吉林核电工程选址阶段的岩土工程勘察及原位测试论文

摘要岩土工程勘查是岩土工程技术体制中的一个重要环节，是工程建设首先开展的基础性工作。岩土工程勘察的内容和分析评价对一个工程的建设尤为重要，体现在地基土的情况变化复杂建筑物基础受力较复杂基础方案选择正确与否直接影响工程造价等几方面，且地基基础方案涉及深基础浅基础复合地基基础托换基坑降水支护，故要综合考虑桩土的共同作用地基基础与上部结构共同协调等。因此工程勘察、设计是工程建设的重要环节，勘察设计的好坏直接影响建设工程的投资效益和质量安全。勘察设计是提高工程项目投资效益、社会效益、环境效益的的最重要因素。本设计为吉林核电工程选址阶段的岩土工程勘察及原位测试，是根据国家现行标准，进行岩土工程勘察工作和编制勘察报告，主要目的是在充分收集各候选厂址的区域地质、地震地质及厂址附近工程地质和水文地质资料的基础上，通过采用工程地质测绘、水文地质调查、钻探、工程物探、原位测试和室内试验等手段，初步查明厂址区工程地质及水文地质条件，对厂址区场地稳定性、地基条件、环境水文地质和环境地质做出初步评价，对厂址的工程地质条件提出“适宜”与“不适宜”建厂的意见，为筛选出优选厂址提供进行综合比选分析和评价所需的工程地质资料，为初步可行性研究报告的编制提供依据，并对下一步勘测工作提出建议。关键词：岩土工程勘察；原位测试；工程地质条件；评价AbstractGeotechnicalengineeringexplorationisanimportantlinkingeotechnicalengineeringtechnologysystem,anditisthebasicworkoftheconstructionofengineeringconstruction..Content,analysisandevaluationofthegeotechnicalengineeringinvestigationofaprojectconstructionisparticularlyimportant,reflectedincomplexsoilfoundationofbuildingfoundationstressmorecomplexbasedselectioniscorrectornotdirectlyaffecttheprojectcost,andfoundationschemeinvolvingdeepfoundationshallowfoundation,compositefoundationunderpinningdewateringoffoundationpitsupport,sotoconsideringpile-soilinteractionfoundationandupperstructurecommoncoordination.Soengineeringinvestigationanddesignistheimportantpartoftheengineeringconstruction.Thesurveyanddesignhaveadirectimpactontheinvestmentbenefitandqualitysafetyoftheconstructionproject..Surveyanddesignisthemostimportantfactortoimprovetheinvestmentbenefit,socialbenefitandenvironmentalbenefitofengineeringproject..ThedesignfortheJilinnuclearpowerprojectsiteinvestigationandinsitugeotechnicalengineeringtestingphase,accordingtothecurrentnationalstandards,forgeotechnicalinvestigationandsurveyreport,themainpurposeisbasedonfullcollectionofthecandidatesitesoftheregionalgeological,seismicandgeologicalsiteneartheengineeringgeologicalandhydrogeologicaldata,bymeansoftheengineeringgeologicalsurvey,hydrogeologysurvey,drilling,geophysicalexploration,in-situtestsandlaboratorytests,theinitialidentificationofsiteengineeringgeologicalandhydrogeologicalconditions,thestabilityofthesite,thesiteareaofgroundconditions,environmentalhydrogeologyandenvironmentalgeologyevaluation,engineeringgeologicalconditionsofthesiteoftheproposed"appropriate"and"notsuitableforfactories"opinions,provideengineeringgeologicaldatacomprehensivecomparisonanalysisandevaluationfortheselectedpreferredsite,providethebasisforthepreparationofapreliminaryfeasibilitystudyreport,andputsforwardsomesuggestionsontheworkofthenextsurvey.Keywords:geotechnicalinvestigation;in-situtesting;engineeringgeologicalconditions;evaluation第一章绪论1.1概述岩土工程是一门包括岩体工程和土体工程的学科。其工作包括运用各种勘察手段和技术方法有效查明建筑场地的工程地质条件，分析可能出现的岩土工程问题，对场地地基的稳定性和适宜性作出评价，为工程策划、设计、施工和正常使用提供可靠的地质依据，从而利用有利的自然条件避开或改造其不利因素，进而保证工程的安全稳定、经济合理和正常使用。作为岩土工程中的重要环节，岩土工程勘察的任务是按照不同勘察阶段的要求，正确反映场地的工程地质条件及岩土体性态的影响，并结合工程设计、施工条件以及地基处理等工程的具体要求，进行技术论证和评价，提交处岩土工程问题及解决问题的决策性具体建议，并提出基础、边坡等工程的设计准则和岩土工程施工的指导性意见，为设计、施工提供依据，服务于工程建设的全过程。岩土工程勘察应分阶段进行。岩土工程勘察可分为可行性研究勘察（选址勘察）、初步勘察和详细勘察三阶段，其中可行性研究勘察应符合场地方案确定的要求；初步勘察应符合初步设计或扩大初步设计的要求；详细勘察应符合施工设计的要求。岩土工程勘察的内容主要有：工程地质调查和测绘、勘探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测，最终根据以上几种或全部手段，对场地工程地质条件进行定性或定量分析评价，编制满足不同阶段所需的成果报告文件。1.2研究的目的和意义我国是一个地质灾害多发的国家，特殊性岩土种类众多，存在的岩土工程问题复杂多样。工程建设前，进行岩土工程勘察，查明建设场地的地质条件，对存在或可能存在的岩土工程问题提出解决方案，对存在的不良地质作用提前采取防治措施，可以有效防止地质灾害的发生。同时，岩土工程勘察所占工程投资比例甚低，但却可以为工程的设计和施工提供依据和指导，以正确处理工程建筑与自然条件之间的关系。充分利用有利条件，避免或改造不利条件，减少工程后期处理费用，使建设的工程能更好的实现多快好省的要求。岩土工程勘查是岩土工程技术体制中的一个重要环节，是工程建设首先开展的基础性工作。它的基本任务，就是按照建筑物或构筑物不同勘察阶段的要求，为工程的设计、施工以及岩土体治理加固、开挖支护和降水等工程提供地质资料和必要的技术参数，对有关岩土工程问题作出论证、评价。其具体任务归纳如下：（1）阐述建筑场地的工程地质条件，指出场地内不良地质现象的发育情况及其对工程建设的影响，对场地稳定性作出评价。（2）查明工程范围内岩土体的分布、性状和地下水活动条件，提供设计、施工和整治所需的地质资料和岩土技术参数。（3）分析、研究有关的岩土工程问题，并作出评价结论。（4）对场地内建筑总平面布置、各类岩土工程设计、岩土体加固处理、不良地质现象整治等具体方案作出论证和建议。（5）预测工程施工和运行过程中对地质环境和周围建筑物的影响，并提出保护措施的建议。1.3岩土工程勘察现状及发展分析随着我国经济的发展，科学技术的不断进步，人们对各项工程项目当中的岩土勘察要求必定会越来越高。因此，岩土勘察的任务就变得更加艰巨，如果勘察不合理，就可能会导致灾害性事故发生。岩土勘察还存在很多不足之处，必须加紧对勘察技术和方法的研究，大量培养勘察高端技术人才和管理人员，积极引用新设备，不断推动岩土工程中岩土勘察的发展。经过多年的工程实践的积累，尤其是改革开放以来所取得的巨大技术进步，我国的岩土工程勘察技术已经有了显著的提高，但是达到国际先进水平的成果还只是少数的，多数还是低水平的，有的甚至还存在着严重的错误。具体来讲，不仅资质等级低的单位所提交的成果水平较低，就连甲级单位或者全国有名的大单位，其成果水平也并不能都高居上乘。现在国内的研究成果，最突出的特点就是照搬照抄已有的成果，缺少新技术、新方法的开发，不能达到创新的水平。我国国内的岩土工程勘察现状总体归结如下：（1）参次不齐，整体上落后于发达国家

