补给：河流出山以后、流经在扇形砾石带、河水大量渗透补给地下水。如大石河出山后不远，变成伏流，在夏村附近又出露地表。3）山区侧向补给：线路区植被、土层覆盖薄，有的岩石裸露地表，承受大气降水后，沿裂隙、节理、层理，岩溶等通道补给地下水。4）人工补给：利用地表水，汛期洪水和工业废水（洁净的）放入砂、卵石坑，属人为储水，它是利用砂、卵石的自然渗漏、补给地下水。 地下水的排泄途径1）潜水蒸发：决定潜水蒸发量大小的因素是气象、岩性、地下水埋藏深度。在松散岩层中埋藏浅的潜水，在干旱的气候条件下，蒸发量是所占比例不比较大。2）开采：地下水线路所在乡镇生活用水和工农业用水的重要水源。城镇生活用水部分采用地下水，工业用水地下水占其总量的50%左右。3）补给地表水：河流补给地下水，但在某些地段，地下水又出露地表补给河流,如大石河夏村以南成为常年有水的河，显然是地下水补给河流的。山区泉水多补给河流，成为河流、小溪的源头。地下水的动态地下水水位变化，取决于气候、地貌、地层结构、径流条件、人为因素的综合影响，而气候因素居首位。随着降水丰、枯年及雨、旱季节的不同，呈有规律的变化。在一年内，三月以后，由于农业用水量增加，降水补给量少，地下水位明显下降，最低水位出现在5月底或6月初，汛期以后地下水得到补给，水位上升，910月达到最高水位。水位年变化幅度在山前地区 510米，平原区13米，潜水溢出带小于1 米。在河水补给的地段，受河水动态的影响较大。地下水位的年际变化，除受降水控制外，还受人为开采的影响。丰水年地下水补给充足，水位上升，枯水年地下水补给少，用水量大，水位相应下降。如1973年霞云岭站年雨量竟达949 毫米，全区地下水位普遍上升25米。在地表透水性良好的山前及大石河沿岸，地下水位上升58米。地下水水质评价线路区地区地下水水质良好，矿化度一般为1克/升左右，局部地区达23克/升，多属重碳酸钙镁型水，适合工农业及生活用水。1）山区地下水水质评价山区地下水径流和排泄条件好，交替强烈，一般为矿化度小于 0.5 克/升的淡水。水化学类型受岩性控制，在碳酸盐岩地区的地下水，主要为重碳酸钙镁型水；在煤系地层中的地下水，一般为重碳酸硫酸钙镁型水。2）山前地下水水质评价山前地区地下水水化学特征，在自然状态下有明显的分带性。自山前到平原、其矿化度和硬度由低变高，水化学类型由简单到复杂。由于煤矿开采排除污水，地下水受到一定程度的污染。（4）岩土体工程地质特征及分区依据岩土体的可溶性，将测区岩层划分为三大类，第四系松散堆积层（）、可溶岩（）和碎屑岩（），每大类又依据岩土体的力学强度分为极软岩（Raj5Mpa）（1）、软质岩（Raj =530Mpa）（1、2）、硬质岩（Raj30Mpa）（2）二个亚类。第四系松散堆积层（）：分布于堂上、秋林铺、莲花庵、史家营等村镇一带，岩性为残坡积粉质粘土、冲洪积含砾砂土及漂卵砾石土，厚330米，承载能力低，可作为一般路基的持力层，但需处理。可溶岩（）：为碳酸盐岩类，主要为灰岩、白云岩、灰质白云岩、白云质灰岩、泥质白云岩、泥质灰岩、鲕状灰岩、犳斑状灰岩、泥质条带状灰岩等，其中灰岩、灰质白云岩、白云质灰岩、砂质灰岩为硬质岩（2），白云岩、泥质白云岩和泥灰岩多为软质岩（1）。