浙江省沿海地區(qū)灘涂工程地質(zhì)條件分析

浙江省沿海地區(qū)灘涂工程地質(zhì)條件分析

去年，浙江省沿海地區(qū)完成了大量水庫(kù)蓄水、填海垃圾填埋場(chǎng)、水運(yùn)通道等節(jié)水工程，以及大型火力站和潮汐站的工程地質(zhì)勘察，并積累了海洋沉積物的地質(zhì)資料。作者對(duì)浙江省沿海地區(qū)海塘海灘的工程地質(zhì)條件進(jìn)行了初步研究。根據(jù)土壤土壤的物理力學(xué)特性，將沿海海灘第四系沉積物分為兩類(lèi)，并結(jié)合相關(guān)具體項(xiàng)目給出相應(yīng)的物理力學(xué)指標(biāo)。1較大島嶼的島嶼浙江省沿海地勢(shì)自西向東和東北傾斜,直至傾沒(méi)于東海,部分則成為島嶼.沿海主要山脈有會(huì)嵇山、四明山、天臺(tái)山和雁蕩山等,這些山脈的分水嶺相隔形成了錢(qián)塘江、甬江、椒江、甌江、飛云江和鰲江等,諸江分別注入東海;沿海有杭州灣、象山港、三門(mén)灣、樂(lè)清灣、溫州灣等較大港灣12個(gè).大陸岸線全長(zhǎng)1840km,沿海大小島嶼(面積500m2以上)3068個(gè),其中較大的島嶼有舟山本島、玉環(huán)島、岱山島、六橫島、大衢島等,島嶼岸線長(zhǎng)4674.85km;東部、東北部沿海為河海堆積平原,地勢(shì)平坦、河網(wǎng)密布、零星山丘相間,這些地貌特征,使我省的海岸呈現(xiàn)出岬角、港灣眾多,大陸岸線蜿蜒曲折,沿海島嶼星羅棋布的地貌景觀.沿海灘涂開(kāi)發(fā)利用是在大潮高潮被海水淹沒(méi)、大潮低潮出露的陸海過(guò)渡地帶,其岸灘地貌有如下3種類(lèi)型:①杭州灣淤泥質(zhì)河口平原岸灘地貌類(lèi)型杭州灣是潮差大,涌潮強(qiáng)的強(qiáng)潮河口,由于邊灘物質(zhì)抗沖力差,岸灘沖淤變化十分明顯.岸灘又可分為粉砂灘、粉砂-淤泥灘2種,粉砂灘主要分布在錢(qián)塘江河口和杭州灣南岸■海以西岸灘,組成物質(zhì)為粉砂,灘面寬闊平緩,慈溪庵東灘面最寬可達(dá)10km,坡度0.3‰～0.6‰,是浙江省圍墾的集中區(qū)域;粉砂-淤泥灘,分布在杭州灣北岸海鹽五團(tuán)附近和杭州灣南岸■海以東岸段,以泥質(zhì)粉砂為主,層理發(fā)育,潮灘沉積地貌明顯.②浙東淤泥質(zhì)和基巖岸灘地貌類(lèi)型浙東海岸斷裂發(fā)育,岸線曲折、港灣多,有椒江等河流入海,岸灘地貌分為河口平原海岸灘地貌、港灣岸灘地貌和浙東基巖海岸灘地貌,河口平原岸灘面積廣闊,泥砂來(lái)源豐富.③沿海島嶼眾多的浙江省一大特色,具有以基巖為主的島嶼岸灘地貌.2沿海相關(guān)地震前震關(guān)系浙江地處中國(guó)東部瀕西太平洋大陸邊緣地帶,印支運(yùn)動(dòng)后地殼處于陸緣活動(dòng)階段,構(gòu)造變動(dòng)和火山活動(dòng)極為頻繁,晚侏羅世火山活動(dòng)強(qiáng)烈持久,先后經(jīng)歷了3個(gè)火山噴發(fā)旋回,堆積了巨厚的火山沉積地層,因此,上侏羅統(tǒng)火山沉積巖在浙江沿海分布較為廣泛.全新世以來(lái),浙江省海面自-30m左右上升到目前位置的過(guò)程中,曾經(jīng)歷過(guò)4次海進(jìn)、海退歷程,沿海自北至南發(fā)育了寬廣的海濱平原,主要由杭嘉湖、寧紹、椒黃、溫瑞等平原組成,第四系沉積物厚20～329m.