宜昌市猇亭区域阶地工程地质与城市规划建设

宜昌市猇亭区域阶地工程地质
宜昌市猇亭区域是新构造运动所形成的冲积平原，阶梯状分布明显。

它表明一个地区升降运动的方向、幅度和水平层面的不等量差异，呈现出不同的工程地质特征。

猇亭是宜昌市城区的东大门，为历代兵家必争之地。

近十年来，随着行政区划的变更，开发建设的速度明显加快，已建成三峡国际机场、宜昌长江公路大桥，汉宜高速公路穿境而过，港口码头建设已进入实施阶段，近10km2的城区已完成“三通一平”，宜化集团、磷化集团、亚园科技等一大批化工、电子、机械等产业已落户猇亭。

因此研究猇亭的工程地质对服务工程建设，实现城区东扩，加快世界水电旅游名城建设步伐有着特殊的意义和作用。

一、阶地的形成
猇亭是长江出三峡后的第一块冲积平原，呈阶梯状分布，且地质、地貌和第四纪的堆积物独具一格。

长江（宜昌段属经向河流）因地球自西向东旋转所产生的偏向力，使北半球的河流向右偏转，所以对右岸发生侵蚀，在流水的搬运作用下，被侵蚀物质在左岸堆积，形成河漫滩。

此后，主要由于地壳上升运动或河流水量加大等原因，使河流下蚀作用加强，河床加深，使原来的河漫滩相对地高出在一般洪水时的水面以上，成为沿着江岸平行伸展的阶梯状地貌。

河流阶地的形成，是新构造运动在地貌上的表现标志之一。

它表明一个地区的升降运动方向，同时也说明一个地区升降运动的幅度的大小和升降运动的水平方向不等量的差异，对指导城市规划和经济建设极为重要。

依上述成因原理分析，猇亭江段原来河谷比较窄，为适应新的过水断面，新暴发性的向右岸侵蚀冲刷，同时，河床下切，这些大幅度右岸侵蚀为猇亭江段河床开辟了新的通道。

经过这样几次大的变迁，逐级向南转移下切，形成猇亭北岸五级阶地雏形，造就了依山傍水的地貌特色（图1）及猇亭城区规划建设呈带状分布的工程地质基础（图2）。

图1宜昌猇亭铜岭——黄龙寺（三峡机场）长江阶地工程地质剖面图图2宜昌猇亭五级阶地与城区规划示图
二、阶地工程地质特征
猇亭江段阶地从虎牙——云池，右岸不发育，阶地主要发育在左岸。

在左岸的五级阶地中，T1、T2级基本为堆积阶地，T3、T5级阶地为侵蚀堆积阶地——
综合阶地（图1），各级阶地形成时期，I级阶地为全新世（Q4），T2、T3级阶地形成上更新世（Q3），T4、T5级阶地形成为中更新世（Q2），阶地的基座为白垩——第三系砂、泥岩物，各级阶地堆积物工程地质特征分述如下：
1、T5级阶地（Q2）。

该阶地面高程约160~220m，堆积物具有双层结构，上层为黄褐、褐红色中液限粘土为主，夹有粉质中液限粘土及高液限粘土，底部多为微含砾（10%）中液限粘土、间夹黄——黄褐色粘土及膨胀土层，总厚度最大16.6m，最小的在5 m以下，一般5~16m。

下层为一套砾类土（卵石土）、黄——褐黄色，其中卵石含量50~60%，粒径一般在12cm以下，局部含少量漂石，磨圆度为圆——次圆状，充填物以粘土及少量的细粉砂为主，厚度在34.70~49.4 m。

基底为第三系（Ejm）：上部为灰绿色粘土岩、泥质及灰质泥岩，下部为粉砂质及含砾粉砂质泥岩，其岩面坡度平均1.30%，由北西向南倾斜，并依次控制上覆盖地层空间分布形态。

主要分布在黄龙寺一带，此级阶地海拔高度相对较高，风化剥蚀厉害，地貌呈缓坡展布。

目前，该阶地建筑物主要有三峡机场、民宅及人工水库，不良地质原因主要有：膨胀土、新老滑坡体存在，在勘察、设计、建设时要加以注意。

2、T4级阶地（Q2）。

该阶地面高程约120~160m之间，堆积物具双层结构，上层为褐红、紫红色网纹状粘土夹含砾石砂质粘土、灰白色粘土条带，厚度10m 左右。

下层为灰白色半成岩状细砂层和泥质粉砂层、砾石层，砾石成份主要为石英岩、石英砂岩、花岗岩、泥砾岩、玛瑙等，磨圆度为次圆——圆状，砾径一般在1.0~5.0cm，少数达15.0cm，由砂、泥质充填胶结，疏松，厚度达10~80m。