不可否认，经过多年的工程实践的积累，尤其是改革开放以来所取得的巨大技术进步，我国的岩土工程勘察技术已经有了显著提高，但是达到国际先进水平的成果还只是少数的，多数还是低水平的，有的甚至还存在着严重的错误，具体来讲，不仅资质等级低的单位所提交的成果水平较低，就连甲级单位或者全国有名的大单位，其成果水平也并不能都高居上乘。现在国内的研究成果，最突出的特点就是照搬照抄已有的成果，缺少新技术、新方法的开发，不能达到创新的水平。

（2）技术体系尚未与国际接轨

所谓的技术体系，可以概括为：技术标准、技术方法和技术成果。自改革开放以来，虽然经过了风风雨雨二十几年的发展，但是岩土勘察业务仍然局限于国内市场，深究其中，可以发现最重要的原因就是技术体系不接轨。如果在未来的发展中，我国的勘察大市场不能与国际逐渐融合，那么很容易自成体系，更难于国际接轨。

（3）成果质量堪忧

所谓的工程质量控制主要可以分为三个方面：第一，业主方面的质量控制（工程建设监理的质量控制），这种控制是外部的、横向的。第二政府方面的质量控制（政府监督机构的质量控制），这种控制是外部的、纵向的。第三，承建商方面的质量控制，这种控制是内部的、自身的。可以看出，质量控制始终贯穿于质量形成、工程实施的全过程。在这个过程中，成果形成的具体步骤为：先按工种、工序及专业分级进行质量检验，使得本工序成果符合标准规定。然后将符合标准后的本成果交给后一工序使用，并通过该工序的质量标准，如此各个传递，到最后形成成果。

在上面的分析过程中，可以看出，成果的形成过程并没有问题，关键在于勘察单位现有的管理形式主要有两种：采用ISO系列标准来实施过程控制，采用传统粗放型的质量控制在后者的质量控制过程中，就不可避免的形成低水平、低参考价值的成果。中外现状的对比：必须承认，岩土勘察技术首先在国外兴起，同时国外的发展程度也是远远优于我国的。调查研究，在欧美一些发达的国家和地区，岩土勘察技术的咨询工作主要是由有一些咨询公司提供的，这些公司的咨询业务又主要与就职于该公司的岩土工程师提供，这些岩土工程师不仅具有扎实的专业理论知识，同时又有着相当丰富的现场勘察经验。他们通过提供知识和信息，同时与高科技的勘察技术、手段相配合，使得岩土勘察技术的质量得到保证。在我国由于勘察市场起步较晚，岩土工程专业体质还不尽完善和合理，所以就我国目前的发展水平而言，还是处于过渡时期，提升空间很大。2.岩土工程勘察技术的发展研究归结如下：

在国内地理信息系统被普遍应用和大力推广的前提下，勘察技术作为新兴专业也得到了大规模、高速的发展，在一定程度个，使得GIS技术得到了发展。传统的国内勘察建设工工程，一般是采用钻探技术，勘察结果主要依托于技术人员的实际经验以及勘探点的深度和密度。但是GIS技术的出现，在很大程度上加快了国民经济建设的发展步伐，并且很有力的促进了勘察工程工作的深度和广度发展。同时，随着不断深入的计算机数据处理、图形处理能力的提高，使得资料信息的搜集变得更为合理和快捷，并且使得科学性、规范性的工程勘察方案的建立成为可能，进一步提高了工程勘察水平。

在岩土勘察中广泛、有效的利用地理信息系统，不仅可以实现资源信息共享，同时也有助于做出科学的决策、合理的工程规划以及单项勘察的优化。不可否认GIS技术在岩土工程勘察技术中的应用和实践越来越成熟，但是仍然存在一些不足之处，GIS技术的应用不能完全取代传统的勘察技术，包括基础资料的收集、必要的野外调查及室内分析等，所以，这就要求工程设计参与人员要在充分了解、掌握基础信息的基础上，建立一个科学合理的物理模型，然后导入GIS系统中进行科学合理的分析，只有这样才能提高工程勘察决策的科学性和可靠性，提高其经济、社会效益。总而言之，虽然我国的岩土工程已经经过几十年的发展，但是勘察水平仍然与国际先进水平存在着明显的差距。在以后的发展中，我们可以通过运用国内逐渐成熟的地理信息系统技术，以及数字化和GIS技术，积累经验，不断研究，打破常规，不断创新，我们都坚信，我国的岩土勘察技术将会得到更好的发展。第二章勘察工作2.1工程概况吉林核电厂工程规划容量4台百万千瓦级压水堆核电机组，分两期建设，场坪一次完成，一期工程建设2台百万千瓦级压水堆核电机组，核岛采用CPR1000工程技术方案，兼顾第三代核电技术机组。本项目初可研工作是在完成厂址规划选址报告的基础上，针对4个候选厂址开展论证工作，目的是对4个候选厂址在岩土工程条件方面进行比选排序，推荐适宜建造百万千瓦级（CPR-1000）核电机组的优先候选厂址。4个候选厂址分别点将台厂址、松江厂址、四方山厂址三个厂址2.2岩土工程勘察目的、任务要求2.2.1勘察目的

