沈康高速公路泥巖工程地質(zhì)特征

文/焦建 遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 遼寧沈陽 110166

1、概述

沈康高速公路繞城高速至新城子段是聯(lián)系沈陽繞城高速和沈康高速新城子之間的快捷通道，該路線方案起點(diǎn)與沈陽市區(qū)鴨綠江街平交，上跨三環(huán)高速，經(jīng)沈北路、蒲河路、四環(huán)、新蔡線、、十大線等，終點(diǎn)與沈康高速公路連接。【1】。

2、工程場地概況

2.1 地形地貌

設(shè)計(jì)帶地貌類型較簡單，主要為第四系沖洪積平原地貌和山前坡洪積平原地貌，地面標(biāo)高介于40～80m之間。其中第四系沖洪積平原地貌地勢較為平坦，山前坡洪積平原地貌地勢稍有起伏。泥巖主要分布在山前坡洪積平原地貌區(qū)。

線路區(qū)地勢總體起伏不大，較為平坦開闊，地表巖性以粉質(zhì)粘土、粉土、細(xì)砂、中砂、粗砂、礫砂、圓礫、卵石等為主，厚度較大，一般為30-50米，底部基巖主要為第三系（E）的泥巖，夾有砂巖和礫巖。

2.2 水文地質(zhì)特征

場地地表水主要為遼河支流水系，河流主要為南小河，蒲河，其中南小河四季常年有水，水深1-3米，流量較小，蒲河四季常年有水，水量較大，水深3-6米。地下水類型分為兩種，山前坡洪積平原地貌區(qū)，地層主要為粉質(zhì)粘土以及風(fēng)化巖，主要為第四系的上層滯水；河流沖洪積平原地貌區(qū)，主要為第四系的孔隙潛水，南小河、蒲河補(bǔ)給為主要補(bǔ)給方式，其次為大氣降水入滲補(bǔ)給，排泄方式以地下水徑流、河水排泄、以及人工開采排泄為主，受季節(jié)和氣候的影響，水位隨季節(jié)變化，鉆探深度范圍內(nèi)地下水水位4.60-10.10米?！?】

2.3 地質(zhì)構(gòu)造與地震

場地區(qū)屬于陰山復(fù)雜構(gòu)造帶的東延部分，為新華夏系的一個(gè)Ⅰ級(jí)隆起帶（遼東半島）與一個(gè)Ⅰ級(jí)沉降帶（松遼平原）的交接地帶。

沈陽西北側(cè)發(fā)育的新城子—王綱堡斷裂和永樂—清水臺(tái)斷裂，向北與鐵嶺—開原斷裂相連，為郯廬斷裂北延帶的重要組成部分。沿?cái)嗔寻l(fā)生多次5級(jí)左右地震，為沈陽地區(qū)的主要地震構(gòu)造。

在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造上，沈陽市區(qū)位于華北地塊內(nèi)，根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)的特點(diǎn)，沈陽市區(qū)位于沈北凹陷地塊內(nèi)，大地構(gòu)造上處于遼東塊隆與下遼河—遼東灣塊陷交接的部位。

在區(qū)域新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)上，沈陽市區(qū)位于千山—龍崗上升區(qū)，第四紀(jì)時(shí)期主要表現(xiàn)為掀抬式上升，為重力場的重力高帶異常區(qū)。在地震活動(dòng)帶劃分上，該區(qū)地震活動(dòng)水平低；沈陽—開原段有較弱的差異升降運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)今微震活動(dòng)頻繁。

根據(jù)GB18306-2015《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，本區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s，地震動(dòng)峰加速度值為0.10g。

3、泥巖工程地質(zhì)特征

場地表層區(qū)域全部被第四系全新統(tǒng)所覆蓋，成因和巖性都比較簡單，主要為遼河支流南小河、蒲河沖洪積所形成（Q4ai+pl）人工填土、粉質(zhì)粘土、粉砂、粗砂等，部分為山前坡洪積的（Q3di+pl）粉質(zhì)粘土等。

覆蓋于第四系之下的地層是下遼河地區(qū)的第三系地層（E3），該地層在沈北凹陷區(qū)沉積了一套成因類型復(fù)雜的含煤巖系，此凹陷在沉積過程中于漸新世早、中期曾一度上升遭到剝蝕，故使始新統(tǒng)楊連屯組與漸新統(tǒng)洋河組之間缺失一段地層。