另外，在此阶地卵石层中含有大量的红色泥砾，它代表一种特殊的沉积环境——冰川沉积（系大姑冰期）。

主要分布于沙帽山、六眼冲水库一带，此阶地分布宽敞且有一定面积，由于后期天然纵、横切割，风化剥蚀，冲沟发育，地貌独特，是动、植物园、狩猎、旅游风景开发建设的良好地段。

3、T3级阶地（Q3）。

该阶地面高程为80~120m之间，其堆积物具双层结构，上层为棕黄色微带红色粘土，厚度3~5m，下层为黄色卵石土，残存厚度6~12 m，阶地顶部常有后期的卵、粘土等坡积物覆盖。

主要分布于318国道以北一带，分布面积比较狭窄，西侧直线临平原，可开发为居住、商贸区。

4、T2级队地（Q3）。

该阶地面高程约55~80 m之间，该阶地主要有三个层次的堆积物，上部为棕色粘土、铝质粘土（膨胀土），厚度5.00 m左右，中部为卵石土与粘土层互层，或卵石层夹粘土层，厚度8~10m，下部卵石层，褐黄
色、中密~密实状态，以石英岩为主，含量60%左右，厚度14~16 m，该阶地内古河道发育，所处各部分地基土地变化较大，地下水也较丰富，在勘察和地基处理时需多加综合研究。

5、T1级阶地（Q4）。

该阶地面高程在48~55 m之间，其岩土主要由三个层次组成；上部为褐黄色粉质粘土，粉质粘土与粉土互层，具有虫孔构造，偶夹砾石怪，一般厚度达15.00 m左右。

中部为黄褐色细砂土，虫孔发育，厚度7 m 左右，此砂层多以透镜体产生。

厚度及产出部位变化较大。

下部为砾石层，砾石成份以石英岩、花岗岩为主，砾径一般10cm以下，砾石磨圆度好，以砂质、钙质胶结充填，厚度8.0~70.0m之间。

该阶地分布面积广，是城区近期规划建设的重地，工程地质条件较好，但是，在阶地形成中及后来发生的古河道改造，基岩面之上的砂卵石层处于长江水位以下，并有一定的联通性，在勘察及地基处理时需多加注意。

三、特殊阶地地质评价
1、地基处理的若干问题。

目前，T2级阶地开发建筑物较多，介入的地勘和设计单位云集，但对阶地工程地质评价利用不一。

总观地基处理形式大体可分两种：即独立基础、桩基。

通过前述研究得知，该阶地由土层、卵石层与土层互层、卵石层三部分组成，采用独立基础是以土层(粉质粘土层)为持力层，埋深一般在2.5~3.0m之间，由于承载力相对较低，基础需要一定的宽度面积才能满足设计要求，往往因大开挖给场地及工期造成一定影响。

桩基可分两种：一种是深桩，桩底以卵石层为持力层，虽然持力层相对较高，但深度要到14~16m之间。

另一种处理是浅桩，将桩底放置卵石层与土层互层之中，桩深仅6m左右，经调查对比分析，相类似的建筑物仅从经济角度比较，采用浅桩处理的花费仅是独立基础的三分之一，是深桩的五分之一，可见地基处理方法对阶地土的评价和认识的研究具有广泛的经济效益和社会效益。

2、河漫滩堆积物，为近代河流堆积的砂卵石，以及粉砂，淤泥层，厚约30~50m 之间，由于城区沿江岸江水对岸线的侧蚀及阶地中水流冲蚀作用，江岸线呈不规则的锯齿状，目前部分已人为护岸充填，使原来的漫滩变成今日可供建设的平川，已分不清漫滩与阶地的界线，故此，在规划、勘察、设计时需要注意地基处理的难度，选择最佳方案，有备无患。

此外，目前和将来有不少的重要建筑物会跨越两个以上地貌单元，尤其是沿江一带，地基处理不当时，往往给建筑物留下隐患，需特别加强勘察质量和工程地质的评价。

3、膨胀土。

区内T2~T5 级阶地均有不同厚度的分布，主要产生在粘土层的下部，尤其是T5 级阶地分布广泛，而且厚度大，一般分布在标高200m上下，厚度一般在3~4m，最大厚度达8.0m，是区内存在的不良地质现象，其表现为膨胀的崩解和斜坡沿胀缩裂隙崩滑，在工程建筑中必须十分重视这一不利现象。

