巢湖北部湖區工程地質分區及特性探討

王紅軍, 孫 濤

(安徽省水利水電勘測設計院 勘測分院,安徽 蚌埠 233000)

巢湖北部湖區工程地質分區及特性探討

王紅軍, 孫 濤

(安徽省水利水電勘測設計院 勘測分院,安徽 蚌埠 233000)

通過收集、整理近年來巢湖及其北部湖區治理的勘察成果,綜合分析北部湖區水域范圍內環境地質條件、巖土體結構及工程地質特性,將工程地質條件相似或相同區域進行劃區,形成分區圖并進行評價,為巢湖北部湖區的合理開發利用提供必要的地質依據,為深入開展巢湖湖區演變、岸線演變及發展預測研究提供并積累基礎地質資料。

巢湖湖區;工程地質分區;工程特性

巢湖位于安徽中部,是中國五大淡水湖之一,水域面積約800 km2,庫容約40億m3,流域面積約1.35萬km2,是合肥市及其下轄市縣的重要水源地,兼有蓄洪、通航、灌溉、漁業、觀光旅游等功能。

杭埠河—忠廟一線以北巢湖湖區為合肥市管轄區域,水域面積約230 km2,隨著合肥市“生態合肥”建設工作的啟動,合肥市城市發展向巢湖擴展,為建立現代化的園林濱湖城市,已啟動巢湖沿岸生態環境綜合治理等項目。加之引江濟淮項目即將開建,對巢湖北部湖區環境地質資料需求迫切,利用已有成果資料在綜合分析研究北部湖區水域范圍內環境地質條件與巖土體結構及工程地質特性的基礎上,進行工程地質分區具有重要的現實意義。

1 巖土體工程地質特性

根據搜集資料分析,巢湖湖區第四紀河湖相沉積較為發育[1]。沿湖周邊多為新近沉積的全新世(Q4)砂壤土、淤泥質土,下伏晚更新世(Q3)硬可塑狀重粉質壤土(湖崩段直接出露);河流入口處、湖中心線偏東側(派河—忠廟航線兩側)主要分布深厚淤泥[2]。晚侏羅紀毛坦廠組安山巖、凝灰巖在東部低山丘陵附近湖區或湖內孤山出露[3]。各土層工程地質特性及主要指標見表1。

2 工程地質分區依據

近年在巢湖周邊及湖區完成勘測項目數十個,完成與湖區有關的鉆孔近800個,形成了由距岸邊50 m、500 m、1 000 m等三條沿湖岸走向勘察剖面,每5 km一條垂直岸邊勘察剖面構成的基本涵蓋研究區的勘察網絡,以及派河口—忠廟航線、派河口—南淝河航線等勘察剖面。較為全面地掌握了區內巖土體結構及其特征,查明了主要工程地質問題,為工程地質分區提供了依據。

表1 各土層工程地質特性及主要指標一覽表

在分析整理前期勘察成果的基礎上,以各土層形成時代、分布及特性等工程地質條件為依據繪制地質剖面圖。依據地層結構分布特征及地質剖面圖,把地層結構分布相同或相似的區域進行歸并[4],將研究區劃為4個工程地質分區,具體分布見圖1,典型地質剖面見圖2,各分區及特性見表2。

3 各分區工程特性及評價

Ⅰ區分布較集中,主要分布于派河—忠廟、派河—南淝河航道沿線,面積約94.3 km2。該區主要為淤泥等軟弱土,粘聚力小,內摩擦角幾乎為0,具高壓縮性,低承載力、疏浚等級的特征。一般只可用作吹填料區。該區淤泥易流動并產生蠕變變形,對航道邊坡穩定不利,易造成航道二次淤積;對區內建筑物不利,對于燈塔、導流堤、防波堤等建(構)筑物應盡量避開,當無法避開時,建議采用樁基等處理措施。

圖1 工程地質分區圖Fig.1 Zone map of engineering geology

圖2 典型地質剖面圖Fig.2 Typical geologic section

表2 工程地質分區及特性

Table 2 Partition and characteristics of engineering geology

分區結構特征及特性Ⅰ3．0～5．0m范圍內為(Q4)淤泥、淤泥質土等軟土，無晚更新世(Q3)硬塑狀重粉質壤土。該區土層抗剪強度、承載力低，具高壓縮性、蠕變性，自穩能力、抗沖刷性能差Ⅱ4．0～5．0m范圍內上部為全新世輕粉質壤土(1．0～3．0m)、淤泥質土(1．0～4．0m，局部缺失)，下伏晚更新世(Q3)硬可塑狀重粉質壤土。該區土層強度一般，抗沖性能差Ⅲ晚更新世(Q3)硬塑狀重粉質壤土，直接出露，或表層無軟土(層厚<1．0m)。該區強度高，抗沖性能好，疏浚、開挖等級高Ⅳ基巖，直接出露或埋深淺，上覆淤泥較薄。強度高，開挖等級高

