沈康高速公路泥巖工程地質特征

文/焦建 遼寧省交通規劃設計院有限責任公司 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，該路線方案起點與沈陽市區鴨綠江街平交，上跨三環高速，經沈北路、蒲河路、四環、新蔡線、、十大線等，終點與沈康高速公路連接。【1】。

2、工程場地概況

2.1 地形地貌

設計帶地貌類型較簡單，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。

線路區地勢總體起伏不大，較為平坦開闊，地表巖性以粉質粘土、粉土、細砂、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，地層主要為粉質粘土以及風化巖，主要為第四系的上層滯水；河流沖洪積平原地貌區，主要為第四系的孔隙潛水，南小河、蒲河補給為主要補給方式，其次為大氣降水入滲補給，排泄方式以地下水徑流、河水排泄、以及人工開采排泄為主，受季節和氣候的影響，水位隨季節變化，鉆探深度范圍內地下水水位4.60-10.10米。【2】

2.3 地質構造與地震

場地區屬于陰山復雜構造帶的東延部分，為新華夏系的一個Ⅰ級隆起帶（遼東半島）與一個Ⅰ級沉降帶（松遼平原）的交接地帶。

沈陽西北側發育的新城子—王綱堡斷裂和永樂—清水臺斷裂，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。沿斷裂發生多次5級左右地震，為沈陽地區的主要地震構造。

在區域地質構造上，沈陽市區位于華北地塊內，根據地質構造活動的特點，沈陽市區位于沈北凹陷地塊內，大地構造上處于遼東塊隆與下遼河—遼東灣塊陷交接的部位。

在區域新構造運動上，沈陽市區位于千山—龍崗上升區，第四紀時期主要表現為掀抬式上升，為重力場的重力高帶異常區。在地震活動帶劃分上，該區地震活動水平低；沈陽—開原段有較弱的差異升降運動，現今微震活動頻繁。

根據GB18306-2015《中國地震動參數區劃圖》，本區地震基本烈度為Ⅶ度，地震動反應譜特征周期為0.35s，地震動峰加速度值為0.10g。

3、泥巖工程地質特征

場地表層區域全部被第四系全新統所覆蓋，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、粉質粘土、粉砂、粗砂等，部分為山前坡洪積的（Q3di+pl）粉質粘土等。

覆蓋于第四系之下的地層是下遼河地區的第三系地層（E3），該地層在沈北凹陷區沉積了一套成因類型復雜的含煤巖系，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，故使始新統楊連屯組與漸新統洋河組之間缺失一段地層。

位于線路區場地的沈北地區，第三系地層地表未出露，為第四系所覆蓋，其中上、下第三系均較發育。下第三系分為：古新統木梳屯組、始新統楊連屯組、漸新統洋河組，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。總厚度532-1545m。

線路的虎石臺地區，第三系地層主要為洋河組地層，地層上部由暗綠色含細礫泥巖、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，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化后的圓礫、礫砂等。各個層組巖性等本文不再詳細描述，在沈陽虎石臺地區以及蒲河地區都有相關地質剖面。

鑒于以上地質情況，結合本工程特點，本項目對地層情況進行綜合給定，線路區的巖石地質時代定為第三系(E3)，層組不再詳細劃定，定名統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；對于風化程度，現場判別按照原位測試進行劃定，標貫擊數小于20擊，定為粉質粘土，標貫擊數20-40擊定為全風化，大于40擊定為強風化。對于全風化承載力按照硬塑的粉質粘土給定，[fa0]=220kPa，qik =55kPa。對于強風化，按照堅硬的粉質粘土或者密實的中粗砂給定，[fa0]=350kPa，qik=80kPa。

通過對場地的工程地質鉆探，揭露的泥巖地層分述如下，全風化泥巖：黃褐色、灰綠色等，原巖結構構造已全部破壞，僅外觀保持原巖狀態，巖芯呈砂土狀，手捏易碎，該層厚度為3.40-24.80米，頂底高程分布范圍為64.42- 16.28米。強風化泥巖：黃褐色、棕紅色，原巖結構構造大部分破壞，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。【3】

4、結論及建議

通過本次勘察，查明了場地泥巖的工程地質特征和性質，泥巖為軟質巖，具有遇水軟化、干后龜裂的特征，應予以考慮。經勘探鉆孔揭露，場地內未發現對工程不利的埋藏物。場地內未見影響成樁的不利地層，如易產生坍孔、涌土和流沙的土層，局部地段分布有松散軟弱透鏡體，對成孔會造成一定困難，但總體厚度不大，加強護壁能滿足成孔施工。另強風化泥巖中夾有砂礫巖，部分砂礫巖的碎屑物風化后粒徑較大，最大可見250mm，攪拌后呈卵石狀，施工時應予以注意。建議采用樁基礎，以穩定的強風化泥巖作為持力層。