安徽省长江流域铜陵段地质特点及工程实践

张万涛

(安徽省交通勘察设计院有限公司，安徽合肥 230011)

0 引言

安徽省长江区域铜陵段从长江支流青通河至黄浒河一线，总长度约73 km，走向从大通港向北，到巢湖地区拐向东，再向东南又快速弯向东北，呈“牛厄”状绕行铜陵市及铜陵县境，受区域地壳整体抬升影响，江心洲非常发育。长江北岸基本为冲洪积形成的阶地地貌，南岸局部为低山侵蚀地貌，部分为山前小型冲积平原及长江阶地混合地貌，南岸经济发展远远快于北岸，因此港区多集中在铜陵侧长江南岸。

在港口工程建设中，需先掌握当地的区域地质特征与场地工程地质条件，可为港口工程的选址、勘察、设计以及施工提供有益的参考和指导。本文对长江流域铜陵段的区域地质特征及具体场地工程地质条件开展系统的研究和试验，着重分析了研究区的地貌及构造特点、地层特点及其对钻探的影响、重点土层特性及其参数等，可为长江流域铜陵段的港口工程建设及其他工程建设提供一定的参考和指导作用。

1 长江区域铜陵段地貌及构造特点

安徽长江区域整体属于喜马拉雅构造层第一亚构造层，该构造层由第四系组成，是一套河流相和冰川系列未固结～半固结沉积物。因此，它具有下粗上细的二元结构，总体可称为二元陆屑建造。底部少量砂，砾下部砂，上部粘土，多为灰色或黄色，它们组成冲积平原和河谷阶地。故谓之灰黄色砂泥质二元建造，主要发育在下更新统和上更新统及全新统。早喜马拉雅运动时期，安徽东部表现为剧烈的大面积隆起，第三系零星分布长江沿岸。晚喜马拉雅运动时期大别山和皖南两大山区上升强烈，并塑造了近代地貌，开创了人类新纪元。

2 铜陵段地层特点

安徽省长江区域铜陵段从长江支流青通河至黄浒河一段长江流域，大部分地段为长江一级、二级地貌，局部发育江心洲，只有在铜陵市区部分地段为低山剥蚀地貌，沉积地层以第四系全新统淤泥质粘性土及粉砂、细砂为主，铜陵地层除了外，铜陵市区靠近江边 E1w－d，K2xn，，T1，等，K2xn宣南组含砾岩屑砂岩，含砾岩屑石英砂岩及巨厚层砾岩，含砾砂岩与粉砂岩;T1，T1g殷坑组钙质泥岩与深灰色薄至中厚层灰岩，泥质灰岩亚层，上部灰岩较多，厚83 m～286 m;区内侵入岩为，石英闪长岩。

各主要土层分布情况及其特征如下:

①1填筑土，杂色，稍密～中密状态，主要分布于长江人工堤岸处，厚度3.80 m;①4粉质粘土，黄灰色，可塑～软塑，夹粉细砂，粘土，局部表层为种植土，分布于长江漫滩及阶地地段，厚度2.80 m～6.0 m不等，为冲洪积产物;②1粉质粘土，灰黑色，软塑，夹薄层粉砂，含有机质，层厚5.30 m，层底高程2.80 m;③淤泥质粉质粘土，灰黑色，流塑，夹薄层粉砂，含有机质，腥臭味，夹粉细砂薄层，层厚3.30 m ～22.0 m，层底高程5.70 m ～16.40 m;③1粉质粘土，灰黄色，可塑，粉质粘土、粘土与半流塑状态淤泥质粉质粘土互层，夹粉细砂层，厚度1.0 m ～23.3 m 左右，层底高程 －5.0 m ～18.45 m;④粉砂～细砂，中密～密实状态，青灰色，灰、灰绿色，密实，饱和状态，含粘性土，局部含小砾石。层厚4.30 m～21.50 m，层底标高－7.15 m ～ －30.30 m;⑥1中粗砂，青灰色，中密，夹细砂层，灰、灰绿色，密实，饱和状态，含粘性土、砾石，局部为粗砂，偶见小卵石。层厚1.10 m ～3.10 m，层底标高 －32.47 m ～ －27.23 m;⑦1卵石土，杂色，中密，以灰色为主，混粘性土，砂砾及卵石，灰色，中密状态，饱和，中细砂充填，砾石直径1 cm～2 cm，含量分布不均，30%～70%，含少量卵石，卵石粒径3 cm～5 cm，局部卵石密集，夹细砂薄层。本次勘察未穿透该层，揭露最大层厚7.0 mm，最大层底高程－37.20 m;⑨1泥质砂岩，紫红色，含砾，泥质砂岩揭露最大厚度18.20 m;⑩1砂岩，中风化，暗红色泥质砂岩，夹粉砂岩，细砂岩，砾岩;⑩2砂岩，微风化，暗红，暗红灰色为粉砂岩，细砂岩，夹泥质砂岩。

各主要土层的物理力学参数如表1所示。

3 各土层特点分析及对钻探的影响

安徽长江铜陵段，地层特点是上细下粗，依次为淤泥质土、粉质粘土，细砂、粗砂和砾石，卵石，往下为基岩层，长江上钻探为了固定孔位，通常需要套管跟进，使用120 kg锤击套管，套管内径127 mm。

淤泥质土层具有长江流域沉积的典型的千层饼状结构，流塑状态，钻进较易，钻探时淤泥质土层成孔性较差，需掌握速度，不宜过快，粉质粘土可塑～软塑状态，夹流塑淤泥质土层，钻机转速中等适宜，水泵量中等，细砂和粗砂钻较易，但速度不宜过快，太快对稳定孔壁不利，循环泥浆不能有效带走钻渣，铜陵砾卵石层与一般河流的砾卵石层不同，一般砾卵石层层间为细砂充填，钻探时在水冲作用下，卵石与充填物分离，细颗粒先带出，而铜陵卵石层卵石间充填物为含砂粘性土，钙质胶结，胶结强度高，钻进极慢，需用复合钻头钻进。

表1 各主要土层的物理力学参数

4 重点土层的设计及施工相关参数

从钻孔揭露资料、地层分布特征及其物理力学性质试验结果来看，在安徽长江铜陵段，③粉质粘土层、④含粘性土碎石层与⑤强风化泥岩对上部建筑物存在较大的影响，它们能否作为天然地基持力层，需进行进一步的系统研究。

通过对这三层土进行平板载荷试验，整理试验成果资料，获得这三层土的承载力特征值(如表2所示)。在实际工程设计中，可根据工程对地基承载力的要求，结合本文试验研究成果，综合确定合适的建筑物持力层，保障建筑物的安全。

表2 各主要土层的载荷试验结果

5 结语

本文探讨了长江流域铜陵段的地貌及构造特点，通过勘探试验揭示了其地层特征及分布状况，通过试验获得了各主要土层的物理力学性质指标，分析了各土层特点，探讨了其对钻探的影响，最后，通过平板载荷试验探讨了③粉质粘土层、④含粘性土碎石层与⑤强风化泥岩的承载力特征值及变形模量。本文研究成果具有较高的实践和应用价值，可为相关工程建设提供一定的参考与指导作用。

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