沈康高速公路泥岩工程地质特征

【摘要】本文论述了在沈康高速公路工程地质勘察中，所揭露的地层中，泥岩的特性和工程地质特征。

【关键词】沈康高速;泥岩;软化

1、概述

沈康高速公路绕城高速至新城子段是联系沈阳绕城高速和沈康高速新城子之间的快捷通道，该路线方案起点与沈阳市区鸭绿江街平交，上跨三环高速，经沈北路、蒲河路、四环、新蔡线、、十大线等，终點与沈康高速公路连接。【1】。

2、工程场地概况

2.1 地形地貌

设计带地貌类型较简单，主要为第四系冲洪积平原地貌和山前坡洪积平原地貌，地面标高介于40～80m之间。其中第四系冲洪积平原地貌地势较为平坦，山前坡洪积平原地貌地势稍有起伏。泥岩主要分布在山前坡洪积平原地貌区。

线路区地势总体起伏不大，较为平坦开阔，地表岩性以粉质粘土、粉土、细砂、中砂、粗砂、砾砂、圆砾、卵石等为主，厚度较大，一般为30-50米，底部基岩主要为第三系（E）的泥岩，夹有砂岩和砾岩。

2.2水文地质特征

场地地表水主要为辽河支流水系，河流主要为南小河，蒲河，其中南小河四季常年有水，水深1-3米，流量较小，蒲河四季常年有水，水量较大，水深3-6米。地下水类型分为两种，山前坡洪积平原地貌区，地层主要为粉质粘土以及风化岩，主要为第四系的上层滞水;河流冲洪积平原地貌区，主要为第四系的孔隙潜水，南小河、蒲河补给为主要补给方式，其次为大气降水入渗补给，排泄方式以地下水径流、河水排泄、以及人工开采排泄为主，受季节和气候的影响，水位随季节变化，钻探深度范围内地下水水位4.60-10.10米。【2】

2.3 地质构造与地震

场地区属于阴山复杂构造带的东延部分，为新华夏系的一个Ⅰ级隆起带（辽东半岛）与一个Ⅰ级沉降带（松辽平原）的交接地带。

沈阳西北侧发育的新城子—王纲堡断裂和永乐—清水台断裂，向北与铁岭—开原断裂相连，为郯庐断裂北延带的重要组成部分。沿断裂发生多次5级左右地震，为沈阳地区的主要地震构造。

在区域地质构造上，沈阳市区位于华北地块内，根据地质构造活动的特点，沈阳市区位于沈北凹陷地块内，大地构造上处于辽东块隆与下辽河—辽东湾块陷交接的部位。

在区域新构造运动上，沈阳市区位于千山—龙岗上升区，第四纪时期主要表现为掀抬式上升，为重力场的重力高带异常区。在地震活动带划分上，该区地震活动水平低;沈阳—开原段有较弱的差异升降运动，现今微震活动频繁。

根据GB18306-2015《中国地震动参数区划图》，本区地震基本烈度为Ⅶ度，地震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰加速度值为0.10g。

3、泥岩工程地质特征

场地表层区域全部被第四系全新统所覆盖，成因和岩性都比较简单，主要为辽河支流南小河、蒲河冲洪积所形成（Q4ai+pl）人工填土、粉质粘土、粉砂、粗砂等，部分为山前坡洪积的（Q3di+pl）粉质粘土等。

覆盖于第四系之下的地层是下辽河地区的第三系地层（E3），该地层在沈北凹陷区沉积了一套成因类型复杂的含煤岩系，此凹陷在沉积过程中于渐新世早、中期曾一度上升遭到剥蚀，故使始新统杨连屯组与渐新统洋河组之间缺失一段地层。

位于线路区场地的沈北地区，第三系地层地表未出露，为第四系所覆盖，其中上、下第三系均较发育。下第三系分为：古新统木梳屯组、始新统杨连屯组、渐新统洋河组，上第三系为邱家屯组。第三系与下伏白垩系或太古界，中、上元古界呈角度不整合接触，上覆与第四系亦为角度不整合接触，各组间，除木梳屯组与杨连屯组为平行不整合接触外，其余各组间均为角度不整合接触。总厚度532-1545m。

线路的虎石台地区，第三系地层主要为洋河组地层，地层上部由暗绿色含细砾泥岩、砂岩和砾岩组成，下部以灰绿色泥岩为主，夹有杂色砂砾岩，其中部含有薄煤层1-3层，均不可采。该组的岩性横向变化较大，厚度变化亦大，由北向南，由西向东变薄，直至尖灭。该大桥蒲河地区，第三系地层主要为邱家屯组地层，地层岩性以紫绿色泥岩、砂砾岩为主。在土岩交界处，有的揭露有砂砾岩风化后的圆砾、砾砂等。各个层组岩性等本文不再详细描述，在沈阳虎石台地区以及蒲河地区都有相关地质剖面。

鉴于以上地质情况，结合本工程特点，本项目对地层情况进行综合给定，线路区的岩石地质时代定为第三系（E3），层组不再详细划定，定名统一定为广泛意义上的泥岩，即为泥岩与砂岩、砾岩互层，或泥岩夹有砂砾岩;对于风化程度，现场判别按照原位测试进行划定，标贯击数小于20击，定为粉质粘土，标贯击数20-40击定为全风化，大于40击定为强风化。对于全风化承载力按照硬塑的粉质粘土给定，[fa0]=220kPa，qik =55kPa。对于强风化，按照坚硬的粉质粘土或者密实的中粗砂给定，[fa0]=350kPa，qik =80kPa。

通过对场地的工程地质钻探，揭露的泥岩地层分述如下，全风化泥岩：黄褐色、灰绿色等，原岩结构构造已全部破坏，仅外观保持原岩状态，岩芯呈砂土状，手捏易碎，该层厚度为3.40-24.80米，顶底高程分布范围为64.42- 16.28米。强风化泥岩：黄褐色、棕红色，原岩结构构造大部分破坏，岩芯呈土柱状，，夹有砂岩和砾岩，砂岩呈砂土状，砾岩呈卵石状。【3】

4、结论及建议

通过本次勘察，查明了场地泥岩的工程地质特征和性质，泥岩为软质岩，具有遇水软化、干后龟裂的特征，应予以考虑。经勘探钻孔揭露，场地内未发现对工程不利的埋藏物。场地内未见影响成桩的不利地层，如易产生坍孔、涌土和流沙的土层，局部地段分布有松散软弱透镜体，对成孔会造成一定困难，但总体厚度不大，加强护壁能满足成孔施工。另强风化泥岩中夹有砂砾岩，部分砂砾岩的碎屑物风化后粒径较大，最大可见250mm，搅拌后呈卵石状，施工时应予以注意。建议采用桩基础，以稳定的强风化泥岩作为持力层。

参考文献：

[1]沈阳至康平高速公路鸭绿江街至新城子段，辽宁省交通规划设计院，2016年12月.

[2]常士骠，等.工程地质手册（第四版）[M].中国建筑工业出版社，2007年2月.

[3]林在贯，等.岩土工程手册[M].中国建筑工业出版社，1994年10月.

作者简介：

焦建，辽宁省交通规划设计院有限责任公司，辽宁沈阳。