某某港深水航道扩建工程施工图阶段勘察报告

'目录1前言…………………………………………………………………………………………………………………………………………12地形地貌……………………………………………………………………………………………………………………………………13地层岩性………………………………………………………………………………………………………………………………………14地质构造………………………………………………………………………………………………………………………………………25不良地质现象…………………………………………………………………………………………………………………………………26地震……………………………………………………………………………………………………………………………………………27岩土物理力学性质…………………………………………………………………………………………………………………………28疏浚岩土特性评价…………………………………………………………………………………………………………………………49结论与建议…………………………………………………………………………………………………………………………………5附图、附表:1**港深水航道扩建工程钻孔平面位置图……………………………………………………………………………………S-1（共1幅）2**港深水航道扩建工程工程地质纵剖面图…………………………………………………………………………………S-2（共5幅）3钻孔柱状剖面图………………………………………………………………………………………………………………………共85张4岩石试验报告……………………………………………………………………………………………………………………………附表15土工试验报告……………………………………………………………………………………………………………..……附表2、附表3附件：岩芯照片(64张)……………………………………………………………………………………………………………………………共4页55 **港深水航道扩建工程施工图阶段工程地质勘察报告1前言1.1扩建航道概况**港深水航道扩建工程是在**港10万吨级深水航道扩建工程的基础上进行续建，建设规模为满足10万吨级油船的通航要求。航道全长26.753km，包括四个航道段，从外海口门至****作业区依次为：南段航道长10.751km、三墩航道长7.209km、大榄坪航道长7.946km、果鹰航道长0.847km。航道有效宽度除三墩段航道为210m外，其它航段为190m；航道设计底标高为-13.0m。1.2任务依据、目的及要求根据我院生产经营处[任务单项目归档号4.4.2-150SD]安排，该项目施工图设计阶段的工程地质勘察（详勘）任务由我院岩土工程分院承担。该项目共布置85个钻孔，钻孔布置图、钻孔坐标及测量控制点由我院水运勘察设计所提供。此次工程地质勘察的目的及要求为：1)查明勘察场地的地层结构及分布情况、取得各疏浚岩土层的物理力学性质指标，为本阶段的设计、施工提供合理的岩土参数。2)对勘察场地的地层进行岩土工程疏浚等级划分，评价岩土的可挖性。1.3技术标准勘察工作按《疏浚岩土分类标准》（JTJ/T320-96）、《港口工程地质勘察规范》（JTJ240-97）、《疏浚工程技术规范》（JTJ319-99）、《岩土工程勘察规范》（GBJ50021-2001，2009年版）和《工程地质钻探规程》（DZ/T0017-91）等规定执行。1.4外业工作外业勘察工作自20010年1月3日起，至2010年1月27日止，历时25天，外业期间受大风、雾天影响共耽误11天，实际外业施工14天。主要完成勘察外业工作量见表1.4-1。完成外业工作量表表1.4-1项目数量附注钻孔85均为海上钻孔进尺713.00m覆盖层538.35m，基岩174.65m取样原状土样7常规试验7组扰动土样18颗分试验18组岩　　样12试验12组标准贯入试验137次钻孔放样、测量85个岩土试样由我院试验室进行试验并提供试验报告。2地形地貌航道地处**港海湾内，为海成地貌，海底地形起伏不平，勘察期间测得勘察区各钻孔孔口标高在-2.16～-11.60m之间，均位于潮位以下。