皖江经济带芜湖二桥工程地质适宜性评价_孙献国.pdf

Construction&DesignForProject工程建设与设计1引言工程建设适宜性评价是在综合分析工程地质条件，从地形、地貌、岩土体结构及分布特征、岩土体强度、不良地质现象、重要建筑对区域稳定性要求等诸多影响建设资金投入的角度，进行定性及半定量分析，给出评价结果1-5。针对皖江经济带沿江岸的长江大桥、过江隧道、港口码头、仓储工程4类重大工程建设的优化布局和岸线资源的合理利用与保护，应在满足工程建设的安全性、经济性与当前技术可行性的前提下，综合分析长江岸线资源与地质条件（地形、地貌、河势、水文、岩土体特征、不良地质现象、区域稳定性等），从地质科学的角度提出建议，供规划决策参考6-9。本文选取芜湖长江公路二桥工程对工程建设适宜性进行评价分析。2工程概况2.1工程简介芜湖长江公路二桥及接线是安徽省高速公路网规划“四纵八横”中“纵二”的重要组成部分，是芜湖市拥江发展的重要过江通道，项目起点位于无为县的石涧，接建设中的北沿江高速公路，终于繁昌县的峨山，接已建成的沪渝（南沿江）高速公路。桥址位于芜湖市上游27.6 km繁昌镇的马坝乡华能电厂附近，距上游铜陵长江公路大桥约56.2 km，距下游芜湖长江公路铁路两用大桥约26.3km。跨江主体工程（K31+882K33+504）设计为100 m+308 m+806 m+308 m+100 m，主跨径为806 m，主桥结构采用双塔双索面半漂浮体系分离式钢箱梁斜拉桥。2.2气候条件项目区属北亚热带湿润性季风气候,气候温和，四季分明，皖江经济带芜湖二桥工程地质适宜性评价Evaluation on Engineering Geological Suitability of Wuhu Second Bridge ofWanjiang Economic Belt孙献国1，朱山山1，潘涛1，秦皓2（1.安徽省荟资建设工程有限公司，安徽 芜湖 241005；2.合肥工业大学资源与环境工程学院，合肥 230009）SUN Xian-guo1,ZHU Shan-shan1,PAN Tao1,QIN Hao2(1.Anhui Huizhi Construction Engineering Co.Ltd.,Wuhu 241005,China;2.School of Resource and Environmental Engineering,Hefei University of Technology,Hefei 230009,China)【摘要】结合芜湖长江公路二桥工程对工程建设适宜性进行评价，通过详细勘查工程选址的地形、地貌，区域构造及稳定性及岩土工程特征，对工程地质适宜性进行评价，并给出适宜大桥建设的结论。【Abstract】In combination with the second Wuhu Yangtze River Highway Bridge project,the suitability of engineering construction isevaluated.Through detailed exploration of the geomorphology,regional structure and stability and geotechnical characteristics of the site ofthe project,the engineering geological suitability is evaluated,and the conclusion is given that the bridge is suitable for construction.