長江沿岸銅陵段工程地質條件與工程建設適宜性評價

余 敏，趙 建

(安徽省地質礦產勘查局321地質隊，安徽 銅陵 244000)

0 引 言

長江沿岸地區工程地質條件復雜，工程地質問題突出，給港口、碼頭、過江隧道、橋梁等工程建設帶來嚴重危害。在長江沿岸地區進行工程建設，須弄清楚該地區工程地質條件，掌握各類巖土體工程性質特征。本文以銅陵長江沿岸為研究對象，在大量基礎資料和鉆孔資料基礎上，進行工程地質、地質問題分析、研究，對場地穩定性和適宜性作出評價，對工程建設選址和規劃具有重要社會和經濟意義。

1 研究區背景

1.1 地形地貌

研究區位于銅陵長江段，屬長江下游河段。地勢自南向東傾斜，河谷形態不對稱，左岸較寬的河漫灘，山地、丘陵離河床較遠；右岸河漫灘較為狹長，橫港至十里長山一帶階地及丘陵逼近江邊，如圖1所示。

表1 巖土體工程地質類型

1.2 巖土體劃分特征

巖體劃分特征：依據巖體成巖方式、物質組成等因素，將區內巖體工程地質類型劃分為碎屑巖類、巖漿巖類和碳酸鹽巖類三個基本類型，又依據巖性組合、結構構造及工程地質特征，進一步劃分為六個工程地質巖組(表1)，其中較堅硬-軟弱厚層狀砂礫巖、礫巖巖組為長江兩岸主要巖層，俗稱“紅層”。

土體劃分特征：土體劃分為卵礫類土、砂性土、黏性土和特殊類土4種類型(表1)。沿江漫灘和江心洲以沖積成因的黏性土、砂性土和砂礫石層為主，層厚一般30～60 m，在垂直于長江方向上，且遠離長江有所變薄；山前坡麓及丘陵地帶以第四系中更新統殘坡積和坡洪積成因的黏性土、泥礫層或砂礫卵石層為主，層厚一般10～20 m。

圖1 地形地貌圖

1.3 典型剖面

長江兩岸河漫灘相典型剖面表部為細粒黏性土、粉細砂，往下逐漸變粗，下部為河床相礫、卵石(圖2)。上部由于粉粒含量高，抗剪強度低，工程地質條件不利。在江水側向沖刷下，易產生岸邊塌方。

圖2 長江河漫灘典型剖面圖

2 主要工程地質問題及特殊類土

2.1 軟土工程地質問題

區內軟土呈層狀分布，埋深<5m，標貫擊數N2-6擊/30cm，雙橋靜力觸探錐尖阻力qc為0.56MPa，原狀土抗剪強度12.5～55 kPa，承載力特征值60～90 kPa(圖3)。

圖3 軟土分布特征圖

軟土體具有觸變性、低強、高壓、低透水及不勻稱不良工程地質特征。因地基處置不當，或疏于處理，易引發地基沉陷、滑動或側向擠出等災害，湖湘沉積淤泥類土夾泥炭薄層，水泥攪拌樁遇泥炭層易造成斷樁，應予以關注。

2.2 液化砂土問題

液化砂土分布長江兩岸河漫灘和江心洲，巖性為粉細砂、粉砂或粉土與粉質黏土互層，層厚5～35 m，臨近長江厚度大(圖4)。

圖4 粉細砂分布及等厚線圖

本區抗震設防烈度為VII度區，依據規范對該區地面以下15 m、20 m范圍內飽和砂土，進行判定，結果為輕微-中等液化。

砂土液化鐵路、公路、橋梁和民建等都造成不同等級危害。由砂土液化造成涌砂、地基失效及塌陷等危害已成為不可忽視的現象。

2.3 岸崩

工作區長江河段上起老灣、大通，下至荻港鎮，是長江下游最復雜河段，全長約70 km。長期受到水流影響，部分區域存在失穩危險。大型工程建設，如碼頭、過江通道建設等，須避開可能存在失穩危險地段。

在詳細調查、分析與研究基礎上，建立江岸穩定性評價模擬，對岸線進行評價單元劃分及評價因子分級和賦值，通過單元內各評價因子權重計算以此得出穩定性評價結果并分區，為沿江開發帶涉岸工程布局和岸線資源開發與保護服務。

經評價得出，銅陵段長江北岸的穩定性總體好于南岸。

2.4 風化巖和殘積土

對工程建設影響大且區內廣泛分布紅層全風化帶和閃長巖殘積土，工程建設中應予以關注。

全風化紅層：①具浸水崩解特性；②具遇水軟化特性；③具有強度低，塑流變形特性。

花崗巖殘積土：①遇水易軟化及崩解，使其強度下降;②由于風化不均勻，可能夾有球狀風化體，造成分布及大小不規律。

3 工程建設評價

銅陵沿江岸線地區重點工程主要有長江大橋、過江隧道、港口碼頭、倉儲工程。

3.1 巖土工程分析與評價

(1) 場地穩定性及適宜性評價。勘察場地及其附近無活動性斷裂通過遠離無滑坡、崩塌等產生條件，現狀下，場所穩固性較好，適宜于建設目標建筑。

(2)巖土工程性質評價。上部黏性土、砂性土其強度低、壓縮性高，具有軟土變形和砂土液化問題，不宜作建筑物基礎持力層；下部礫、卵石層，埋深較深，強度較高，可作一般建構筑物基礎持力層；“紅層”砂巖，強度高，壓縮性低，但多數埋深大，十里長山地段埋深淺處可作擬建構筑物樁基持力層。

3.2 工程建設規劃適宜性分析

在進行長江岸線資料開發利用與保護、過江通道等涉岸重大工程建設布局規劃與選址過程中，須在掌握長江岸線穩定性基礎上，滿足工程建設可靠性、經濟性與當前技術實用性，綜合分析長江岸線資源與地質條件、地質特征、地質問題等，進行工程建設適宜性評價，供規劃決策參考。結合工程建設需要，依據該過江通道規劃位置周邊工程地質條件分析，提出如下建議：

(1)開發區過江通道兩岸土體厚度大，軟土分布面積廣，建議向上游移動2～3 km基礎穩定崗地地貌區，以避開南岸軟土發育區和江岸不穩定區。

(2)考慮到北岸軟土深度大，采用長江大橋形式，勢必造成橋梁樁基過長，難度增加與建設成本增加。鑒于我國已有諸多軟土地區過江隧道等工程建設經驗，建議北岸采用過江隧道，因此建議采用橋隧結合方式，即“南橋北隧”方案。

4 結 論

(1) 基本查明區內工程地質條件，結合巖土工程地質分析研究與工程建設有關工程地質問題，做出定性定量評價，并提出應對措施。

(2) 基本查明區內致災特殊性土類型、分布、厚度、成因及工程地質特性，劃分危害等級，并提出相應防治措施意見。

(3) 對重要規劃工程設施場地穩定性和適宜性評價，對可能出現問題提出防治措施建議。

(4) 運用GIS平臺集成技術，開展長江岸線穩定性定量分析與綜合評價工作，對過江隧道布置及建設形式提出建議。