本次岩土工程勘察的目的为：在充分收集各候选厂址的区域地质、地震地质及厂址附近工程地质和水文地质资料的基础上，通过采用工程地质测绘、水文地质调查、钻探、工程物探、原位测试和室内试验等手段，初步查明厂址区工程地质及水文地质条件，对厂址区场地稳定性、地基条件、环境水文地质和环境地质做出初步评价，对厂址的工程地质条件提出“适宜”与“不适宜”建厂的意见，为筛选出优选厂址提供进行综合比选分析和评价所需的工程地质资料，为初步可行性研究报告的编制提供依据，并对下一步勘测工作提出建议。2.2.2勘察任务本次岩土工程勘察的任务如下：1）初步查明拟建场地的地形地貌、地质构造的展布及其特征；2）初步查明厂址区地层的分布、成因、类别、时代；初步查明岩石风化程度、坚硬程度、岩层中软弱夹层的分布及其特征，提供初步的岩土物理力学性质指标；3）初步查明危害厂址区的不良地质作用并判断其对场地稳定性的影响；4）初步判断抗震设计场地类别，划分对建筑物有利、不利和危险地段，初步判断地震液化的可能性；5）初步查明地下水埋藏条件及变化规律，并判断其腐蚀性；6）初步确定厂址区场地土类型和建筑物场地类别；对工程中的地基处理问题，进行论证并提出建议；对人工开挖边坡的稳定性进行初步评价；7）初步查明厂址附近有无可开采价值的矿藏，有无影响地基稳定的人类历史活动、地下工程、采空区等；8）提出在可研阶段应重点研究的岩土工程问题。2.2.3勘察依据与执行的规范规程（1）《吉林核电工程初步可行性研究阶段岩土工程勘察技术任务书》（2）《吉林核电工程初步可行性研究阶段岩土工程勘察技术指示书》（3）《吉林核电工程初步可行性研究阶段岩土工程勘察工作大纲》2.2.4执行的技术规范规程（1）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；（2）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；（3）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）；（4）《核电厂抗震设计规范》（GB50011-2001）；（5）《建筑工程地质钻探技术标准》（JGJ87-92）；（6）《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266-99）；（7）《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）；（8）《原状土取样技术标准》（JGJ89-92）；（9）《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266-99）；（10）《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL31-2003）；（11）《工程岩体分级标准》（GB50218-94）；（12）《标准贯入试验规程》（YS5213-2000）；（13）《岩芯钻探规程》（地矿部）；（14）《电力工程物探技术规程》（DL/T5159-2002）；（15）《地下水检验方法》（DZ/T0064.1～0064.80-93）；（16）《岩土工程勘察报告编制规定》（CECS99：98）。（17）《核电厂厂址选择安全规定》（HAF0100（91））；（18）《核电厂的地震分析与试验》（HAD102/01）；（19）《核电厂的抗震设计与鉴定》（HAD102/02）；（20）《核电厂厂址选择中的地震问题》（HAD101/01）；（21）《核电厂工程地质勘察规定（试行）》（电计〔1996〕633号）；（22）《核电厂工程建设项目可行性研究地震工作内容与深度规定（试行）》（电力工业部国家地震局核工业总公司电计[1995]641号）；2.3勘察方案及工作量2.3.1勘察方法及要求本次岩土工程勘察工作是在充分收集和利用现有资料的基础上，采用工程地质调查和测绘、钻探、工程物探、原位测试及室内试验等方法和手段，对厂址的场地稳定性、地基适宜性、边坡稳定性、不良地质作用、水文地质及地质环境条件进行综合分析和评价，从而对各厂址的工程适宜性做出比较和评价。2.3.2勘察手段本次勘察采用工程地质调查与测绘、钻探、坑槽探、地球物理勘探、原位测试及室内试验等多种勘察手段和方法。（1）测量由地质及物探专业提出勘探点及物探剖面线坐标，测量专业使用GPS放样。坐标系统为1980西安坐标系，高程采用1985年国家高程基准。（2）工程地质调查和测绘地质测绘的范围包括厂址及周边区域，面积不小于4km2。同时对各厂址进行了水文地质调查，每厂址调查范围不小于8km2。