【关键词】工程地质；地质条件；评价【Keywords】engineering geological;geological conditions;evaluation【中图分类号】P642.4；U442.2【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2023）04-0046-04【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.04.014【作者简介】孙献国（1975），男，安徽芜湖人，工程师，从事工程地质研究。46雨热同季，无霜期长。年平均气温15.716.0。年平均降水量1 2001 400 mm，是我省降水较多地区。降水时间分配不均，6月份最多，12月份最少，最多与最少月可差5倍之多。平均无霜期长235247 d，年平均初霜日期在11月上半月，但年际变化大。太阳辐射年总量为112.4116.6 kcal/cm2，盛夏78月份，太阳辐射量的占全年总量的24%。冬季12月份，太阳辐射占全年总量的11%。多年平均蒸发量1 358.31 701.5 mm，年平均相对湿度82%。全年以东北风为主，春末及盛夏有少数偏南风。风速：冬季最大，平均4.2 m/s；夏季最小，平均3.3 m/s。3场地工程地质条件3.1地形、地貌桥位区地貌由河漫滩及一级阶地组成。其南岸的繁昌江堤堤顶标高15.2 m，堤顶宽约7 m，堤高约8 m，堤坡13。堤内外为河漫滩，地形平坦、宽阔，地面标高5.05.9 m。长江河床：区内长江河道顺直，河床宽1.3 km，江底呈宽U字形，河床标高一般在-35.05.0 m，河床深槽在长江南侧江底。北岸的无为江堤堤顶标高15.4 m，堤顶宽度约10 m，外坡为12.514，地势微向长江倾斜，地面标高4.09.5 m。3.2区域构造及稳定性项目区构造单元属于扬子准地台下扬子台坳沿江拱断褶带的安庆凹断褶束。褶皱主要分布桥位区外围，东南侧，距桥位区较远，主要有代村向斜、三山背斜、王庄向斜、小淮山背斜，褶皱形态多数正常，但褶皱构造受断裂破坏明显，次级褶曲较发育，火成岩吞蚀现象也时有发生，有的褶皱形态极不完整，褶皱构造对本项目无影响。桥位区附近未发现断裂发育的痕迹，物探采用瞬变电磁法和地震映像法进行综合勘察，地震映像剖面相位连续平稳，未见明显断点异常，瞬变电磁剖面电阻率等值线分布平稳，无明显扭曲异常。综合分析桥位区断层构造不发育。桥位区东南狄岗附近，断裂构造较发育，主要以北西向为主，为不活动断裂，但距桥位区较远，对本项目无影响。项目区地震活动的强度、频度相对比较低，属中弱发震区，根据多年地震资料记载，项目区及周围地区自公元1507年至今，共发生25次地震，区内未发生破坏性地震，而且主要是受邻近地区地震的波及影响。根据2001年8月1日实施的GB 183062001中国地震动参数区划图，本区属地震动反应谱特征周期为0.35 s，地震动峰值加速度分区为0.05g。4岩土工程特征在勘探所达深度范围内，上覆土层第层为第四系全新统冲积层（Q4al），下伏基岩为三叠系中统铜头尖组（T2t）泥质粉砂岩。根据场区的钻孔勘探成果，绘制的主桥跨区工程地质剖面图如图1所示。从图1中可以看出，桥位北岸和南岸均覆盖有大量的软塑流塑的2a-3层粉质黏土，且埋藏有2a-4层的易液化的粉细砂，均为不良地质层，在实际施工中需要对其进行详细勘察。各层岩土体的物理力学性质如表1和表2所示。5工程地质适宜性评价场区内存在的特殊性土主要为软土。桥位区上部土层存在软土，平均厚度4.93 m，最大厚度6.70 m，主要分布于江岸河 漫 滩 区，天 然 含 水 量35.6%42.6%，天 然 孔 隙 比0.9901.179，液性指数0.921.44，压缩系数0.570.75 MPa-1，压缩模量2.543.41 MPa，标贯击数1.05.0击，承载力基本容许值80 kPa，摩阻力标准值25 kPa。软土具有流变性、触变性、高压缩性、低承载力等特点。设计时应注意其对构造物的影响。图 1芜湖二桥主断面工程地质剖面图高程/m（黄海高程系）Engineering Design of the Ground基础工程设计47Construction&DesignForProject工程建设与设计场区主要的不良地质作用为河岸崩塌，长江沿岸，由于江水湍急，水位消涨频繁，每年都有洪峰发生，对江岸有较强的冲击侵蚀能力，常常形成河岸崩塌。