通启高速公路南通至海门TQ—01标段勘察设计研究

刘冰宇 殷颖迪 王文娇

摘 要：文章通过通启高速公路南通至海门TQ-01标段勘察设计的实践，和地质调查与测绘、物探、探井、水文调查等手段，查清了场区的工程地质和水文地质条件，详细论述了勘察设计的过程。总结了勘察设计的经验体会，并对湖积相平原高速公路勘察设计的若干问题提出了一些建议。

关键词：湖积相平原；勘察；设计

中图分类号：U412 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）26-0001-02

1 工程概况

南通至启东高速公路西起宁通公路九华枢纽立交，沿途经陈桥立交，东至南通北枢纽立交，转向东南方向，经小海枢纽一路向东延伸，经过湾头镇、搭连镇、海门市以北、六匡镇、庙桥镇、长安镇东至启东市，终止于启东汇龙镇，全长107.63 km。

通启高速公路工程为江苏省重点交通建设项目，南通至海门TQ-01标段西起通州区九华镇，经通州市平潮镇何园村，经双坝头、马家园、终于平潮镇平北村，线路里程K117+130.20～

K122+100.00，全长4.97 km。

2 自然地理条件

2.1 气候、气象

勘察区域位于北亚热带湿润气候区，日照充足，四季分明，雨量丰沛。区内多年平均气温15.5 ℃，月平均最高气温28.3 ℃，月平均最低气温2.1 ℃～2.5 ℃，区内平均年降水量987.9 mm，最大年降水量1 650 mm，最小仅550 mm，无霜期260 d左右，全年以东南风，冬季偶有西北风。

2.2 地形、地貌

长江三角洲冲积平原是由河流冲击、淤泥形成的一套三角洲相松散沉淀层物，整个地区地势平缓，呈西高东低变化趋势，海拔高度介于3.00～4.20 m之间。由于近代人类频繁的生产活动，原有的地物地貌发生了极大的改变，本高速公路路线主要通过该区域。

3 区域工程地质条件

3.1 地层、岩性

3.1.1 前第四纪地层

该区域地层为古生界泥盆系、石炭系、二叠系及中生界三叠系、侏罗系（火山岩）、白垩系及新生界上、下第三系地层，埋藏深且大部分被第四系所覆盖。

3.1.2 第四纪地层

路线经过区第四系部厚度在300 m左右，本次勘察仅揭露Q4和部分Q3地层。

①通州—三厂镇断裂（F1）：为一推测断裂，起于三镇西南，经通州市东北之区外的石港西北一带，区内长约40 km。大致在桩号K180附近与线路切割，推测该断裂最新活动时代应在晚第三纪。

②四安—姜灶断裂（F3）：该断裂东南起于通州市姜灶，向西北经四安延伸出区外，走向北西，大致与线路K140及K150附近相交。该断裂规模较小，表现为倾滑正断层性质，推测第四纪以来没有活动。

③浏河—新场断裂（F4）：该断裂自浏河镇、沿浮桥、穿上海市区向新场方向展布，是由3～4条断裂组成的断裂带。带宽500～600 km左右，最新活动时代在中更新世。

④观音山一张芝山断裂（F6）：西北自南通市观音上起，向东南经小海至张芝山。该断裂规模较小，表现为倾滑正断层性质，推测第四纪以来没有活动。

⑤四安—南通断裂（F5）：从北东由区外经通市西侧延伸出区外，断裂性质不详。推测第四纪以来无明显活动迹象，大致与K135附近与路线相交。

⑥观音—余西断裂（F2）：该断裂西起南通东北，经观音山北，余西北部，止于余被附近，呈现NEE向延伸，全长34 km，被四安—姜灶和通州—三厂两条北向断裂左旋错断成三段，错距达2 km，沿断裂有多个闪长岩体分布，线路里程桩号K150附近相交。

本标段经过区及附近无全新活动断裂，区域稳定性属于稳定地块。

3.2 地 震

路线经过区位于华北地震区的长江下游—南黄海地震带内，属中强震活动区。据史料记载，区域上共发生3次震级4.0～5.0 Ms的破坏地震，这些地震多发生在江门南，震中距离本标段10～45 km。区内地震基本烈度为Ⅵ度。

3.3 水文地质条件

3.3.1 地表水

路线经过区内河网密布，河流沟渠纵横交错，河流大都为人工运河，其水位、流量受人工闸控制，泄洪条件良好。经取水样分析：PH=7.88，为碱性水，矿化度：163.3 mg/L，属淡水，HCO3-：122.0 mg/L，SO2-：33.6 mg/L，CL-：12.4 mg/L，Na+：8.1 mg/L，Ga2+：39.1 mg/L，Mg2+：9.1 mg/L。地表水多为HCO3—Ca型水，侵蚀性CO2未检出。据《公路工程地质勘察规范》（JTGC20—2011）判定：本路线段地表水对混凝土不具腐蚀性。

3.3.2 地下水

第四系全新统中的潜水、半承压水为勘探深度内地下水主要的赋存形式，总体上可划分为以下两个含水层。

第一含水层底板埋深26.5～32.5 m、底板标高-23.8～29.8 m，含水层厚23.1～30.2 m，含水层岩性多为全新统灰色低液限粉土质砂、细砂，局部为低液限粉土，赋存潜水，富水性差。据水质分析结果：pH=7.44，矿化度：665.0 mg/L，HCO3-：454.3 mg/L，SO42-：164.5 mg/L，CL-：55.1mg/L，Na+：26.7 mg/L，Ga2+：151.5 mg/L，Mg2+：42.3 mg/L。地下水主要为HCO3-SO42——Ca.Mg型水，侵蚀性CO2未检出。