在三个侯选厂址分别进行了1:10000比例尺的工程地质测绘工作，采用全面查勘法，按照规范规定的调查密度，把调查点的间距控制在300m以内，同时综合考虑实际地质条件，寻找典型的地质露头点，采用手持GPS现场定位，进行现场观察、拍照、描述记录。由于测绘工作区的地质露头条件普遍较差，为了满足测绘精度的要求，采用洛阳铲掘探、锹镐刨挖的办法来揭露覆盖层，直至查清基岩的性质。测绘过程中，对每个地质点上，现场都按照规范要求进行了描述，主要包括覆盖层定名、分布厚度、成因类型，基岩岩性特征、岩石风化程度、节理发育特征等；对有代表性的地段进行了素描、拍照；对一些地质现象判断不清的可疑地段以及通过物探手段探查疑似存在地质构造现象的地段进行了挖槽鉴定。通过调查厂址区及周边范围的水文地质现象，包括走访民井，调查泉的出露条件，量测地下水位、观测泉水流量等现场工作。初步了解了厂址区地下水补、径、排特征，地下水开采状况及动态特征，划分了水文地质单元，对厂址的水文地质及环境水文地质条件进行了初步的评价。（3）工程钻探①按勘察任务书的要求，勘探点线的布置考虑地貌单元条件，以能控制厂址区范围地质条件的变化为主要原则，钻孔间距在150m~450m不等，钻孔深度分别达到预定场坪高程以下30m~40m。②钻孔的开孔与终孔孔径满足进行孔内测试、试验与取样的要求，一般钻孔的终孔直径为不小于75mm，单孔波速测试孔的终孔直径为89mm。③钻探采用清水或泥浆护壁（强风化段采用泥浆护壁）回转钻进，全断面取芯。④岩芯应按要求摆放在岩芯箱内。先将岩芯按顺序排好，然后将岩芯以从上到下，从左到右的顺序放入岩芯箱内（岩芯箱左上角为本箱岩芯的最上部）。⑤认真填写班报表，对岩芯按回次进行详细编录，记录每回次岩芯采取率、节理数和倾角等。用油漆对岩芯进行编号，回次间用小岩芯隔板相隔，岩芯隔板上应记录工程名称、孔号、进尺深度等项内容。⑥钻孔终孔待水位稳定后量测钻孔内稳定水位。⑦钻孔终孔及原位测试完成后，用素水泥进行了封孔。⑧钻孔的岩芯采取率满足下列要求：较完整的岩石，回次岩芯采取率不低于85%，破碎岩石、强风化、全风化和松散层，回次岩芯采取率不低于70%。（4）原位测试包括：标准贯入试验、压水试验、注水试验及单孔检层法波速测试。（5）地球物理勘探采用的地球物理勘探方法包括：高密度电法、联合剖面法。（6）室内试验室内试验包括：岩石物理力学试验、原状土室内试验及水质分析。岩石试验包括岩石的物理力学性质指标室内试验和岩石点荷载试验。对岩样进行岩矿鉴定；水试样进行水质分析，评价地下水对混凝土结构及钢筋的腐蚀性。2.3.3勘察工作量完成地质测绘范围点将台厂址约4.5km2，松江厂址约5.0km2，四方山厂址约5.0km2。水文地质调查范围各厂址均不小于8km2。完成钻孔共计21个，累计进尺1443.4m。完成标准贯入试验共15个钻孔，试验次数42次；完成压水试验5个钻孔共5段压水试验；完成3个试坑单环注水试验；完成102件试样的点荷载试验；完成8个单孔检层波速测试，深度介于46.0m~78.0m。共取得原状土样11个，岩样131个。第三章区域地质环境3.1区域构造背景在大地构造上，工作区涉及到吉黑褶皱系、伊春－延寿褶皱带和中朝（准）地台（图3-1）。（参考任纪舜等1992和1999年、车自成等2002年资料，虚框为工作区）①温都尔庙加里东褶皱带；②内蒙古－吉黑印支褶皱带；③佳木斯地块；④伊春-延寿加里东褶皱带图3-1厂址所在大地构造位置图工作区属于3个不同性质的一级大地构造单元，大部分为吉黑褶皱系，东北部是伊春－延寿加里东褶皱带，南部边缘一小部分为中朝地台，吉黑褶皱系部分具体分温都尔庙加里东褶皱带和内蒙古－吉黑印支褶皱带，由于在吉林省内两个褶皱带之间没有明确的构造边界，故统称为吉林褶皱带。4个候选厂址均位于吉黑褶皱系。中朝地台是我国最古老的陆块之一，古元古代末期的中条（辽河）运动使地槽全面褶皱回返，形成中朝地台统一的结晶基底。此后，中—新元古代的裂陷作用形成坳拉槽，堆积以带状分布的似地台盖层型的海相沉积岩系。古生代地台整体下沉而为陆表海，广泛堆积了以海相地层为主的地台盖层。吉林褶皱带以赤峰—开原断裂与中朝地台相接。该带及其以北的蒙古—兴安地区，在新元古代和古生代时，是由一系列裂陷槽、小洋盆、微陆岛链和中间地块等组成的复杂洋盆，为广阔的中亚—蒙古洋的组成部分。早古生代末期的加里东运动和晚古生代末期的华力西运动，使地槽的有关部分相继褶皱隆起，依次向南拼接到中朝地台北缘。中生代裂陷作用使区域地质构造受到深刻的改造，发育了大量规模不等的断陷和坳陷盆地，其中以松辽盆地规模最大。新生代构造活动相对较弱，以断块活动为主要特征，但工作区东部新近纪和第四纪有多期强烈的基性火山活动。3.2区域断裂自新太古代以来，工作区经历了多次构造运动，在各个地质发展阶段和各时期的构造运动中，相应形成一系列规模不等、性质不同的断裂。