碎屑岩（）：主要为粉砂岩、细砂岩、中砂岩、砾岩、粉砂质页岩、泥质粉砂岩、砂质页岩、粘土岩、页岩、铝土岩、煤层或煤线等，粉砂岩、粉砂质页岩、泥质粉砂岩、砂质页岩为软质岩（2），粘土岩、页岩、铝土岩、煤层为极软岩（1）。根据各段地形、地貌及含水岩组的不同，路线可分成第四系松散堆积区、碎屑岩类分布区、碎屑岩夹碳酸盐岩类分布区及碳酸盐岩类分布区，各区的工程地质问题基本相同。1）第四系松散堆积区：主要在堆积侵蚀地貌区出露，为松散岩类孔隙水含水岩组，岩土体类别为类，流塑状过湿土有较大面积分布，主要工程地质问题为路基失稳。2）碎屑岩类区：出露于构造侵蚀剥蚀地貌区，为碎屑岩类含水岩组，岩土体类别多为2类，含薄层1类岩土体，主要工程地质问题为滑坡和崩塌。风化强烈的碎屑岩陡坡地带，因路基开挖破坏了天然边坡，风化破坏带岩石在大气降雨的浸润下而饱和，在重力作用下易形成滑坡；高陡崖壁上裂隙切割的岩体在重力作用下，易形成崩塌。3）碳酸盐岩夹碎屑岩类分布区：出露于构造溶蚀剥蚀地貌区，为碳酸盐岩夹碎屑岩裂隙溶洞水含水岩组，岩土体类别为1 、2及2，主要工程地质问题为崩塌及岩溶塌陷。多发生在单面山的剥蚀地带及深切河谷地带的纵横垂直裂隙发育的脆性岩层中，由于下部碎屑岩被河水掏空或剥蚀，岩体失重而崩塌。岩溶塌陷偶见于岩溶洼地及岩溶发育的断裂带上，多为被覆盖的岩溶漏斗在暴雨后因覆盖物下部被掏空失重而突然塌陷。4）碳酸盐岩类分布区：出露于构造溶蚀地貌区，为碳酸盐岩裂隙溶洞水含水岩组，岩土体类别为1、2，主要工程地质问题为崩塌及岩溶塌陷。综上所述，拟建工程区地形、地质构造复杂，岩体风化程度较高，结构松散，全线地质灾害发育，人类工程活动强烈，工程地质条件差。（5）工程地质分区按地貌形态、地层岩性、工程地质条件、水文地质条件、构造发育状况及气象等因素，并结合公路病害发育类型、规模、分布密度、人类工程活动等将全线划分为以下工程地质段。K0+000K5+450稳定工程地质段该区段路基位于既有公路路基上，地形较为平坦，地层以稳定基岩为主，靠桥头基岩以上分布有坡积碎石土。该段植被茂密，无不良地质现象，属工程地质稳定段。K5+450K10+300不稳定工程地质段该区段路线大多布设于煤层采空区之上。基岩风化程度较高，节理、裂隙发育，基岩表面较破碎，第四系坡积、残积层一般结构松散。本段受到煤层采空塌陷的影响，地面塌陷、滑坡（塌）、崩塌等次生地质病害呈现发育强度高、分布范围广、破坏影响大的特点，属工程地质不稳定段。K10+300K13+200较稳定工程地质段该区段路基上侧较为平缓，植被茂密，局部基岩裸露，岩性以凝灰岩、砂岩、粉砂岩为主，节理裂隙发育，呈强中风化状，一般坡体较为稳定，偶有危石、小规模坡面碎落和崩塌分布，工程地质条件相对较好。K13+200K15+000不稳定工程地质段该区段路线局部布设于煤层采空区之上，且路线路基上侧坡体较为陡峻，局部基岩裸露，主要发育有崩塌、滑坡、坡面碎落等。由于该区段地形狭窄，路基损毁严重，且山体边坡滑塌和坍塌较多，因此经常造成断道阻车现象。该区段主要病害受到下伏煤层采空区的影响，地面塌陷变形严重，并在现有路基上部引发多处次生崩塌、滑坡地质病害，工程地质条件相对较差。K15+000K19+500较稳定工程地质段该段路线大多布设于第四系崩坡积堆积体上，路基上侧坡体较为平缓，局部基岩裸露，局部主要发育有崩塌、坡面碎落等，随着路基开挖崩塌、坡面碎落均可清除，地质病害较轻，工程地质条件相对较好。