3地层岩性据钻探揭示，场地岩土层主要由第四系人工堆积层（Qml）、海相沉积层（Qm）、残积层（Qel）和侏罗系（J）基岩组成。3.1第四系覆盖层3.1.1人工堆积层填土（Qml）：杂色，成分较杂，多由残积粘性土或全、强风化泥质粉砂岩碎石混淤泥、砂、角砾，为航道开挖基岩时堆填。按其成分的不同可分为两类：一类以淤泥为主，混少量砂、碎石，呈软塑状；另一类以碎石、角砾为主，混少量淤泥、砂，呈松散状态。该层揭露层厚0.30～8.15m，广泛分布于场地，大部分钻孔有揭示。3.1.2海相沉积层（Qm）该层为勘察场地内主要的第四系覆盖层，具有成分复杂、多相变、结构松散、上部含有机质等特点。按其沉积的先后顺序关系自上而下可分为②、③、④、⑤等4层：1)淤泥类土②：灰褐、灰、深灰色，软塑～流塑状，饱和，含有机质，多数稍具腥臭味。按其性质特征分为淤泥、淤泥质粘土。5 淤泥多呈流塑状，饱和，部分钻孔钻具靠自重可下沉，土质较均匀，局部混粉、细砂；淤泥质粘土多呈软塑状，局部可塑状，土质较均匀。该层揭露层厚1.00～12.45m，广泛分布于场地，大部分钻孔有揭示。2）粘性土③：黄、灰黄色，可塑状，局部混粉、细砂，或相变为粉质粘土。该层揭露层厚2.50～5.70m，零星分布于场地，仅少量钻孔有揭示。3)砂土④：灰、灰白、灰黄、黄等杂色，饱和，松散为主，局部稍密状，成分为石英，分选性一般较差，相变较大。表层不均匀，混少量淤泥。按其颗粒大小差异可分为粉细砂、中砂、粗砂、砾砂等4种。该层揭露层厚0.20～7.55m，广泛分布于场地，大部分钻孔有揭示。A、细砂④：灰、黄、灰黄色，性质不均匀，局部为粉砂，松散状为主，局部稍密状，局部混淤泥、粘性土。B、中砂④：灰褐、灰黄、灰白色，稍密状为主，局部极松或松散状，不均匀混砾石及少量粘性土。C、粗砂④：黄、灰黄色，松散状，局部混少量粘性土。D、砾砂④：灰褐、灰黄、黄、灰白等杂色，稍密状为主，局部松散状，混少量粘性土。4)圆砾⑤：灰白、褐黄色，稍密状为主，局部密实状，主要成份为石英，不均匀混中细砂。3.1.3残积层（Qel）:粘土⑥，灰黄、褐黄、紫红色，硬塑状为主，局部可塑或坚硬状，土质不均匀，局部为粉质粘土。该层揭露层厚0.60～3.85m，零星分布于场地，仅少量钻孔有揭示。3.2侏罗系（J）基岩据钻探揭示，勘察场地内下伏基岩为侏罗系泥质粉砂岩、砂岩。根据风化程度不同，勘察区下伏基岩可分为全风化、强风化及中风化三层：1）全风化泥质粉砂岩⑦：紫红色，呈坚硬土状，手可捏碎，局部可见原岩结构，该层揭露层厚0.55～2.85m，零星分布于场地，仅钻孔YZK9、YZK11、YZK41、YZK42、YZK54有揭示。2）强风化泥质粉砂岩⑧：紫红色，岩质极软，部分手可折断或捏碎，遇水易化，岩芯多呈碎块、土柱状，该层揭露层厚0.50～3.30m，广泛分布于场地，大部分钻孔有揭示。3）强风化砂岩⑧：灰色，岩质极软，岩芯呈砂状，该层层厚1.15m，仅钻孔YZK72有揭示。3）中风化泥质粉砂岩⑨：紫红色，泥质粉砂结构，中厚层状构造，岩石质稍软，裂隙较发育，多为泥质胶结。送水钻进进尺较慢，岩芯呈短柱、大块、碎块状，该层大部分钻孔有揭示，最大揭示厚度5.50m。5）中风化砂岩⑨：灰黄色，砂状结构，中厚层状构造。岩石质稍软，送水钻进进尺较慢，岩芯呈柱状、碎块状，该层层厚2.35m，仅钻孔YZK72有揭示。4地质构造航道均为第四系地层覆盖，根据区域地质资料和钻探资料判断，未见区域性断裂构造和构造破碎带存在，航道区域地质稳定。5不良地质现象场地地层主要由第四系海相沉积层（Qm）及侏罗系（J）基岩组成，沿线除分布软弱淤泥类土及松散砂层外，未见其他类型的不良地质现象。软弱淤泥类土及松散砂层地段可通过放缓边坡的措施进行处理。6地震根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）划分，本区地震基本烈度为VI度，特征周期分区为第1区，地震动峰值加速度值为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。