按走向，工作区内断裂构造发育，主要有北北东—北东和北西西向2组（图3.2-1），其中以北北东—北东向断裂最发育，如肇东－扶余断裂、四平－德惠断裂、依兰－伊通断裂带和敦化—密山断裂等。北西向断裂有阿什河断裂、第二松花江断裂和丰满—二道甸子断裂等。据已有资料，北北东—北东向断裂主要形成于中生代。北西向断裂形成于中、新生代。此外，还有个别南北向如铁力-尚志断裂，主要形成于古生代，中生代又明显活动。其中北北东—北东向和北西向断裂相互交织，对区内新构造运动和新构造发育起到一定的控制作用。断裂的活动性和活动时代的确定，主要根据地质、地貌、断层物质测年，以及浅层人工地震探测和地震活动等资料，其中地质证据是最重要和最可靠的，但工作区内这样的资料不多。编号断裂名称断裂产状区内长度(km)分段最新活动地震活动走向（°）倾向倾角（°）时代依据1肇东－扶余断裂NE50~55NW190Q1-2地貌、地层2松花江北断裂NW75NE90东部Q1-2物探NE65SE65～7550西部Q13四平—德惠断裂NE25~35NW45～70200Q1物探1966年5.2级地震4依兰—伊通断裂带NE30~40NW或SE70～80450西支Q1-2地层和物探1937年5级、1960年5.8级地震东支Q1-25马鞍山－新安断裂NE15~3060AnQ地貌6敦化—密山断裂带NE40~50NW55～85150西北支Q2地层、测年1882年桦甸4¾级地震东南支AnQ地貌7伊通—辉南断裂NWNE90Q1地貌和地层8丰满—二道甸子断裂NW30～60NE50～85110Q2地质、测年9泉子沿一带王砬子断裂NW30~40NE50～7090Q1-2地貌10第二松花江断裂NW30~40SW80220扶余以西Q1-2地层厚度扶余－五家站Q3地质五家站以东Q1-2测年11拉林河断裂NW30~60SE60～8580Q1地层分布12阿什河断裂NW30~40SW65～8590Q1-2物探和钻探13滨州断裂NWSW60～8530Q1-2物探和钻探14铁力—尚志断裂近SN90AnQ地貌表3-2工作区主要断裂要素和活动情况简表3.3区域地层3.3.1工作区前新生代地层概况工作区在大地构造上属于吉黑褶皱系等几个性质不同的大地构造单元，故不同地区发育的地层差异较大。本次进行研究的四个厂址均位于吉黑褶皱系，所以这里主要论述隶属吉黑褶皱系的吉林地区和松辽平原区的地层发育情况。其地层划分和对比见表3-3。一.吉林地区1.寒武—奥陶系该地层划分为西保安组、黄莺屯组和石缝组（表1.1-1）。西保安组以含沉积变质铁矿为特征，地层岩性主要为斜长角闪岩、角闪片岩和角闪变粒岩，上部偶见薄层大理岩。西保安组底界不清。黄莺屯组下部主要为含红柱石或电气石石英片岩、云母石英片岩夹大理岩；上部是含石墨大理岩及燧石条带、燧石块状大理岩。区内缺失中奥陶统。上奥陶统石缝组主要为含石榴石二云母石英片岩、云母石英片岩，上部有大理岩、黑色板岩和变质砂岩。2.志留系志留系出露极不连续，分下、中和上统。下统桃山组是一套变质火山沉积岩系，其中可分7个笔石组合带，地层总厚达3000余米。中统张家屯组，其下部为灰、灰黄色、黄绿色粉砂质泥岩及粉砂岩，产腕足类、三叶虫和珊瑚等化石；中部以紫色、灰紫色凝灰质含砾砂岩及酸性凝灰岩为主；上部是深灰色粉砂质泥岩、粉砂岩夹酸性凝灰岩。地层总厚度最大达1400m左右。上统二道沟组以粉砂岩为主，夹灰岩透镜体，产珊瑚、腕足类和三叶虫化石，层厚400余米。3.泥盆系区内缺失泥盆系下统和上统（表1.1-1），中统王家街组以碳酸盐和正常沉积碎屑岩如页岩、石英砂岩和石英长石砂岩等，局部夹火山碎屑岩。地层厚700m左右。4.石炭系该区石英系发育完整，自下而上分为下统北通气沟组和鹿圈屯组、中统磨盘山组及上统石咀子组。北通气沟组由黄绿色、青灰色粉砂岩和中细粒石英砂岩组成，厚200余米。与下伏地层为不整合接触。鹿圈组下部以变质灰绿色、紫红色细碧玢岩及凝灰岩和灰白色石英角斑岩及其凝灰岩为主，局部为灰黑色凝灰质粉砂岩、夹黑色千枚板岩。鹿圈组厚1800m左右。磨盘山组是灰色、灰白色中厚层状灰岩及含燧石结核灰岩，厚600～870m，产丰富的蜒科化石。石咀子组下部为灰白色大理岩夹条带状大理岩；上部是黄褐色砂岩、浅灰色千枚状页岩、凝灰质砂岩夹结晶灰岩和泥质灰岩。产丰富的蜓科化石，厚度大于1200m。5.二叠系二叠系下统分为寿山沟组、大河深组、范家屯组和一拉溪组；上统分杨家沟组和马达屯组。寿山沟组下部以浅灰—灰色厚层块状灰岩为主，夹少量灰色、灰紫色泥质灰岩；上部为银灰色千枚状粉砂岩。层厚270～500m。与下伏石咀子组整合接触。大河深组下部以灰色、黄褐色流纹质凝灰岩为主，夹流纹岩、层凝灰岩；中部以深灰、灰绿色安山质凝灰岩为主；上部以灰绿、黄褐色流纹质灰岩为主，夹灰岩、钙质砂岩及灰色碳质板岩；顶部是灰—灰白色厚层块状灰岩。