K19+500K22+500不稳定工程地质段该区段路线局部布设于煤层采空区之上，且路基上侧坡体较为陡峻，局部基岩裸露，主要发育有崩塌、滑坡、坡面碎落等。由于该区段地形狭窄，路基损毁严重，且山体边坡滑塌和坍塌较多，因此经常造成断道阻车现象。主要病害受到下伏煤层采空区的影响，地面塌陷变形严重，并在现有路基上部引发多处此生崩塌、滑坡地质病害，工程地质条件相对较差。K22+500K30+671.244较稳定工程地质段该段路线大多布设于第四系崩坡积堆积体上，路基上侧坡体较为平缓，局部基岩裸露，主要发育有崩塌、坡面碎落等，随着路基开挖崩塌、坡面碎落均可清除，地质病害较轻，工程地质条件相对较好。7、地震北京地区为华北地震活动区，自公元438 年以来，发生有记载的地震168次，其中，4级以上29 次，5.5级以上地震9次，历史上发生过的最大地震是在1679年4月22 日，三河平谷一带的三河地震。根据中国地震动参数区划图（GB18036-2001），本项目区的地震动峰值加速度为0.15g，相应地震基本烈度为度。图5-6 地震峰动峰值加速度区划图8、不良地质根据外业踏勘调查结果和区域地质资料显示，项目区内主要的不良地质有采空塌陷、滑坡、泥石流及崩塌四大类。各类灾害受气象、水文、地形、地貌及地质条件制约，现对其分布、规模、形成机制及对线路的影响详述如下。（1）煤层采空区路线沿线煤矿分布概况采空区主要分布于煤矿特别是集体矿、村办煤矿、乡办煤矿和小煤窑上部，根据调绘和调查，对线路影响较严重的主要为红星煤矿、唐上煤矿、四马台煤矿、银南松煤矿、荣耀煤矿、秋林铺煤矿、莲花庵煤矿等，其中四马台煤矿、莲花庵煤矿、秋林铺煤矿和永兴煤矿形成的采空区对线路的影响主要是巷柱或房柱式采煤法形成的采空区，线路主要跨越其主要巷道，由于其顶板为较厚，且岩性为较软岩，其形成的跨落带、断落带和弯曲带影响范围较小，地表位移量小，对线路的影响较小，而红星煤矿、堂上煤矿、云南松煤矿、荣耀煤矿和秋林铺煤矿因采煤方式为长壁陷落法采煤方式，从而形成浅层采煤区，其垮塌带已延伸至地表，在采空区上方形成了沉陷的区域或洼地，称为地表移动盆地（或最终移动盆地）。对于蜂窝状煤层、矩形采空区，最终移动盆地直接位于采空区上方呈椭圆形，并与采空区互相对称。当矩形采空区开采的煤层倾斜时，则移动盆地呈不对称的椭圆形并向采空区下山方向偏移。而且在这几个煤矿周边，分布了规模不等的小煤窑，根据这次调绘，其小煤窑分布数量不小于100个，其中在碾子沟唐上煤矿附近正在开挖的不下10个，这些小煤窑开采方式有巷道式、洞式，巷道形态变化多样，所留煤柱的位置大小等具有很大的随意性，因此，采后的采空区形态也极不规则。由于采深小，回采巷道大多不支护或临时支护，采后任其顶板自由垮落，故而三带发育程度相对较好，在地表仅产生裂缝、塌陷坑。采空塌陷区分布详见工程地质平面图，采空区影响范围见表5-1。采空塌陷区分布概况碾子沟采空塌陷区：该塌陷区长1155米，宽550米，影响线路K5+600K6+850段，长度1250米，位于两侧山体鞍部，两侧山体已发生滑塌，特别是北西侧山体，已发生大规模滑塌，山体松动，裂缝宽度0.31.5米，在原公路段已形成沉陷洼地，洼地中分布着大小不等的塌陷坑。