第二含水层为承压含水层，其顶板埋深50.9～61.2 m，含水层岩性主要为上更新统中粗砂、细中砂，局部为地液限粉土砂及地液限粉土，沿江地带颗粒较粗，沿海地段颗粒较细。其承压、半承压水的补给来源主要是潜水渗透与越流补给及侧向径流补给，排泄途径主要是人工开采，其次是越流渗入深部含水层及侧向径流等。

3.3.3 环境水腐蚀性评价

按《公路工程地质勘察规范》（JTG 20—2011）判定：本勘查区地表水和地下水对混凝土不会产生腐蚀性破坏。

4 工程地质问题与评价

4.1 道路工程地质分区与评价

本标段位于长江三角洲冲积平原，地貌类型单一，根据地层岩性分布特征进行工程地质分区，本标段可分为软土工程地质区（A区）及软弱粘性土区（B区）。

4.2 不良工程地质问题及评价

本路段的不良工程地质问题主要为软土、软弱粘性土和砂土液化，下文对此分别叙述。

4.2.1 软 土

Q4alV13+4层淤泥地液限粘土，灰色，软塑～流塑。该分层布不连续，多呈透镜体分布在K120+900～K121+650段及鱼塘、沟渠的表层，其顶板标高为-0.2～1.4 m，发育厚度为0.5～2.9 m。其主要物理力学指标：天然含水量W=41.2%、天然孔隙率e=

1.25 L，液性指数IL=1.99、a0.1-0.2=0.97 MPa-1、Es=3.30 MPa、十字板强度Su=54.7 kPa。

可见，该土具有含水量高、孔隙比大、强度低的特征，其压缩性较高，力学性质差，承载力低，属不良工程地质层。

4.2.2 软弱粘性土

在本标段呈上、下两层分布。

第一层为（Q4alⅡ23-1、Ⅱ33）层：岩性为低液限粘土、粉土，本标段浅部均有分布，底板标高-5.30～0.20 m，厚度1.7～5.50 m，土质不均，具水平层理，中下部夹粉土质砂薄层，软塑-流塑。其主要物理力学指标：天然含水量W=33.0%、天然孔隙率e=0.85 L，液性指数IL=1.02、a0.1-0.2=0.307 MPa-1、Es=5.79 MPa、200 kPa压力下的固结系数：Cv（垂直）=6.48×10-3 cm2/s，直剪强度：c=14 kPa、Φ=19.2 ？觷。

第二层为（Q4alⅡ23-2、Ⅱ33-3）层：岩性为亚粘土夹（互）粉砂，分布厚而稳定，整个标段都有揭露，顶板标高-21.4～-29.7 m，厚度一般为25.0～33.0 m，局部未揭穿。该层土以互或夹粉砂为特点，软塑，且土体中粉粒含量高。其主要物理力学指标：天然含水量W=35.7%、天然孔隙率e=1.065 L，液性指数IL=1.45、a0.1-0.2=0.43 MPa-1、Es=4.84 MPa、200 kPa压力下的固结系数：Cv（垂直）=7.82×10-3 cm2/s、Ch=7.20×10-3 cm2/s，直剪强度：c=16 kPa、Φ=17.1 ？觷，无侧限抗压强度qu=42 kPa，超固结比OCR=0.94，十字板试验时因夹或互砂的影响，其Su一般大于100 kPa。

该土层含水量较高，孔隙率较大、强度偏低，力学性质差、承载力较低，性质接近于软土。

4.2.3 砂土液化

勘察路线表层广泛分布软塑状亚砂土及松散～中密实粉砂，根据要求，本次勘察只对大型构筑物按地震基本烈度提高1 ？觷（即Ⅶ度）进行液化判别，经判定该路段一般属于轻微液化到中等液化场地，液化综合指数一般小于5.0，液化折减系数一般为1/3～2/3。因本路段液化危害程度不大。对于大型桥基，建议采用桩基础，穿过液化层，可将桩尖持力层置于下卧更新统层中。

5 结 语

①本标段属长江三角洲冲积平原，地质结构较简单，松散发育厚度大，基岩埋深在300 m以下，线路经过区及附近无活动断裂，区域稳定性属于稳定地块。

②地层主要为全新统冲、海相地层。全新统土质较软，上更新统土层一般较好，但海相沉积的淤泥粘土、亚粘土、亚砂土及底板埋深10 m以内的土体其工程地质性能较差。

③全新统海相沉淀的软弱土层，工程地质性能较差，作为路基持力层易产生不均匀沉降和路堤失稳，必须进行路基填土高度稳定性验算和沉降计算。

④本标段属不良地基路段，须对填筑路段采用换填、超载预压、袋装砂井，塑料排水板或粉喷桩等方法进行地基综合加固处理，对于桥头两侧可采用碎石桩法加固地基。

⑤路线段经过区地下水和地表水对混凝土不具腐蚀性。

⑥本区地震基本烈度为Ⅵ度。

参考文献：

[1] JTGC 20-2011，公路工程地质勘察规范[S].

[2] GB 50011-2010，建筑抗震设计规范[S].

[3] GB 18306-2001，中国地震参数区划图[S].