无为端主塔距北岸433 m，无为端主塔处水深在13.7 m左右，河床标高为-10.04-9.88 m，覆盖层主要松散密实状中砂和密实状卵石土层，厚37.438.2 m，夹厚约6.3 m的可塑软塑状粉质黏土透镜体，承载力低一般，下伏基岩为三叠系中统铜头尖组泥质粉砂岩，基岩埋深在37.438.2m，承载力较高；繁昌端主塔距南岸290 m，主塔处水深在32.4 m左右，河床标高为-28.70 m，覆盖层主要为中密状中砂和密实状卵石土层，承载力一般较高，下伏基岩为三叠系中统铜头尖组泥质粉砂岩，基岩埋深在13.20m左右，承载力较高。主塔地基覆盖层工程性质差一般，不能作为主塔桩基持力层，基岩面起伏不大，厚度大，是大桥基础较好的持力层。过渡 墩 和辅 助 墩 地 面 高 程6.229.59 m，覆 盖 层 厚 在52.363.1 m，基岩面标高在-44.62-43.91 m。表层为软塑硬塑状粉质黏土和软塑流塑状软土，下伏中细砂和卵石土层，下伏基岩为三叠系中统铜头尖组泥质粉砂岩。覆盖层主要为中细砂层，易受江水冲刷，不能作为大桥基础持力层，下伏基岩稍有起伏，厚度大，是大桥基础较好的持力层。因此，桥位区无活动性断裂发育，场地和地基较稳定，地质条件较好，适宜大桥建设。桥位区上部土层主要粉质黏土、软土、中细砂和卵石土，工程性质总体差一般，基岩面稍有起伏，中风化泥质粉砂岩完整系数为0.380.96，为较破碎完整状，总体工程性质较好。桥位区不良地质主要为河岸崩塌，但长江两岸采取相应的防护措施，崩岸对本项目影响不大，特殊性岩土主要有软土，局部分布，对本项目有一定影响。场地内无人为地下活动，不存在滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等不良地质灾害与不良地质作用。据区域水文地质资料、工点水质分析资料及附近工矿企业开采地下水资料，地表水和地下水对混凝土及钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性，可直接用作工程用水。桥位区上覆土层工程性质总体较差一般，场地下伏基岩主要为泥质粉砂岩，基岩面稍有起伏，分布稳定，中风化基岩厚度大，承载力基本容许值在700 kPa以上。拟建桥梁为特大特殊桥梁，对地基承载力要求高，建议所有桥台采用端承摩擦桩基础，以较完整的中风化泥质粉砂岩作为桩端持力层。推荐各岩土层地基设计参数见表3。6结语1）场区内存在的特殊性土主要为软土。软土具有流变性、触变性、高压缩性、低承载力等特点。设计时应注意其对构造物的影响。2）桥位区无活动性断裂发育，场地和地基较稳定，地质条件较好，适宜大桥建设。【参考文献】1唐永光,于世林,陆书南,等.济南城市发展的工程地质适宜性评价研究J山东国土资源，2012,28(9):52-56土层编号 岩土名称天然密度/（g/cm3）天然含水量/%天然孔隙比液性指数快剪试验固结试验标贯击数内摩擦角/（）黏聚力/kPa压缩系数0.1-0.2/MPa-1固结模量Es0.1-0.2/MPa2粉质黏土软土粉质黏土粉质黏土1.881.821.731.7531.039.936.936.80.9021.0821.1451.1250.411.250.740.769.59.27.86.27.13.80.400.670.760.564.852.912.623.525.53.522.08.5表 1岩土物理力学性质指标分层统计成果表注：剪切指标、抗压强度为标准值，承载力为基本容许值，摩阻力为钻孔灌注桩桩周土摩阻力标准值，其余为平均值。表 2岩石物理力学指标综合统计成果表土层编号岩土名称饱和密度/（g/cm3）天然吸水率/%干燥抗压强度Rc/MPa饱和抗压强度/MPa软化系数KR弹性模量（干燥/饱和）/GPa变形模量（干燥/饱和）/GPa泊松比（干燥/饱和）2中风化泥质粉砂岩2.6032.24034.616.30.478.948/5.0116.500/4.3520.236/0.255注：抗压强度为标准值，其余为平均值。