航道不属于对液化沉陷敏感的工程，可不考虑饱和砂土的液化问题。7岩土物理力学性质7.1岩土物理力学参数本次勘察采用原位测试、室内岩土试验的方法进行，以测试各岩土层的5 物理力学性质指标。各岩土层的室内试验成果见附表1～5，主要物理力学性质指标统计见表7.1-1～7.1-6。各地层原位测试成果统计表　　　　　　　　表7.1-1地层编号岩土名称有效样本（个）校正锤击数N(击)最小值最大值平均值标准差变异系数建议标准值①填土53.013.06.8///②淤泥51.03.01.8///②淤泥质粘土53.05.03.6///③粘土33.05．04.0///③粉质粘土25.06.05.5///④细砂163.028.013.88.50.6510.0④中砂14.0(单个值)④粗砂27.09.08.0///④砾砂33.020.013.0///⑤圆砾220.041.030.5///⑥粘土58.040.414.4///⑦全风化泥质粉砂岩522.028.025.2///⑧强风化泥质粉砂岩2130.055.040.57.200.1837.7⑨中风化泥质粉砂岩、粉砂岩、砂岩15均大于50.0击淤泥②主要物理力学参数统计表　表7.1-2统计值参数有效样本数(个)最小值最大值平均值自由膨胀率%5385044含水量ω%561.377.768.4天然密度ρg/cm351.581.641.62比重Gs/52.642.702.68孔隙比e/51.5972.0251.787液限ωL%549.050.850.1塑限ωP%524.225.524.8塑性指数IP/524.525.925.3液性指数IL/51.5022.0821.772压缩模量ESMPa51.391.771.55压缩系数α0.1～0.2MPa-151.572.171.83凝聚力C快剪kPa33149.4内摩擦角j°48.510.29.2砂土④与圆砾⑤地层物理力学参数统计表表7.1-3名称统计值参数有效样本数(个)最小值最大值平均值标准差变异系数标准值中砂④水上休止角Фo°3384139///水下休止角Фo°3313332///粗砂④水上休止角Фo°139水下休止角Фo°132砾砂④水上休止角Фo°83840390.760.0240水下休止角Фo°83033310.920.0332圆砾⑤水上休止角Фo水上休止角Фo139水下休止角Фo水下休止角Фo132基岩⑨（中风化）室内试验成果统计表　表7.1-4名称指标有效样本个数(个)最小值最大值平均值标准差变异系数标准值泥质粉砂岩⑨饱和密度(g/cm3)82.262.602.370.130.052.37干燥密度(g/cm3)81.982.492.140.180.082.14饱和吸水率（%）84.4517.5810.804.750.4410.80饱和单轴极限抗压强度Rc(MPa)61.312.75.04.50.93.1砂岩⑨饱和密度(g/cm3)32.392.572.46///干燥密度(g/cm3)32.192.462.32///饱和吸水率（%）34.428.876.33///饱和单轴极限抗压强度Rc(MPa)33.318.49.0///7.2各岩土层物理力学性质指标的确定根据原位测试及室内试验成果，结合钻探情况和当地经验，本勘察场地各岩土层的物理力学设计参数指标建议如表7-2。各岩土层物理力学设计参数推荐值表表7-2参数名称含水量天然密度抗剪强度压缩(变形)模量休止角(°)抗压强度容许承载力%g/cm3c(kPa)j(°)MPa水上水下MPakPa5 淤泥类土②68.41.624.503.501.5///50粘性土③28.61.9020.012.05.0///150细砂④/1.85025103530/90中砂④/1.86028153530/120粗砂④/1.90030203631/110砾砂④/1.92032303732/180圆砾⑤/1.96035353932/250粘土⑥25.01.9520.024.010.0///220泥质粉砂岩⑦23.02.0522.025.012.0///280泥质岩粉砂岩⑧22.02.10//25.0///400砂岩⑧/2.30//35.0///450泥质岩粉砂岩⑨///////3.0600砂岩⑨///////9.0800注：表中部分参数参考《**港10万吨级进港航道扩建工程施工阶段工程地质勘察报告》（2007年10月）。