3 工 程 地 质

3 工程地质3.1 地勘工作概况3.1.1 工程概况受福建省冠榕投资发展有限公司的委托，我院对建阳市西区生态城滨溪公园防洪堤工程进行初步设计阶段工程地质勘察。

西区生态城滨溪公园防洪工程位于建阳城区西侧的西门电站麻阳溪左岸，防洪堤堤长1198m。

3.1.2 地勘主要依据及完成工作量本次初设勘察主要依据《堤防工程地质勘察规程》（SL188-2005）、《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55－2005）、《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）、《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251－2000）、《堤防工程设计规范》（GB50286－98）、《水利水电钻探规程》（SL291-2003）、《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）、《泵站设计规范》（GB/T50265－97）、《水闸设计规范》（SL265-2001）、《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）、参照《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001）、福建省《岩土工程勘察规范》（DBJ13－84-2006）、福建省《建筑地基基础技术规范》（DBJ13-07-2006）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）等有关规范和福建省建设厅、福建省地震局文件（闽建设[2002]37号），通过野外地质测绘、地质钻探、取样试验和对前期的勘探分析整理，着重评价区域构造稳定性，基本查明堤线区水文工程地质条件，包括堤线区的地形地貌、岩土成因、结构组成、分布规律、埋藏条件、各岩土层的渗透特性及其性状，对堤线工程地质条件进行初步评价，并进行天然建筑材料勘查，完成本阶段工程勘察报告，为初设阶段提供地质依据和有关设计参数，具体的勘察工作量详见表3.1.1。

勘察试验工作量一览表表3.1.13.2区域地质概述3.2.1 地形地貌麻阳溪为闽江流域建溪上游的一条支流，河流总体流向自西向东，河流总长136km。

区内山脉海拔多在500m以下，属山地低山丘陵地貌。

麻阳溪河段河谷大多宽阔呈宽底的“U”型谷，两岸普遍发育各级阶地，分水岭一般在高程500m以上，区内沟谷纵横，沿河宽谷形成串珠状小盆地。

区内的城镇主要分布在宽谷盆地处。

沿河流两岸Ⅰ级阶地高出河面4-10m，分布较广，阶面一般较宽，Ⅰ级阶地为堆积阶地。

Ⅱ级阶地高出河面10-20m，分布不完整，地形切割零乱，Ⅱ级阶地为基座阶地。

3.2.2 地层岩性工程区大地构造单元位于闽西北隆起带（新华夏西部隆起带）内的浦城～洋源隆起带北端。

因此，本区分布的地层较复杂，岩性多样，区域内广泛出露前震旦系、侏罗系地层和岩浆岩及第四系冲洪积层、残坡积层等。

简述如下：堤线区内的第四系全新统的冲洪积地层，主要为粉砂、细砂、粉质粘土及卵石层，主要分布于河漫滩和堆积阶地上，沉积层总厚度一般 1.0m～10.0 m。

在河流的凸岸沉积区较厚，向山坡与山体连接段沉积物总厚度渐减至尖灭。

第四系更新统残积的粉质粘土及基岩主要分布在山坡表层或部分河床中，是本次堤防工程的主要持力层。

建设区内的岩层从早到晚主要有前震旦系麻源群大金山组（Pt1d）黑云斜长变粒岩，南山组（Pt1n）云母石英片岩、条带状黑云斜长变粒岩；早侏罗世梨山组（J l）的中粗粒石英砂岩、砂砾岩、细砂岩、粉砂岩、细砂岩夹泥岩等；晚侏罗世圆盘组（Jy）凝灰质砂砾岩、砂岩、夹粉砂质泥岩、凝灰岩等。

堤线区内侵入岩有：燕山期的似斑状、中粒钾长花岗岩、斑状细粒云母花岗岩、闪长岩、花岗斑岩等。

3.2.3 区域地质构造稳定性及地震动参数工程区位于福建省新华夏系西部隆起带的崇安～江西石城新华夏系断裂带、浦城～武平大断裂带和松溪～宁德大断裂中，主要由元古代的变质岩组成，晚侏罗世有大规模的火山活动，至白垩世开始沉积。