482朱恒华,陈雷,王玮,等.济南新旧动能转换先行区工程地质适宜性评价J.山西建筑,2021,47(5):58-61.3张元.陇南市某建设场地岩土工程地质特征评价J.资源信息与工程,2021,36(1):19-21.4张明阳,王一鸣,叶文荣,等.温州市规划区地下空间开发地质环境适宜性评价J.土木工程学报,2020,53(S1):378-384.5余敏,赵建.长江沿岸铜陵段工程地质条件与工程建设适宜性评价J.工程与建设,2020,34(4):697-699.6王玉山,滕亮.莱芜恒大名都项目岩土工程地质特性及适宜性评价J.资源信息与工程,2019,34(6):24-25.7梅芹芹,龚绪龙,史雅栋,等.江苏沿海地区工程建设地质适宜性评价J.地质学刊,2018,42(2):317-322.8杨晓龙.田市镇及周边地区工程地质环境质量评价与工程建设适宜性分析D.西安:长安大学,2016.9李运怀,管后春,彭苗枝.基于AHP及Mapgis岩溶和温泉发育区建筑适宜性评价:以巢湖半汤国际温泉度假区为例 J.安徽地质,2015,25(4):301-307,312.【收稿日期】2022-05-12表 3地基设计参数推荐值层号岩土名称压缩系数/MPa-1压缩模量/MPa黏聚力/kPa内摩擦角/（）基底摩擦系数 饱和（干燥）抗压强度/MPa承载力（摩阻力）/kPa粉质黏土0.404.856.29.50.25120（35）软土0.672.916.89.00.2080（25）1细砂0.3090（25）细砂0.30100（30）粉质黏土0.762.620.25100（30）细砂0.30180250（4050）1中砂0.30100（30）2粉质黏土0.563.523.87.80.25100（30）中砂0.30150400（3560）1细砂0.30250（50）卵石土0.40600（180）1强风化泥质粉砂岩0.40500（120）2中风化泥质粉砂岩0.4516.3（34.6）7001000（180220）为便于作者投稿，现将本刊论文投稿有关要求公布如下，希望作者配合执行科技期刊的规范要求，以利于稿件的顺利编辑出版。一、中英文对照要求每篇论文题名、摘要（中文 100300 字）、关键词（38个）、作者工作单位名称必须有中英文对照。二、参考文献著录要求参考文献是著录最必要、最新的且在国内外公开出版发行的图书、报刊文章或电子文献等，要求项目齐全,并在文中引用处标出其文献序号。常用文献按以下格式著录编排：1.专著、论文集、学位论文、报告序号主要责任者.文献题名文献类型标志.出版地：出版单位，出版年.（不可缺少其中任何一项）。2.期刊文章序号主要责任者.文献题名J.刊名，出版年，卷（期）：起止页码.（除未设卷号的可不标注卷号以外，其他不可缺少任何一项）。3.报纸文章序号主要责任者.文献题名N.报纸名，出版日期（版次）.4.国际标准、国家标准、行业标准、地方标准序号标准提出者.标准名称：标准编号S.出版地：出版单位，出版年.5.电子文献主要责任人.题名文献类型标志/载体类型标志.出版地，出版年和电子文献的网址。三、量和单位的名称符号及书写规则要求文中的物理量（含下标）符号和单位符号的大小写、正斜体要符合现行国家标准规范和法定计量单位。已停止使用的非法定单位或已被替代的标准不得使用，必须用现行的法定计量单位和标准。四、第一作者简介内容要求【作者简介】姓名（出生年），性别（民族汉族可省略），籍贯（省、县级名），专业技术职称，从事的研究方向或工作领域。并附详细通信地址和联系电话及电子邮箱。本刊地址：北京市西城区白云路西里 15 号楼一层 110网址：E-mail:电话：[phone]工程建设与设计 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