8疏浚岩土特性评价8.1疏浚岩土分级及可挖性根据场地岩土层的结构及物理力学性质特征，参照《疏浚岩土分类标准》(JTJ/T320—96)表4.2.3及表5.1.1，勘察场地各疏浚岩土的分级及可挖性定性评价见表8.1。各疏浚岩土分级及可挖性定性评价表　　　　　　　　表8.1岩土名称级别状态适用挖泥船可挖性备　注填土①2级很软耙吸、绞吸、链斗、抓斗、铲斗容易推荐绞吸填土①11级松散链斗、抓斗、铲斗尚可～容易推荐绞吸淤泥②2级很软耙吸、绞吸、链斗、抓斗、铲斗容易推荐绞吸淤泥质粘土②3级软耙吸、绞吸、链斗、抓斗、铲斗容易推荐绞吸粘土③5级硬绞吸、链斗、抓斗、铲斗较易～较难推荐大抓斗细砂④8级松散耙吸、绞吸、链斗、抓斗、铲斗容易推荐绞吸中砂④8~9级中砂绞吸、链斗、抓斗、铲斗容易～较难推荐绞吸粗砂④8级松散耙吸、绞吸、链斗、抓斗、铲斗容易推荐绞吸砾砂④8~9级松散~中密绞吸、链斗、抓斗、铲斗容易～较难推荐大抓斗角砾⑤12级中密抓斗、铲斗尚可～较易推荐大抓斗粘土⑥5级硬绞吸、链斗、抓斗、铲斗较易～较难推荐大抓斗泥质粉砂岩⑦12~13级中密~密实绞吸、抓斗、铲斗尚可～困难推荐大抓斗泥质粉砂岩⑧14级弱绞吸、抓斗、铲斗尚可～困难须爆破砂岩⑧14级弱绞吸、抓斗、铲斗尚可～困难须爆破泥质粉砂岩⑨15级稍强/不适合须爆破砂岩⑨15级稍强/不适合须爆破根据各风化层的结构特征、风化性状及强度，参照《疏浚岩土分类标准》、《疏浚工程技术规范》（JTJ319-99）并结合钻探情况及地区工程经验，综合确定场地全风化岩石⑦为12～13级（多为13级）碎石土类，斗容≥４m3的铲斗式及抓斗式挖泥船均可开挖；强风化岩石⑧为14级弱岩石类、中风化岩石⑨为15级稍强岩石类，须先行爆破、击碎等预处理，而后采用抓斗式挖泥船开挖。8.2疏浚岩土用于管道输送及填土的适宜性根据场地岩土层的结构及物理力学性质特征，参照《疏浚岩土分类标准》(JTJ/T320—96)表5.2.3的标准，勘察场地各疏浚岩土用于管道输送及填土的适宜性评价见表8.2。各类疏浚岩土用于管道输送和填土的适宜性　　　　　　　表8.2岩土名称管道输送的适宜性用作填土的适宜性碎石混粘土、碎石①很好较好淤泥类土②很好差粘土③碎化后较好差～较差砂土④较好～很好较好～很好角砾⑤尚可～较好较好粘土⑥碎化后较好差～较差全风化基岩⑦尚可～差较好5 强风化基岩⑧不适合不适合中风化基岩不适合不适合注：表中强风化基岩⑧及中风化基岩⑨指未经碎化的岩体。8.3航道各类土质水下边坡坡比根据场地岩土层的结构及物理力学性质特征，参照《疏浚工程技术规范》(JTJ319—99)表4.3.3，结合地区工程经验，航道各类土质水下边坡坡比如表8.3所示：各类土质水下边坡坡比　　　　　　　　　　　　表8.3岩土名称坡比岩土名称坡比岩土名称坡比淤泥②1：10砂土④1：8全风化基岩⑦1：3淤泥质粘土②1：9角砾⑤1：5强风化基岩⑧1：1粘性土③1：5粘土⑥1：4中风化基岩⑨1：0.79结论与建议9.1结论1）航道均为第四系地层覆盖，根据区域地质资料和钻探资料判断，未见影响航道稳定的断层通过，航道区域地质稳定。2）勘察场地下伏基岩主要为侏罗系的泥质粉砂岩、砂岩，局部区段三种或两种岩性呈互层或夹层状产出，存在渐变、相变及地层尖灭、缺失现象，地层分布均匀性差。3）勘察场地航道沿线覆盖层主要分布2～3级的淤泥性土类及8～9级砂土、5～6级粘性土、11～12级碎石土类地层，均可用挖泥船直接开挖。4）勘察场地全风化基岩⑦可用合适的挖泥船直接开挖；强风化岩石⑧不适合用挖泥船直接开挖，须爆破后方可挖除；中风化岩石⑨不适合采用挖泥船开挖，须爆破。5)航道疏浚的砂类土适宜用作吹填造地，而淤泥土类及粘性土类用作填土的适宜性差，全风化基岩⑦用作填土的适宜性较好，未经碎化的强风化基岩⑧及中风化基岩⑨不适合用作填土。9.2建议强风化基岩石开挖性较复杂，除了与地层本身性质、结构特征等有关外，还与开挖设备和施工工艺等有关，建议施工前进行分段试挖，尝试多种开挖方式，经过对比选择，确定经济、合适的开挖方式和施工工艺。5'