区内地质构造发育，沉积岩区以单斜构造为主，伴有复式褶皱，北东向及北北东向断裂构造尤为发育，如F1、F1、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10等一系列走向北东的压性或压扭性断裂等（详见西区生态城滨溪公园防洪工程区域地质图）。

上述地质构造体系及其派生的次级断裂，直接控制着本工程区水系发育、山间河谷盆地和谷地分布，为河流侧向侵蚀，扩宽河漫滩和蛇曲形成，创造有利条件。

也为拗陷和断陷河谷基底上沉积巨厚第四系冲洪积层提供沉积空间和地形条件。

这是本次防洪工程区的地质历史背景条件。

工程区喜山期的区域地质构造运动表现为继承前期构造断裂基础上的断块活动并伴有小规模岩脉侵入活动。

第四系更新统以来，以大面积掀斜和间歇性、缓慢抬升为主要特点。

区域内未发现穿越第四系晚更新统的活动断裂。

地震烈度也不高，本工程建设区的区域地质构造是相对稳定的。

据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）、《建筑抗震设计规范》（GB20011-2001）及福建省建设厅和福建省地震局、闽建设[2002]37号文的附件1和附件2地震动参数区划一览表。

按上述规范和文件所规定的地震动参数的场地条件和震级超越概率，本工程场区地震基本烈度为小于6度，地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期0.35s（中硬场地）。

3.2.4 物理地质现象工程区内未见有大的崩塌、滑坡、泥石流等地质现象，仅局部河段凹岸出现淘蚀和小型崩塌现象。

3.2.5 水文地质及环境水腐蚀性评价本区地下水类型为埋藏在坡残积土层与砂卵石等冲洪积层中的孔隙潜水，主要受大气降水及溪水侧向补给，地下水的水位、水量随受季节变化大，一般潜水位埋深2.0m～6.5 m，向河流和沟谷排泄。

本次勘察在防洪堤上游段取河水1组水样，进行室内水质简分析，根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）附录G环境水对混凝土腐蚀性判定标准，其评定结果为：建阳市西区生态城滨溪公园河段河水对混凝土有分解类溶出型弱腐蚀，除此之外无其它类型腐蚀。

详见表3.2.1。

环境水对混凝土腐蚀性判定表3.3防洪堤工程地质条件及评价3.3.1堤线区岩土层工程地质特征建阳市西区生态城滨溪公园防洪堤地处麻阳溪下游冲洪积盆地，四周低山、丘陵环绕。

堤线区大部分位于麻阳溪左岸Ⅰ级阶地及河漫滩上。

工程区内Ⅰ级阶地成狭窄条带状、地势平坦。

河床高程约为128.48-127.10m，河床坡度平缓；岸上路面高程为141.1-136.6m。

本堤段所在河床基岩裸露，局部被砂卵石覆盖，基岩岩性为云母石英片岩，其出露高程一般为128.5-127.6m。

根据搜集到的本区已有地质资料及本次勘探成果，防洪堤堤基岩土层主要特征：①人工素填土:黄褐色，稍湿～饱和，松散～稍密状，主要由粘性土组成，含大量的植物根系及腐植质、局部含中细砂等物。

为新近堆积。

该层在场地主要分布居民区周边及公路边,层厚在1.9-6.5m。

②残积粉质粘土（全风化云母石英片岩）：红褐色、稍湿、可塑-硬塑，主要由粘性土组成，长石、石英砾质约占8.0%，见母岩残余结构，干强度中等、韧性中等，摇震反应无，光泽反应稍有光滑。

该层场地内ZK1、ZK2、ZK3均有分布，层厚3.6m～4.8m。

标贯击数10-25击。

③强风化云母石英片岩：灰黄色，片状结构，主要矿物成份以长石、石英、云母为主，岩芯多呈碎块状，岩体完整程度为极破碎～破碎，该层场地内在ZK1、ZK2、ZK3均有揭露，层厚在2.6-6.9m。