当采空区范围停止扩展时，地表最终形成以张裂缝为边界的沉陷盆地，线路方案穿越该塌陷区。据本阶段现场调查访问，K5+600K5+900段地表塌陷已基本完成，对线路影响较小，但K5+900K6+850段因重复开采和小煤窑目前仍在乱采对此段线路严重影响。图5-7 碾子沟采空塌陷造成旧路破坏 图5-8 碾子沟采空塌陷破坏边坡稳定四马台采空塌陷区：该塌陷区塌陷区长710米，宽300米，影响线路K8+150K8+850段，长700米。塌陷区上部山体出现裂缝，裂缝宽度0.10.8米，东侧边坡的简易公路边坡已出现坍塌和滑塌，据调查，该塌陷区为吉兴矿、供销矿和四马台矿开挖所致，据现场调查访问，线路所经采空塌陷区，地面塌陷已基本完成，因而对路线的影响较小。 图5-9 四马台采空塌陷破坏边坡稳定 图5-10采空塌陷造成边坡顶部基岩拉裂松树岭采空塌陷区：该塌陷区长820米，宽420米，影响松树岭隧道方案线路AK9+010AK9+450，长440米，或影响明线方案K9+380K10+900段，长1520米，位于两座山体鞍部，并导致两侧山体发生阶梯状滑塌，其形成是由于荣耀煤矿和银南松煤矿、四马台煤矿开挖，导致该区形成塌陷，塌陷区的形成，与该区的地形地貌、地层岩性、地层倾角、开采方式、开采厚度、开采深度、采空区尺寸大小、重复采动、水文地质条件等有关，小煤窑的无序和乱开、乱采，加剧了塌陷区的规模。该塌陷造成隧道洞身和洞口位置的岩土体松散破碎，且有一些贯通性的裂缝，对线路隧道的建设和运营将会产生极为严重的影响，但明线方案线路所经采空塌陷区，地面塌陷已基本完成，仅在局部路段上产生不均匀沉降，因而对路线的影响较小。 图5-11 松树林采空塌陷区边坡下错、失稳 图5-12 采空塌陷在山坡顶上形成拉裂带秋林铺采空塌陷区：该塌陷区长1200米，宽430米，影响线路K14+296K15+256段，长960米。该塌陷区主要为秋林铺煤矿和小煤窑开采所致，其中秋林铺煤矿分三个水平井口，导致该段出现大范围的坍塌，塌陷区覆岩不存在极坚硬岩层，岩层如胶结程度较好的砂类岩、砂质页岩，砂质泥岩等较软岩等，开采后容易冒落，煤层上部的覆岩随采随冒，不会形成悬顶，并产生“三带”型变形，地表则产生缓慢的连续性变形。这种冒落和下滑，一直发展到地表，在地表煤层露头处出现塌陷坑。沿塌陷坑两侧弱层面形成台阶状下沉，在贾史路东南侧山体上部已发生裂缝，裂缝宽度约0.81.2米，山体南侧已发生坍塌，整个山体已发生变形和裂缝，线路在局部已采取避让，据现场调查访问，目前除K14+956K15+256段存在较大剩余变形，对路线影响较大，其余部分地表塌陷变形已基本完成，对线路影响较小。莲花庵青煤采空塌陷变形区：该塌陷区长570米，宽300米，影响正线K21+700K22+650，长950米，影响比较线BK23+700BK23+881，长181米，为莲花庵青煤矿所致。该煤矿采煤为石炭系煤层，下挖深度较浅，上覆基岩主要为粉砂岩、炭质页岩、泥岩等软质岩层，采空后极易发生冒落并形成塌陷区，据现场调查访问，线路所经位置地面塌陷已基本完成，对路线的影响较小。图5-13 秋林铺采空塌陷区山体开裂 图5-14 莲花庵采空塌陷区地面变形（2）泥石流百花山地区山坡坡度多在30以上，山地沟道坡度均在1030，而且沟谷狭窄，沟道剖面多呈V形和U形，这些地形均易发生泥石流。