杭州灣及北部沿海會(huì)嵇山、四明山北麓的姚江平原,沉積物厚50～200m,由西向東逐步增厚,淺表部以粉土為主,下臥淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土,厚度20～40m;中部和南部沿海地區(qū)以濱海及淺海為主,沉積物最大厚度達(dá)130m以上,淺表部以淤泥或淤泥質(zhì)粘土為主,厚度分布不一,約20～50m;舟山群島地區(qū)濱海土層的分布,基本類(lèi)同浙江沿海中部地區(qū).按浙江省構(gòu)造分區(qū)圖見(jiàn)圖1.以江山—紹興斷裂為界,分屬兩個(gè)不同的大地構(gòu)造單元,斷裂帶以西為揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)(Ⅰ1),江山—紹興斷裂帶以東為華南褶皺系(Ⅰ2),沿海灘涂次級(jí)構(gòu)造單元?jiǎng)澐衷斠?jiàn)圖1.根據(jù)歷史記載,浙江省只有1574年在西南部的慶元發(fā)生過(guò)5.5級(jí)地震,這是近500年間發(fā)生的最大地震,浙江省在地震活動(dòng)方面屬少震弱震省份.浙江省沿海地區(qū)地震活動(dòng)主要受深大斷裂控制,附近無(wú)中強(qiáng)地震活動(dòng),亦無(wú)現(xiàn)代活動(dòng)斷層分布,屬構(gòu)造穩(wěn)定地段,區(qū)域穩(wěn)定性較好.根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》,舟山市及寧波市的鎮(zhèn)海區(qū)和北侖區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g;杭州灣、上虞、余姚、慈溪、奉化、寧波本市除鎮(zhèn)海區(qū)北侖區(qū)外及象山的東溪以北地震動(dòng)峰值加速度為0.05g;象山的東溪以南至溫嶺的芙蓉以北一帶沿海地震動(dòng)峰值加速度<0.05g;溫嶺的芙蓉以南的溫州沿海地震動(dòng)峰值加速度為0.05g.浙江省沿海灘涂地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期一般為0.65s(按Ⅰ區(qū)軟弱場(chǎng)地劃定).3海灘工程的質(zhì)量分析和基本處理3.1土層評(píng)價(jià)指標(biāo)沿海灘涂40m以上一般為第四系沉積物所覆蓋,根據(jù)地基土層的工程特性,從總體上可分為2大類(lèi).第1類(lèi)為松散-稍密的粉砂、粉土類(lèi)為主的砂性土地基,主要分布于錢(qián)塘江河口和慈溪北部,表層由厚1～3m粉砂和粉土等組成,屬中等壓縮性;上部以粉土為主夾粉細(xì)砂層,河口地帶為粘性土與粉細(xì)砂互層,振動(dòng)時(shí)易產(chǎn)生液化,粉土層以下為粉細(xì)砂層,松散-稍密.土層物理力學(xué)指標(biāo)詳見(jiàn)錢(qián)塘江河口、表1為杭州灣區(qū)域土層物理力學(xué)指標(biāo)一覽表.第2類(lèi)為淤泥及淤泥質(zhì)土為主的軟土地基,分布于寧波南部,舟山地區(qū)沿海以及浙中、浙南濱海.象山港為濱海河口相堆積,主要由淤泥或淤泥質(zhì)粘土組成,厚度15～30m,含水量一般為40%～60%,局部大于80%,屬高壓縮性,低強(qiáng)度,微透水性,高靈敏度的軟弱土層.臺(tái)州、溫州地區(qū)沿海濱海區(qū)廣泛分布有淤泥,淤泥質(zhì)粘土,厚度一般大于30m.河口區(qū)多有中粗砂,粉土組成,并發(fā)育有貝殼砂埂,厚20～45m.淤泥、淤泥質(zhì)土含水量高,一般為40%～60%,局部70%～80%,屬高壓縮性,低強(qiáng)度,微透水性軟土.