通啟高速公路南通至海門TQ—01標段勘察設計研究

劉冰宇 殷穎迪 王文嬌

摘 要：文章通過通啟高速公路南通至海門TQ-01標段勘察設計的實踐，和地質調查與測繪、物探、探井、水文調查等手段，查清了場區的工程地質和水文地質條件，詳細論述了勘察設計的過程。總結了勘察設計的經驗體會，并對湖積相平原高速公路勘察設計的若干問題提出了一些建議。

關鍵詞：湖積相平原；勘察；設計

中圖分類號：U412 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）26-0001-02

1 工程概況

南通至啟東高速公路西起寧通公路九華樞紐立交，沿途經陳橋立交，東至南通北樞紐立交，轉向東南方向，經小海樞紐一路向東延伸，經過灣頭鎮、搭連鎮、海門市以北、六匡鎮、廟橋鎮、長安鎮東至啟東市，終止于啟東匯龍鎮，全長107.63 km。

通啟高速公路工程為江蘇省重點交通建設項目，南通至海門TQ-01標段西起通州區九華鎮，經通州市平潮鎮何園村，經雙壩頭、馬家園、終于平潮鎮平北村，線路里程K117+130.20～

K122+100.00，全長4.97 km。

2 自然地理條件

2.1 氣候、氣象

勘察區域位于北亞熱帶濕潤氣候區，日照充足，四季分明，雨量豐沛。區內多年平均氣溫15.5 ℃，月平均最高氣溫28.3 ℃，月平均最低氣溫2.1 ℃～2.5 ℃，區內平均年降水量987.9 mm，最大年降水量1 650 mm，最小僅550 mm，無霜期260 d左右，全年以東南風，冬季偶有西北風。

2.2 地形、地貌

長江三角洲沖積平原是由河流沖擊、淤泥形成的一套三角洲相松散沉淀層物，整個地區地勢平緩，呈西高東低變化趨勢，海拔高度介于3.00～4.20 m之間。由于近代人類頻繁的生產活動，原有的地物地貌發生了極大的改變，本高速公路路線主要通過該區域。

3 區域工程地質條件

3.1 地層、巖性

3.1.1 前第四紀地層

該區域地層為古生界泥盆系、石炭系、二疊系及中生界三疊系、侏羅系（火山巖）、白堊系及新生界上、下第三系地層，埋藏深且大部分被第四系所覆蓋。

3.1.2 第四紀地層

路線經過區第四系部厚度在300 m左右，本次勘察僅揭露Q4和部分Q3地層。

①通州—三廠鎮斷裂（F1）：為一推測斷裂，起于三鎮西南，經通州市東北之區外的石港西北一帶，區內長約40 km。大致在樁號K180附近與線路切割，推測該斷裂最新活動時代應在晚第三紀。

②四安—姜灶斷裂（F3）：該斷裂東南起于通州市姜灶，向西北經四安延伸出區外，走向北西，大致與線路K140及K150附近相交。該斷裂規模較小，表現為傾滑正斷層性質，推測第四紀以來沒有活動。

③瀏河—新場斷裂（F4）：該斷裂自瀏河鎮、沿浮橋、穿上海市區向新場方向展布，是由3～4條斷裂組成的斷裂帶。帶寬500～600 km左右，最新活動時代在中更新世。

④觀音山一張芝山斷裂（F6）：西北自南通市觀音上起，向東南經小海至張芝山。該斷裂規模較小，表現為傾滑正斷層性質，推測第四紀以來沒有活動。

⑤四安—南通斷裂（F5）：從北東由區外經通市西側延伸出區外，斷裂性質不詳。推測第四紀以來無明顯活動跡象，大致與K135附近與路線相交。

⑥觀音—余西斷裂（F2）：該斷裂西起南通東北，經觀音山北，余西北部，止于余被附近，呈現NEE向延伸，全長34 km，被四安—姜灶和通州—三廠兩條北向斷裂左旋錯斷成三段，錯距達2 km，沿斷裂有多個閃長巖體分布，線路里程樁號K150附近相交。

本標段經過區及附近無全新活動斷裂，區域穩定性屬于穩定地塊。

3.2 地 震

路線經過區位于華北地震區的長江下游—南黃海地震帶內，屬中強震活動區。據史料記載，區域上共發生3次震級4.0～5.0 Ms的破壞地震，這些地震多發生在江門南，震中距離本標段10～45 km。區內地震基本烈度為Ⅵ度。

3.3 水文地質條件

3.3.1 地表水

路線經過區內河網密布，河流溝渠縱橫交錯，河流大都為人工運河，其水位、流量受人工閘控制，泄洪條件良好。經取水樣分析：PH=7.88，為堿性水，礦化度：163.3 mg/L，屬淡水，HCO3-：122.0 mg/L，SO2-：33.6 mg/L，CL-：12.4 mg/L，Na+：8.1 mg/L，Ga2+：39.1 mg/L，Mg2+：9.1 mg/L。地表水多為HCO3—Ca型水，侵蝕性CO2未檢出。據《公路工程地質勘察規范》（JTGC20—2011）判定：本路線段地表水對混凝土不具腐蝕性。

3.3.2 地下水

第四系全新統中的潛水、半承壓水為勘探深度內地下水主要的賦存形式，總體上可劃分為以下兩個含水層。

第一含水層底板埋深26.5～32.5 m、底板標高-23.8～29.8 m，含水層厚23.1～30.2 m，含水層巖性多為全新統灰色低液限粉土質砂、細砂，局部為低液限粉土，賦存潛水，富水性差。據水質分析結果：pH=7.44，礦化度：665.0 mg/L，HCO3-：454.3 mg/L，SO42-：164.5 mg/L，CL-：55.1mg/L，Na+：26.7 mg/L，Ga2+：151.5 mg/L，Mg2+：42.3 mg/L。地下水主要為HCO3-SO42——Ca.Mg型水，侵蝕性CO2未檢出。