Ⅱ區分布較分散,主要分布于派河入湖約3.8 km及航道兩側各約1 km范圍內;湖東北側距岸邊約2.5 km范圍內;杭埠河附近及孤山周圍湖區,面積約73.6 km2。上部為新近沉積輕粉質壤土、淤泥質粉質壤土,強度低,疏浚等級一般,抗沖刷能力差,表層局部為薄層淤泥,下伏硬可塑重粉質壤土,強度高,疏浚等級高。該區地層結構對區內建筑物及水下岸坡穩定不利,局部存在滲透穩定及沖刷問題。一般可作為沿湖防浪林臺、吹填區、吹填料區等建設場地,建議進行必要的穩定性驗算、軟弱下臥層驗算及沉降計算,對于重要工程,建議采用樁基處理措施。

Ⅲ區主要分布于該湖區西側、西北側、東側近岸段、環孤山等處,面積約60.8 km2。主要為重粉質壤土,抗剪強度高,承載力較高,疏浚等級高,工程性質好,對承載力、邊坡穩定等有利,可作為林臺、料場、導流堤、防波堤、航道等天然地基基礎持力層,并可作為重要的料源,為沿湖堤岸加固、填塘等提供土料。

Ⅳ區主要分布于孤山、湖東岸,零星分布,面積約1.3 km2。主要為安山巖、凝灰質砂巖,強度高,開挖難度大,承載力高。在航道、疏浚工程規劃時建議避開;當在該區域及附近施工時應進一步勘察分析,對于土巖結合地基應采取必要的措施防止不均勻沉降。

4 結語

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區均可作為吹填料場,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區可作為防浪林臺場地。對于航道工程,建議避開Ⅳ區。當通過Ⅰ區時建議采用合適的坡比,防止軟土蠕變造成邊坡失穩現象;通過Ⅱ區時應考慮波浪的沖蝕沖刷對岸坡的影響;通過Ⅲ區時對航道邊坡穩定有利,由于開挖等級高應注意采用合適的施工設備。

對于燈塔、防波堤、導流堤等其他涉湖建(構)筑物盡量避開Ⅰ區,選擇Ⅲ、Ⅳ區,視工程荷載、工程性質等具體情況,可選擇Ⅱ區,設計時均應考慮抗拔及抗浮問題。

該工程地質分區為巢湖北部湖區的合理開發利用提供了必要的地質依據,為深入開展巢湖湖區演變、岸線演變及發展預測研究提供了基礎地質資料。

[1] 馬舜,王紅軍.合肥市巢湖沿岸生態環境綜合治理工程地質勘察報告[R].蚌埠:安徽省水利水電勘測設計院,2007.

[2] 王紅軍,馬舜,岳金剛,等.合肥市巢湖湖區航道工程地質勘察報告[R].蚌埠:安徽省水利水電勘測設計院,2009.

[3] 安徽省地質礦產局.安徽省區域地質志[M].北京:地質出版社,1987.

[4] 周軍,耿宏斌.蚌埠市工程地質分區初探[J].安徽水利科技,2003(4):49.

(責任編輯：陳姣霞)

Discussion on the Engineering Geological Division and Characteristicsin the Northern Part of Chaohu Lake

WANG Hongjun, SUN Tao

(SurveyBranchAnhuiSurveyandDesignInstituteofWaterConservancyandHydropower,Bengbu,Anhui233000)

By collecting and sorting the exploration projects in the Chaohu Lake that are completed in recent years,based on the comprehensive analysis of environmental geological conditions of the north of Chaohu Lake range and structure of soil and engineering geological characteristics,the authors compartment the engineering geological conditions that are similar or the same,form dividing map and even evaluate. It provides the geological basis for the rational development and utilization of northern Chaohu lake.

lake area of Chaohu Lake; engineering geological division; engineering characteristics

2015-12-03;改回日期:2016-02-17

王紅軍(1984-),男,工程師,水利水電工程專業,從事水利勘察工作。E-mail:wanghui_whj@126.com

P642

A

1671-1211(2016)04-0628-03

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2016.04.018

數字出版網址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20160707.1449.022.html 數字出版日期:2016-07-07 14:49