如三峡机场至高速公路3.1km长的接线，穿过马岭村二组、三组地段为膨胀土。

路基开挖后，在重力作用下，山体出现大面积裂隙崩滑，周围农田开裂，塘堤干涸，房屋裂缝，给当地农民的生产生活造成重大损失。

4、阶地水文地质条件。

I、T2级阶地上部粘土层为隔水层，下部砂砾石层为含水层，这两阶地古河道发育，含有丰富优质的地下水，潜水面在地下l6m左右，可供开发利用。

猇亭开发区成立初期，主要靠地下水作为城区生活水源，各项指标均符合国家饮用水标准，T3~T5 阶地地势呈梯形存在，加之，各岩性段均为隔水层，故一般无地下水，主要是以地表水体为主，全由堰塘及水库形式存在，据调查有近200处呈星散状分布，补给来源为大气降水，排泄途径主要为农田灌溉，人畜生活用水及水面蒸发。

5、阶地第四纪冰川痕迹存在。

T4、T5级阶地的剥蚀剖面上分布有红色泥砾，它代表了一种特殊的沉积环境，其特点是砾石与粘土混生，大小砾石，滚圆的和带棱角的砾石混生，杂乱无章，其巨大砾石非冰川搬运不能从西部山地至平原，在邻区还有擦痕及凹坑的砾石发现，系冰川沉积，据研究认为系大姑冰期，它的发现对城区古气候的研究和开发地质旅游有十分重要的科学、经济意见。

四、阶地与城区规划建设
1、T1级阶地。

临江，地势平坦，工程地质条件好，约占平原面积的60%，标高一般在48~55m之间，有长达10km长江岸线，主要由长江冲积物堆积而成，土层疏松深厚，质地多为棕黄粘土，土层承载力在180~300kpa，深部砂卵石层承载力在400 kpa，规划以工业区、仓储、港口运输、保税等工业区为主体。

2、T2级阶地。

地势基本平坦，标高在55~80m，约占平原面积的40%左右，工程地质条件较好，土层较浅，并广泛分布有膨胀土，建筑物埋深一般需穿过此层，深度在2~3m，之下为较好的粘土夹卵石土层，是良好的地基土，土层承载力在300~400 kpa左右，深部为卵石土层，承载力较高，可达400~500 kpa，均为良好的建筑持力层，阶地的东侧为低丘地势几乎呈直线相依托。

此阶地内最适合住宅、办公、公共建筑地段，有依山傍水、环境优美之感。

3、T3~T5级阶地。

标高分别为80~120 m和120~160 m，主要为侵蚀综合阶地，由于后期切割，风化侵蚀、冲沟、水系发育，有人工水体分布，地貌特征具
有南方、亚热带雨林地貌景观之感。

阶地上表层（土层）基本侵蚀殆尽，多暴露为卵石上，地耐力一般在400~500kpa，并有第四系冰川活动的痕迹，是良好的天然风景区，或规划建设植物园、动物园、森林公园、苗圃园、别墅区等为主的游乐、休闲区。

在宽阔的冲沟中可规划建设高新技术区及高教区等等。

需要指出的是，地质地貌景观是不可再生的地质资源，是大地母亲给我们留下的宝贵遗产，是人们精神文化生活的需要。

必须建立法规，把地质地貌景观纳入统一规划，划定保护区，加强监督管理，正确处理好资源开发、工程建设与保护地质地貌景观的关系，营造良好的生存环境。

特别是六眼冲水库内2km2已规划为水上游乐园、休闲旅游度假区，要严加保护。

4、T4级阶地后缘及T5级阶地。

标高分别为160和200m，该地段相对舒坦，以缓坡地貌为其特征，人工水体密布，土层疏松深厚，质地多为粘土，便于开挖建设及耕作，土层承载力一般在250~380kpa，下部卵石土承载力在400kpa左右，该地段是国道、高等级公路、铁路，航空港等交通枢纽综合区。

综合上所述，该区规划应根据阶地工程地质及地貌特征展布，大体可分为三个区域，平原区(T1、T2级阶地)以工业、居住、公共事业区为主；低丘区(T3、T4级阶地)为高新技术、风景旅游区。

缓坡区(T5级阶地)是良好的公路、铁路、航空等交通枢纽综合区。