各土層物理力學(xué)指標(biāo)詳見(jiàn)浙江東南沿海地區(qū)海塘(海涂)地基土物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表2.3.2工程地質(zhì)條件(1)由于砂性土主要分布于河口一帶,根據(jù)其水動(dòng)力條件的變化,砂、土顆粒分布一般上游較粗,以粉砂、砂質(zhì)粉土的沖積相為主,厚度大,工程地質(zhì)條件較好;下游則顆粒逐漸變細(xì),出現(xiàn)粘質(zhì)粉土、粉土夾淤泥的沖海積相沉積,隨著離河口越遠(yuǎn),砂土的厚度變薄,且逐漸被淤泥質(zhì)土所代替,工程地質(zhì)條件越來(lái)越差.(2)海相沉積的淤泥質(zhì)土,根據(jù)其土體強(qiáng)度,總的趨勢(shì)是,浙北的杭嘉湖地區(qū)分布的軟土多以淤泥質(zhì)土為主,即使有淤泥層分布,其厚度也較薄,地基的工程地質(zhì)條件相對(duì)較好,而浙南溫州灣一帶軟土,則以深厚的淤泥層為主,工程地質(zhì)條件最差.從軟土中的含水量的變化范圍也可反映出軟土的強(qiáng)度變化情況,杭嘉湖地區(qū)軟土的含水量w為34%～49%;寧波濱海區(qū)w為40%～45%;舟山海島區(qū)w為45%～55%;三門(mén)灣-臺(tái)州灣一帶w為45%～65%;溫州灣以南w為55%～70%.3.3海灘地板設(shè)計(jì)(1)砂性土為等透水性土情形一般應(yīng)進(jìn)行防滲抗沖,基河口地帶分布的砂性地基多屬中等壓縮性土,工程地質(zhì)條件尚好,可作為堤防及閘基的天然地基使用,但因砂性土一般為中等透水性,地基存在滲漏及滲透穩(wěn)定問(wèn)題,且砂土的抗沖刷性能差,因此,閘壩等地基需進(jìn)行防滲及抗沖等工程處理,通常采用防滲抗沖板樁或防沖沉井等基礎(chǔ)處理.當(dāng)工程按地震基本烈度7度進(jìn)行設(shè)防時(shí),飽和砂土一般還存在砂土液化問(wèn)題,地基尚需進(jìn)行抗液化處理.(2)固結(jié)型地基處理淤泥及淤泥質(zhì)土屬高壓縮性及低強(qiáng)度的軟土,是堤防及閘基不均勻沉降及穩(wěn)定的控制層,地基不能滿足上部荷載要求,地基必須進(jìn)行處理.除軟土厚度很薄,建筑物荷載不大,地基仍可采用傳統(tǒng)的拋石擠淤及鎮(zhèn)壓層法處理外,目前常采用塑料排水板排水固結(jié)法處理,特別當(dāng)水平或交錯(cuò)層理發(fā)育,水平向滲透系數(shù)顯著大于豎向,排水固結(jié)效果更好.該處理方法的設(shè)計(jì)及施工技術(shù)都已相當(dāng)成熟,處理深度已可達(dá)30～40m.爆破擠淤法地基處理方法已在該省部分圍涂工程中取得成功,該方法的選定,除需處理的軟土深度不大(一般不大于20m)外,還與石料場(chǎng)的分布遠(yuǎn)近、料源的豐富程度以及大量石料開(kāi)采對(duì)環(huán)境的影響密切相關(guān).當(dāng)有特殊要求的堤防工程或在軟土上建水閘時(shí),地基采用樁基礎(chǔ)的一般較多.4沿海工程地質(zhì)條件浙江省是個(gè)海洋大省,沿海灘涂資源豐富,主要分布于各河流的河口和杭州灣南北兩岸.改革開(kāi)放以來(lái),隨著港口開(kāi)發(fā)及城市和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展,灘涂開(kāi)發(fā)正在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著越來(lái)越大的作用.由于圍涂技術(shù)的迅速發(fā)展,目前圍涂高程已由常規(guī)的零高程左右,發(fā)