濟南標準地層劃分及其在市政工程中的應用

劉立群，何巧靈，馬玉飛

(1.山東博物館，山東 濟南 250014； 2.濟南市勘察測繪研究院，山東 濟南 250101)

1 引 言

目前隨著我國城市快速發展，每年新增的大量的市政、軌道交通、工民建等基礎設施項目，建設規模越來越大，建設區域越來越廣，部分建設項目(特別是軌道交通、市政快速路等線路工程)往往涉及不同的地貌類型或地質單元，其巖土工程勘察工作一般由不同的勘察單位完成。如按照傳統工作模式，不同勘察單位的地層劃分標準存在差異性，所提交的勘察資料在地層劃分、參數選用、工程建議等方面不可避免存在一定的差異，這對于整個建設項目的設計、建設、管理等造成諸多不便，甚至帶來負面影響。因此建立地區性統一的地層劃分標準是十分必要的[1，2]。

2 區域地質概況

2.1 地形地貌

濟南市位于魯中山區北側，南依泰山，北臨黃河，地形南高北低。南部為綿延起伏的山區，山勢陡峻，深溝峽谷，絕對標高 200 m～600 m；中部為山前傾斜平原，絕對標高一般 40 m～90 m；北部為沖積平原。

濟南地區整體地勢為南高北低，地貌單元主要包括平原地貌與山地地貌兩類，其中平原地貌主要是北部的黃河沖積或沖洪積平原，山地地貌主要分布在濟南南部山區，包括低山、丘陵、殘丘等，巖溶現象較為發育。

濟南地貌分區表 表1

2.2 區域地質構造

濟南地區在地質構造上處在魯西隆起的西北側，其北側為濟陽拗陷，整體上屬于單斜構造，緩傾向北，褶皺構造發育情況一般，市區內地層年代呈現出“南部老北部新”的規律。濟南在區域上屬于華北-柴達木地層大區中的華北地層區，由東西走向的齊河-廣饒斷裂劃分為兩個分區，其南北兩側分別為魯西地層分區、華北平原地層分區，其中在該斷裂帶南側又發育有多個北東或北西走向的斷裂帶，根據相關地震資料，以上斷裂對本地區建設場地穩定性基本無影響。

3 標準地層劃分

3.1 標準地層劃分標準

濟南市標準地層劃分標準主要根據濟南市多年來的勘察成果資料進行匯總分析，按照地質年代由新到老的編碼順序劃分主層，地質年代越老，地層編碼序號越大，對于某一主層內所夾的互層、薄層或者夾層，考慮到其巖性、結構、成分及物理力學性質的差異性，將其單獨定為亞層，且在其編號前冠以主層編號[3～5]。

3.2 濟南市區標準地層

按照以上原則與標準，針對濟南市區工程建設項目，建立了濟南市區標準地層劃分標準，其時代成因、地層層序、地層巖性及其工程地質特征(部分)如表2所示。

濟南市區標準地層層序表(部分) 表2

4 標準地層應用

本文以濟南市某城市快速路項目可行性研究勘察為例進行應用分析。該城市快速路規劃全長約 25.8 km，全線包括高架快速路、地面輔路、互通立交、地面橋梁等，工程竣工后將成為濟南市東部片區貫通南北的主要通道，將極大緩解濟南東部的交通壓力。

擬建線路跨越不同地貌單元，下伏基巖變化較大，南段場地為山前沖洪積平原，表層土為第四紀全新世人工填土及沖洪積成因的黏性土、碎石土，下部基巖為奧陶系石灰巖、泥灰巖，場地中段偏南局部范圍內有燕山期閃長巖分布，且閃長巖強風化及中風化層面起伏較大，奧陶系石灰巖巖溶裂隙發育程度不均且無明顯規律；北段場地為黃河沖積平原地貌，表層土為第四紀全新世人工填土及河流沖積形成的黏性土、粉土，下部基巖為二疊系泥巖，局部范圍分布有不同風化程度的閃長巖。

沿線地層巖性與地下水埋藏條件變化較大，根據調查周邊區域水文地質資料，擬建場地南段以巖溶裂隙水為主，由于其埋深較大，鉆探過程中未揭示穩定的地下水位，但需要注意的是，雨季在填土層底部、碎石層內或者基巖表面可能存在一定量的上層滯水，可能對施工造成一定的影響，因此施工時遇有上層滯水時應及時排出；擬建場地北段主要為第四系孔隙潛水，相對而言，水位較淺，水量較大，主要賦存在第四系覆蓋層中，施工過程中一般需要采取必要的降水措施。

勘察過程中通過工程地質調繪、鉆探、物探等方式，基本查明了沿線的巖土層分布情況，對其工程地質條件作出評價，資料整理過程中按照濟南市標準地層層序對沿線地層進行劃分，典型工程地質剖面圖如圖1所示。

圖1 典型工程地質剖面

根據全線地層分布綜合分析，擬建線路沿線根據地層分布情況的不同可采取不同的基礎形式。對于線路北段基巖埋深較深，建議采用摩擦樁基礎，以下部低壓縮性、分布較為連續穩定的地層作為持力層，對于線路中段可采用端承樁或摩擦端承樁基礎，以中風化灰巖或者閃長巖作為持力層；對于線路南段基巖埋深淺，通過經濟技術比選建議采用天然地基，以中風化石灰巖為基礎持力層。

該工程通過采用標準地層對全線地層進行統一劃分，在后期相關設計施工過程中更有利于參建單位之間的技術溝通，同時便于與其他采用標準地層的工程進行工程類比或經濟技術比選，同時也為后期在該項目建立BIM數據模型、實現信息化建設等工作提供了便利條件。

5 結 語

(1)勘察設計信息化將是未來的行業發展方向之一，然而不同勘察設計單位往往有著不同的地層劃分標準及工程經驗，這種差異將給技術交流、協同合作、智慧城市建設等方面帶來不同程度的障礙。

(2)實踐表明，建立地區性的具有統一標準的地層層序，將有效避免上述差異性，為相關勘察設計行業內的協同合作提供前提與基礎，更好地服務于工程規劃、建設及后期運維階段，助力實現勘察設計行業的信息化、打造數字城市、智慧城市。

(3)標準地層應限定有區域性，以本地區以往的大量工程實踐資料為基礎，經綜合分析研討，制定出針對本地區的統一標準，這樣更能充分發揮其指導意義。