许多山地基岩裸露，植被覆盖率低，长时间风化、剥蚀，土石体疏松，地表岩屑土层厚度多为0.30.6米，一遇暴雨，松散的土石块大量涌进沟谷，这些都成为泥石流固体物质的补给源。海拔800米以上的百花山、白草畔等山峰均具有降水的有利地形，一方面导致暖湿气流受阻形成大雨、暴雨落在山地迎风坡，另一方面阻滞气流移动，延长降雨时间，增加降水强度，直接为泥石流形成提供水动力条件。在大石河、清水河流域的史家营、霞云岭、大安山等乡镇山地坡麓、河流沿岸及沟谷两侧，历史上曾发生程度不等的泥石流灾害。特别是煤矿矿渣，极易为泥石流提供物质来源，现就泥石流发育特征及影响因素主要分述如下：气象因素北京山区泥石流多在多雨的年份，发生的具体时间与多日降水后，集中暴雨的出现相一致，与洪峰关系密切。在时序分布上具有不均匀性和间断性的特征。 这说明泥石流的发生，除了物质基础、地貌等条件外，还与动能条件相联系，发生的动能条件是有一定时间间隔的。地形地貌北京山区发生泥石流的沟谷多为源头短小的沟谷，一般没有次一级的支流汇入。据有关资料统计，北京山区发生泥石流的沟谷纵坡，主要在1029之间占的比例大，占87%，大于或等于30和小于10的沟谷发生泥石流的机会很少，仅占13%。这是因为大于30 的沟谷不利于松散堆积物的累积。沟谷纵坡小于10时，在暴雨作用下，水流动能不足，也不易发生泥石流。在纵坡度为1029的沟谷纵坡里，泥石流发生的比例北山为87.6% ，西山为85.9%。地质构造和岩性特征在火山岩体地区，尤其是在断裂接触带附近，岩石一般比较破碎，易发生泥石流，清水河和大石河流域都属此类。在两组斜交构造节理上，坚硬岩石更易破碎，形成厚层堆积，为泥石流发生创造了物质基础。交切夷平面夷平面和高剥蚀面，高剥蚀面和低剥蚀面以及低剥蚀面和现代河谷谷底之间交切侵蚀所形成的面之间易形成泥石流，据有关资料，泥石流发生区平均高程西山区高于北山区，全市平均高程为633.7 米，西山区为787.5 米，北山区为560.8 米；西山泥石流集中在6001000 米之间的占 66.3%，北山区泥石流集中在 300800 米之间的占61.6%。这说明西山区的6001000 米为高交切侵蚀面，北山的300800 米为中交切侵蚀面；西山高程在 300 米以下没有泥石流发生，而北山在300 米以下却占11.2%。对于成因分析，除了气象、地形地貌、地质构造、岩性特征、交切夷平面等因素外，还要考虑气水文、土层和植被等因素。就本线路而言，项目位于北京西部山区，其影响因素除上面因素外，另一重要因素为煤矿矿渣堆积体，它为泥石流提供了丰富的物质来源，项目区煤矿堆积体分布详见表5-2和工程地质平面图。（3）滑坡本项目区滑坡主要分布在由人类工程活动引发，特别是煤矿开采后形成移动盆地的边缘为滑坡多发地段。路段内滑坡以浅层土质、岩质滑坡为主，滑坡物质成分主要为斜卧于基岩表面上的松散堆积层及风化基岩层，受人类工程活动、重力作用、强降雨过程等多种因素的影响，不仅发生频率高，而且具有长期持续变形破坏的特点，规模较大, 一般体积在数万立方米以上。为防止滑坡对公路的危害和影响，需对路段内有危害和有潜在危害的滑坡分别采取部分或全部清除、设置锚索框架、抗滑挡墙支挡或者绕避等处治