层厚3600m。范家屯组下部以灰黑色、灰绿色粉砂岩为主，夹砂岩、板岩；中部为灰色灰岩、灰绿色凝灰岩和凝灰质砂岩；上部是灰黄、灰紫色粗砂岩及凝灰质粗砂岩。层厚大于1380m。一拉溪组下部为深灰色安山岩；中部是白色、灰白色和灰绿色流纹岩及其凝灰岩，夹少量板岩；上部为灰绿色、紫色凝灰质板岩、砂岩、凝灰岩和砂砾岩，以及黑色板岩和灰白色燧石条带灰岩。厚度变化较大，几百米至千余米。杨家沟组以陆相砾岩、黑色板岩、粉砂岩与砂岩互层为主，夹灰岩透镜体，厚500～1200m。马达屯组下部是紫灰色中酸性火山碎屑岩、局部夹巨厚球粒状流纹岩或角闪安山岩；上部则以中性角砾状凝灰岩、集块岩及凝灰角砾岩为主；顶部为紫色、灰紫色凝灰质砾岩。层厚970～4600m。6.三叠系区内出露有下三叠统卢家屯组和上三叠统大酱缸组。卢家屯组主要由砾岩、杂砂岩、钙质砂岩夹泥灰岩扁豆体组成，厚度大于4700m。与下伏地层为平行不整合接触。大酱缸组为一套河流、湖泊沼泽相正常沉积碎屑岩，厚1400m。7.侏罗系侏罗系发育较齐全，分下统板石顶子组；中统太阳岭组和夏家街组；上统德仁组、欠大组、安尼组和奶子山组。板石顶子组主要由一套砾石、含砾粗砂岩、砂岩、粉砂岩及少量酸性火山碎屑岩组成，产丰富植物化石，层厚310～650m。与下伏地层不整合接触。太阳岭组为砾石、中细粒砂岩，夹粗砂岩、薄层砾岩、粉砂岩、泥岩及煤层，厚180～800m。夏家街组由多斑安山岩、安山岩、凝灰岩、砂岩和砾岩组成。德仁组主要由安山集块岩、凝灰岩组成，夹砂岩、砾岩，厚1500余米。欠大组为砾岩、砂岩和煤层，夹安山岩及火山碎屑岩，产丰富动、植物化石，层厚大于440m。安尼组主要是安山岩、安山玄武岩和陆缘碎屑岩组成，局部夹煤层，厚500～1200m。奶子山组岩性变化大，由砂岩、细砂岩、粉砂岩夹煤层组成，厚430m左右。8.白垩系区内白垩系下统发育，上统大部分地区缺失。下统自下而上分长安组、登娄库组、泉头组和龙井组。长安组为一套内陆湖沼相含煤地层，由砂页岩、页岩夹煤层，局部有凝灰质砂岩、集块岩及砾岩夹层组成，厚200m～1000m。与下伏地层整合接触。登娄库组以暗棕色、灰紫黑色泥岩、泥质粉砂岩及紫灰、青灰色粉砂岩为主，厚1500m。泉头组为紫红色和灰白色砂岩、粉砂岩及紫红色泥岩、粉砂岩，夹砂砾岩和砾岩，厚200～900m。龙井组自下而上为巨砾岩层，上部火山碎屑岩层、赤褐色砂页岩层，厚1000余米。二、松辽平原区松辽平原区勘探到的最老地层是二叠系。1二叠系主要为下二叠统一心组，其下段是泥灰岩与细砾石岩互层；上段是泥灰岩与碳酸盐化流纹岩互层，化石丰富。2侏罗系分中侏罗统大庆群和上侏罗统火石岭组。大庆群下部是碎屑岩段，岩性变化大，为砂泥岩、砂砾岩、薄煤层、凝灰岩等；上部为蚀变火山岩段，主要是蚀变火山岩和火山碎屑岩。与下伏地层不整合接触。火石岭组下部是安山玄武岩、玄武岩；上部是安山岩夹碎屑岩。3白垩系白垩系下统分为沙河子组、营城组、登娄库组和泉头组，上统分寿山口组、姚家组、嫩江组和明水组。沙河子组下段是砂泥岩夹煤层，上段为砂泥岩，局部地层见有兰灰、黄绿色酸性凝灰岩。营城组下段以中性火山岩为主，常见类型有安山岩、安山玄武岩；上段以酸性火山岩为主，常见类型有流纹岩、紫红色和灰白色凝灰岩。登娄库组自下而上分为四段，一段为杂色砾岩，顶部夹砂岩；二段以灰黑色砂质泥岩为主，另有灰与白色厚层细砾岩呈不等厚互层；三段是灰白色块状细—中粒砂岩与灰黑色砂质泥岩呈不等厚互层；四段为灰褐色、灰黑色砂质泥岩与浅灰绿、灰白色和紫灰色砂岩。泉头组自下而上分两段，一段为灰白、紫灰色砂岩与安紫红色、暗褐色泥岩互层；二段是暗紫红色、紫褐色泥岩夹灰绿、紫灰色砂岩。青山口组自下而上分三段，第一段为黑灰色劣质油页岩，局部呈黑褐色，顶部少量黑色泥岩；第二段和第三段是黑色泥岩、泥页岩、砂质泥岩、钙质粉砂岩等。姚家组主要以棕红和暗红色泥岩、粉砂质泥岩为主，夹灰、灰绿色泥岩、灰白色粉砂岩和泥质粉砂岩，厚60～300m。嫩江组下部以黑色泥页岩为主，夹油页岩；上部为灰黑、灰绿及棕红色泥岩和砂岩互层，为湖相沉积，盛产化石，一般厚200～400m。四方台组为灰、灰绿、深灰和棕红色泥岩、粉砂质泥岩与灰白、灰绿色泥质粉砂岩、粉—细砂岩组成，局部夹砂粒岩，层厚200～400m。明水组是棕红、灰绿色泥岩和砂岩互层，厚500m左右。表3-3工作区前新生代地层划分对比简表3.3.2新生代地层概况1.新生代地层发育概况工作区新生代沉积地层不太发育，主要分布于松辽盆地、舒兰—伊通断裂带。古近纪和新近纪地层松辽盆地在区内缺乏古近纪正常沉积，但有玄武岩浆喷溢。舒兰—伊通断裂带控制的伊舒盆地（断陷带），古近系主要为冲积扇和河流、湖泊相沉积。位于敦化－密山断裂中段的桦甸盆地，古近纪亦为河湖相沉积。这些地区的古近系划分和对比见表3-4。