第二含水層為承壓含水層，其頂板埋深50.9～61.2 m，含水層巖性主要為上更新統中粗砂、細中砂，局部為地液限粉土砂及地液限粉土，沿江地帶顆粒較粗，沿海地段顆粒較細。其承壓、半承壓水的補給來源主要是潛水滲透與越流補給及側向徑流補給，排泄途徑主要是人工開采，其次是越流滲入深部含水層及側向徑流等。

3.3.3 環境水腐蝕性評價

按《公路工程地質勘察規范》（JTG 20—2011）判定：本勘查區地表水和地下水對混凝土不會產生腐蝕性破壞。

4 工程地質問題與評價

4.1 道路工程地質分區與評價

本標段位于長江三角洲沖積平原，地貌類型單一，根據地層巖性分布特征進行工程地質分區，本標段可分為軟土工程地質區（A區）及軟弱粘性土區（B區）。

4.2 不良工程地質問題及評價

本路段的不良工程地質問題主要為軟土、軟弱粘性土和砂土液化，下文對此分別敘述。

4.2.1 軟 土

Q4alV13+4層淤泥地液限粘土，灰色，軟塑～流塑。該分層布不連續，多呈透鏡體分布在K120+900～K121+650段及魚塘、溝渠的表層，其頂板標高為-0.2～1.4 m，發育厚度為0.5～2.9 m。其主要物理力學指標：天然含水量W=41.2%、天然孔隙率e=

1.25 L，液性指數IL=1.99、a0.1-0.2=0.97 MPa-1、Es=3.30 MPa、十字板強度Su=54.7 kPa。

可見，該土具有含水量高、孔隙比大、強度低的特征，其壓縮性較高，力學性質差，承載力低，屬不良工程地質層。

4.2.2 軟弱粘性土

在本標段呈上、下兩層分布。

第一層為（Q4alⅡ23-1、Ⅱ33）層：巖性為低液限粘土、粉土，本標段淺部均有分布，底板標高-5.30～0.20 m，厚度1.7～5.50 m，土質不均，具水平層理，中下部夾粉土質砂薄層，軟塑-流塑。其主要物理力學指標：天然含水量W=33.0%、天然孔隙率e=0.85 L，液性指數IL=1.02、a0.1-0.2=0.307 MPa-1、Es=5.79 MPa、200 kPa壓力下的固結系數：Cv（垂直）=6.48×10-3 cm2/s，直剪強度：c=14 kPa、Φ=19.2 ？觷。

第二層為（Q4alⅡ23-2、Ⅱ33-3）層：巖性為亞粘土夾（互）粉砂，分布厚而穩定，整個標段都有揭露，頂板標高-21.4～-29.7 m，厚度一般為25.0～33.0 m，局部未揭穿。該層土以互或夾粉砂為特點，軟塑，且土體中粉粒含量高。其主要物理力學指標：天然含水量W=35.7%、天然孔隙率e=1.065 L，液性指數IL=1.45、a0.1-0.2=0.43 MPa-1、Es=4.84 MPa、200 kPa壓力下的固結系數：Cv（垂直）=7.82×10-3 cm2/s、Ch=7.20×10-3 cm2/s，直剪強度：c=16 kPa、Φ=17.1 ？觷，無側限抗壓強度qu=42 kPa，超固結比OCR=0.94，十字板試驗時因夾或互砂的影響，其Su一般大于100 kPa。

該土層含水量較高，孔隙率較大、強度偏低，力學性質差、承載力較低，性質接近于軟土。

4.2.3 砂土液化

勘察路線表層廣泛分布軟塑狀亞砂土及松散～中密實粉砂，根據要求，本次勘察只對大型構筑物按地震基本烈度提高1 ？觷（即Ⅶ度）進行液化判別，經判定該路段一般屬于輕微液化到中等液化場地，液化綜合指數一般小于5.0，液化折減系數一般為1/3～2/3。因本路段液化危害程度不大。對于大型橋基，建議采用樁基礎，穿過液化層，可將樁尖持力層置于下臥更新統層中。

5 結 語

①本標段屬長江三角洲沖積平原，地質結構較簡單，松散發育厚度大，基巖埋深在300 m以下，線路經過區及附近無活動斷裂，區域穩定性屬于穩定地塊。

②地層主要為全新統沖、海相地層。全新統土質較軟，上更新統土層一般較好，但海相沉積的淤泥粘土、亞粘土、亞砂土及底板埋深10 m以內的土體其工程地質性能較差。

③全新統海相沉淀的軟弱土層，工程地質性能較差，作為路基持力層易產生不均勻沉降和路堤失穩，必須進行路基填土高度穩定性驗算和沉降計算。

④本標段屬不良地基路段，須對填筑路段采用換填、超載預壓、袋裝砂井，塑料排水板或粉噴樁等方法進行地基綜合加固處理，對于橋頭兩側可采用碎石樁法加固地基。

⑤路線段經過區地下水和地表水對混凝土不具腐蝕性。

⑥本區地震基本烈度為Ⅵ度。

參考文獻：

[1] JTGC 20-2011，公路工程地質勘察規范[S].

[2] GB 50011-2010，建筑抗震設計規范[S].

[3] GB 18306-2001，中國地震參數區劃圖[S].