长江沿岸铜陵段工程地质条件与工程建设适宜性评价

余 敏，赵 建

(安徽省地质矿产勘查局321地质队，安徽 铜陵 244000)

0 引 言

长江沿岸地区工程地质条件复杂，工程地质问题突出，给港口、码头、过江隧道、桥梁等工程建设带来严重危害。在长江沿岸地区进行工程建设，须弄清楚该地区工程地质条件，掌握各类岩土体工程性质特征。本文以铜陵长江沿岸为研究对象，在大量基础资料和钻孔资料基础上，进行工程地质、地质问题分析、研究，对场地稳定性和适宜性作出评价，对工程建设选址和规划具有重要社会和经济意义。

1 研究区背景

1.1 地形地貌

研究区位于铜陵长江段，属长江下游河段。地势自南向东倾斜，河谷形态不对称，左岸较宽的河漫滩，山地、丘陵离河床较远；右岸河漫滩较为狭长，横港至十里长山一带阶地及丘陵逼近江边，如图1所示。

表1 岩土体工程地质类型

1.2 岩土体划分特征

岩体划分特征：依据岩体成岩方式、物质组成等因素，将区内岩体工程地质类型划分为碎屑岩类、岩浆岩类和碳酸盐岩类三个基本类型，又依据岩性组合、结构构造及工程地质特征，进一步划分为六个工程地质岩组(表1)，其中较坚硬-软弱厚层状砂砾岩、砾岩岩组为长江两岸主要岩层，俗称“红层”。

土体划分特征：土体划分为卵砾类土、砂性土、黏性土和特殊类土4种类型(表1)。沿江漫滩和江心洲以冲积成因的黏性土、砂性土和砂砾石层为主，层厚一般30～60 m，在垂直于长江方向上，且远离长江有所变薄；山前坡麓及丘陵地带以第四系中更新统残坡积和坡洪积成因的黏性土、泥砾层或砂砾卵石层为主，层厚一般10～20 m。

图1 地形地貌图

1.3 典型剖面

长江两岸河漫滩相典型剖面表部为细粒黏性土、粉细砂，往下逐渐变粗，下部为河床相砾、卵石(图2)。上部由于粉粒含量高，抗剪强度低，工程地质条件不利。在江水侧向冲刷下，易产生岸边塌方。

图2 长江河漫滩典型剖面图

2 主要工程地质问题及特殊类土

2.1 软土工程地质问题

区内软土呈层状分布，埋深<5m，标贯击数N2-6击/30cm，双桥静力触探锥尖阻力qc为0.56MPa，原状土抗剪强度12.5～55 kPa，承载力特征值60～90 kPa(图3)。

图3 软土分布特征图

软土体具有触变性、低强、高压、低透水及不匀称不良工程地质特征。因地基处置不当，或疏于处理，易引发地基沉陷、滑动或侧向挤出等灾害，湖湘沉积淤泥类土夹泥炭薄层，水泥搅拌桩遇泥炭层易造成断桩，应予以关注。

2.2 液化砂土问题

液化砂土分布长江两岸河漫滩和江心洲，岩性为粉细砂、粉砂或粉土与粉质黏土互层，层厚5～35 m，临近长江厚度大(图4)。

图4 粉细砂分布及等厚线图

本区抗震设防烈度为VII度区，依据规范对该区地面以下15 m、20 m范围内饱和砂土，进行判定，结果为轻微-中等液化。

砂土液化铁路、公路、桥梁和民建等都造成不同等级危害。由砂土液化造成涌砂、地基失效及塌陷等危害已成为不可忽视的现象。

2.3 岸崩

工作区长江河段上起老湾、大通，下至荻港镇，是长江下游最复杂河段，全长约70 km。长期受到水流影响，部分区域存在失稳危险。大型工程建设，如码头、过江通道建设等，须避开可能存在失稳危险地段。

在详细调查、分析与研究基础上，建立江岸稳定性评价模拟，对岸线进行评价单元划分及评价因子分级和赋值，通过单元内各评价因子权重计算以此得出稳定性评价结果并分区，为沿江开发带涉岸工程布局和岸线资源开发与保护服务。

经评价得出，铜陵段长江北岸的稳定性总体好于南岸。

2.4 风化岩和残积土

对工程建设影响大且区内广泛分布红层全风化带和闪长岩残积土，工程建设中应予以关注。

全风化红层：①具浸水崩解特性；②具遇水软化特性；③具有强度低，塑流变形特性。

花岗岩残积土：①遇水易软化及崩解，使其强度下降;②由于风化不均匀，可能夹有球状风化体，造成分布及大小不规律。

3 工程建设评价

铜陵沿江岸线地区重点工程主要有长江大桥、过江隧道、港口码头、仓储工程。

3.1 岩土工程分析与评价

(1) 场地稳定性及适宜性评价。勘察场地及其附近无活动性断裂通过远离无滑坡、崩塌等产生条件，现状下，场所稳固性较好，适宜于建设目标建筑。

(2)岩土工程性质评价。上部黏性土、砂性土其强度低、压缩性高，具有软土变形和砂土液化问题，不宜作建筑物基础持力层；下部砾、卵石层，埋深较深，强度较高，可作一般建构筑物基础持力层；“红层”砂岩，强度高，压缩性低，但多数埋深大，十里长山地段埋深浅处可作拟建构筑物桩基持力层。

3.2 工程建设规划适宜性分析

在进行长江岸线资料开发利用与保护、过江通道等涉岸重大工程建设布局规划与选址过程中，须在掌握长江岸线稳定性基础上，满足工程建设可靠性、经济性与当前技术实用性，综合分析长江岸线资源与地质条件、地质特征、地质问题等，进行工程建设适宜性评价，供规划决策参考。结合工程建设需要，依据该过江通道规划位置周边工程地质条件分析，提出如下建议：

(1)开发区过江通道两岸土体厚度大，软土分布面积广，建议向上游移动2～3 km基础稳定岗地地貌区，以避开南岸软土发育区和江岸不稳定区。

(2)考虑到北岸软土深度大，采用长江大桥形式，势必造成桥梁桩基过长，难度增加与建设成本增加。鉴于我国已有诸多软土地区过江隧道等工程建设经验，建议北岸采用过江隧道，因此建议采用桥隧结合方式，即“南桥北隧”方案。

4 结 论

(1) 基本查明区内工程地质条件，结合岩土工程地质分析研究与工程建设有关工程地质问题，做出定性定量评价，并提出应对措施。

(2) 基本查明区内致灾特殊性土类型、分布、厚度、成因及工程地质特性，划分危害等级，并提出相应防治措施意见。

(3) 对重要规划工程设施场地稳定性和适宜性评价，对可能出现问题提出防治措施建议。

(4) 运用GIS平台集成技术，开展长江岸线稳定性定量分析与综合评价工作，对过江隧道布置及建设形式提出建议。