④弱风化云母石英片岩: 灰色-灰白色，片状结构、块状构造，主要矿物成份以长石、石英、云母为主，岩石新鲜，岩芯多呈短柱状～柱状。

岩体完整程度较好，该层场地内均有揭露，厚度未揭穿。

具体土层出露的位置、厚度等详见工程地质剖面图。

3.3.2 防洪堤段土层物理力学性质各土体原位测试试验成果统计表详见表 3.3.1，土体物理力学指标统计表详见表 3.3.2，建阳市西区生态城滨溪公园防洪工程各土层建议采用的物理力学指标详见表3.3.3。

堤基土体标贯试验击数统计表表 3.3.1残积粉质粘土物理力学性质统计表表 3.3.2建阳市西区生态城滨溪公园防洪工程各土层建议设计采用指标表3.3.33.3.3堤基工程地质结构分类按照《堤防工程地质勘察规程》（SL188-2005）附录C的堤基地质结构分类标准和堤防工程的工程地质剖面图土层分布资料，将本工程堤基地质结构类型列于表3.3.4。

堤基地质结构类型表表3.3.43.3.4 堤基主要工程地质问题及其评价建阳市西区生态城滨溪公园防洪堤工程位置、堤长、堤高及拟建堤型、主要堤基土层、工程地质评价及建议工程措施等方面汇总成防洪堤主要工程地质特征及评价一览表，见表3.3.5。

现就本堤段堤基的渗漏及渗透变形问题、堤基和堤岸的抗冲性、堤基工程地质表进行专门性评价。

一、堤基渗透变形问题（1）堤基土体渗透变形形式的判定据国标《土的分类标准》（GBJ145-90），关于粗粒土和细粒土的划分标准，本工程的残积粉质粘土（全风化云母石英片岩）、以粘性土为主的人工素填土，均属于细粒土。

据《堤防工程地质勘察规程》（SL188-2005）附录D第D.0.1的判定标准，本工程的细粒土的渗透变形形式为流土。

本工程的细粒土呈松散状，孔隙率及渗透系数相对较大，当洪水退却时，在渗透动水压力作用下，使土体表层颗粒发生浮动现象，从而产生流土渗透变形。

建议防渗处理。

（2）渗流容许水力坡降拟定本次勘察采用实测残积粉质粘土土体粒径特征值、物理指标，按《堤防工程地质勘察规程》（SL188-2005）推荐的D.0.3-1公式计算，结合建溪一期、建溪三期防洪工程和省内部分水电工程原位测试成果与堤防工程建设实践经验，建议堤基土层出逸段容许水力坡降值，列入表3.3.3。

二.土体抗冲刷稳定性问题：本工程的堤基中，在强风化云母石英片岩之上，常存在厚度不等的抗冲刷能力较弱的人工素填土、残积粉质粘土（全风化云母石英片岩）等。

建堤后，洪水过水断面缩小，水深加大，流速增加，势必增大对新建堤脚地基土层的冲刷,尤其是在西门电站大坝下游0+000～1+000m凹岸段冲刷程度更大。

在现拟建防洪堤堤基中，弱风化云母石英片岩的抗冲刷能力很强，强风化云母石英片岩的不冲流速则较高，其它残积粉质粘土（全风化云母石英片岩）、人工素填土属易冲土，当20年一遇洪水时，河水的最大流速会超过易冲土的不冲流速，造成岸坡崩塌。

0+300～0+350m处的塌岸现象进一步说明了易冲土存在抗冲刷稳定问题，因此，在新建堤基的坡脚，宜设置一定深度防冲设施，防止堤脚地基土体淘刷，危及堤身安全。

本工程堤段河床基岩裸露，岩石呈强至弱风化，建议堤脚防冲设施以河床基岩为建基面。

三、刚性挡墙的不均匀沉降问题：本工程堤基中的人工素填土、残积粉质粘土（全风化云母石英片岩）结构松散、土体压缩模量较小、承载力较低，土体具有较高的压缩性。

因此，对复合式堤型的迎水坡挡墙，由于堤基土层的压缩性较大，可能发生地基沉降变形，建议本工程刚性挡墙以压缩模量较大、承载力较高的强风化云母石英片岩为建基岩体。