位于線路區(qū)場地的沈北地區(qū)，第三系地層地表未出露，為第四系所覆蓋，其中上、下第三系均較發(fā)育。下第三系分為：古新統(tǒng)木梳屯組、始新統(tǒng)楊連屯組、漸新統(tǒng)洋河組，上第三系為邱家屯組。第三系與下伏白堊系或太古界，中、上元古界呈角度不整合接觸，上覆與第四系亦為角度不整合接觸，各組間，除木梳屯組與楊連屯組為平行不整合接觸外，其余各組間均為角度不整合接觸?？偤穸?32-1545m。

線路的虎石臺(tái)地區(qū)，第三系地層主要為洋河組地層，地層上部由暗綠色含細(xì)礫泥巖、砂巖和礫巖組成，下部以灰綠色泥巖為主，夾有雜色砂礫巖，其中部含有薄煤層1-3層，均不可采。該組的巖性橫向變化較大，厚度變化亦大，由北向南，由西向東變薄，直至尖滅。該大橋蒲河地區(qū)，第三系地層主要為邱家屯組地層，地層巖性以紫綠色泥巖、砂礫巖為主。在土巖交界處，有的揭露有砂礫巖風(fēng)化后的圓礫、礫砂等。各個(gè)層組巖性等本文不再詳細(xì)描述，在沈陽虎石臺(tái)地區(qū)以及蒲河地區(qū)都有相關(guān)地質(zhì)剖面。

鑒于以上地質(zhì)情況，結(jié)合本工程特點(diǎn)，本項(xiàng)目對(duì)地層情況進(jìn)行綜合給定，線路區(qū)的巖石地質(zhì)時(shí)代定為第三系(E3)，層組不再詳細(xì)劃定，定名統(tǒng)一定為廣泛意義上的泥巖，即為泥巖與砂巖、礫巖互層，或泥巖夾有砂礫巖；對(duì)于風(fēng)化程度，現(xiàn)場判別按照原位測試進(jìn)行劃定，標(biāo)貫擊數(shù)小于20擊，定為粉質(zhì)粘土，標(biāo)貫擊數(shù)20-40擊定為全風(fēng)化，大于40擊定為強(qiáng)風(fēng)化。對(duì)于全風(fēng)化承載力按照硬塑的粉質(zhì)粘土給定，[fa0]=220kPa，qik =55kPa。對(duì)于強(qiáng)風(fēng)化，按照堅(jiān)硬的粉質(zhì)粘土或者密實(shí)的中粗砂給定，[fa0]=350kPa，qik=80kPa。

通過對(duì)場地的工程地質(zhì)鉆探，揭露的泥巖地層分述如下，全風(fēng)化泥巖：黃褐色、灰綠色等，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造已全部破壞，僅外觀保持原巖狀態(tài)，巖芯呈砂土狀，手捏易碎，該層厚度為3.40-24.80米，頂?shù)赘叱谭植挤秶鸀?4.42- 16.28米。強(qiáng)風(fēng)化泥巖：黃褐色、棕紅色，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造大部分破壞，巖芯呈土柱狀，，夾有砂巖和礫巖，砂巖呈砂土狀，礫巖呈卵石狀?！?】

4、結(jié)論及建議

通過本次勘察，查明了場地泥巖的工程地質(zhì)特征和性質(zhì)，泥巖為軟質(zhì)巖，具有遇水軟化、干后龜裂的特征，應(yīng)予以考慮。經(jīng)勘探鉆孔揭露，場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)對(duì)工程不利的埋藏物。場地內(nèi)未見影響成樁的不利地層，如易產(chǎn)生坍孔、涌土和流沙的土層，局部地段分布有松散軟弱透鏡體，對(duì)成孔會(huì)造成一定困難，但總體厚度不大，加強(qiáng)護(hù)壁能滿足成孔施工。另強(qiáng)風(fēng)化泥巖中夾有砂礫巖，部分砂礫巖的碎屑物風(fēng)化后粒徑較大，最大可見250mm，攪拌后呈卵石狀，施工時(shí)應(yīng)予以注意。建議采用樁基礎(chǔ)，以穩(wěn)定的強(qiáng)風(fēng)化泥巖作為持力層。