松辽盆地伊舒盆地桦甸盆地新近纪N2泰康组船底山组N1大安组岔路河组马鞍山组古近纪E3水曲柳组桦甸组E2舒兰组E1富峰山组新安村组表3-4工作区及邻区古近纪和新近纪地层划分对比表松辽盆地新近系是河湖相沉积，分布于盆地的西部。中新统大安组一般厚50m，最厚120m；上新统泰康组一般厚50～100m，最厚160m。伊舒盆地新近系中新统岔路河组是湖相灰绿、黄绿色泥岩、粉砂岩与杂色砂砾岩互层，厚0～840m，上新统缺失。桦甸盆地新近系马鞍山组分上下两段，上段是砂、粉砂、粘土夹硅藻土和硅藻土；下段是砂、粉砂质粘土互层，夹玄武岩和硅藻土，底部有砾石层。船底山组是玄武岩层。盆地和山区新近纪地层的划分和对比见表3-4（2）第四纪地层工作区内第四系比较发育，成因类型多。吉林省地质矿产局（1988）根据构造环境和沉积特征分出松辽平原和长白山两个地层区。其地层划分和对比见表3-5。地质时代松辽平原（盆地）长白山区全新世全新统金龙顶子组四海组冰场组晚更新世群力组顾乡屯组新黄土南坪组二道岗组中更新世大清河组东凤组荒山组上老黄土组大椅子山组（白头山组）下老黄土组早更新世白土山组军舰山组四等房组表3-5工作区第四纪地层对比表松辽盆地第四纪整体不均匀下沉，第四系沉积一般厚40～80m，最厚120m左右，盆地西部厚而东部薄。早期以灰白色冰碛层为主，继而是湖相、河湖相淤泥、亚粘土及砂砾层，后期为河流和沼泽相砂、粘土、淤泥和泥炭及风积砂等。长白山区第四纪是冰碛、火山沉积和黄土堆积交替出现。3.4区域地震活动通过前期地震地质专题的研究，可以对区域地震活动在空间和时间上的分布特征以及区域地震活动环境评价如下∶（1）区域位于东北地震区，破坏性地震活动总体较弱；（2）从公元1119年至今，区域范围内只记录到中强地震（M≥4.7）5次，其中M4.7-4.9级地震1次、M5.0-5.9级地震3次、M6.0-6.9级地震1次；最大地震为1119年2月吉林前郭6EQ\F(3,4)级地震；（3）1970年以来现代仪器记录ML1.0-4.9级地震363次，其中2≤ML＜3级地震202次；3≤ML＜4级地震49次；4≤ML＜5级地震2次；（4）本区地震活动水平较低，且分布不均。历史破坏性地震（M≥4.7）发生在中部、西部或南部，北纬45º以北以及东经127º以东地区未记载到破坏性地震；（5）区域内现代小震分布不均，大部分集中在西南部，另外在4个厂址南部20-40km处以及在区域西北，前郭与肇源之间均为小震密集区；小震活动与区域构造关系密切，多集中于NE、NW断裂交汇区；（6）区内地震基本上是发生在地壳中上层的浅源地震，地震震源深度均在1～34km之间，区域内有深度数据的地震大多在西部，在以4个厂址为中心半径25km范围内，只有亮甲山厂址近区域范围内曾有1次地震有震源深度数据；（7）本区现代构造应力场以近EW向水平主压应力为主；（8）历史地震在各候选厂址影响烈度最高为=5\*ROMANV度；（9）未来东北深震区的强震对厂址区地面建筑的影响最高仍只有=4\*ROMANIV度。第四章原位测试及其成果4.1标准贯入试验及其成果1试验目的标准贯入试验（SPT）的目的是用测得的标准贯入击数N来确定第四系粉质粘土的状态、砂土的密实度及岩石的风化状态，并确定该岩土体物理力学性质。2试验原理及仪器设备标准贯入试验是用质量为63.5kg的穿心锤，以0.76m的自由落距，将一定规格的标准贯入器打入15cm，然后再打30cm，记录30cm的锤击数，该击数称为标准贯入锤击数N。标准试验设备主要有对开式标准贯入器（全长700mm、外径51mm、内径35mm、刃口角18°30′），导向杆、穿心锤（重63.5kg）和钻杆（直径42mm）四部分组成。3试验方法本次试验的试验方法严格按照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）和《标准贯入试验规程》（YS5213-2000）执行。试验方法如下：a采用回转钻进，先用钻具钻至试验土层标高上约15cm处，清除孔底残土，清孔时避免试验土层受扰动；b采用自动脱钩的自由落锤法，并减小导向杆与锤间的摩阻力。放入贯入器并校对试验深度，要求残土厚度不大于10cm；c将贯入器打入试验土层15cm，不记录试验击数，然后记录每打入10cm的锤击数，累计打入30cm的锤击数为标准贯入击数N。当锤击数已达到50击，而贯入深度未达到30cm时，按下式换算成相应于30cm的贯入击数N：N＝30×式中：——50击时的贯入量（cm）；d拔出贯入器，取出贯入器中的土样进行鉴别描述。e重复上述操作步骤，进行下一深度的试验，直至所需深度，试验点间距自地面以下1m开始，每间隔2m做试验一次。4标贯杆长的校正当用标准贯入试验锤击数按规范查表确定承载力或其他指标时，应根据规范规定按下式进行标贯杆长度校正：N＝α×N′式中：N—标准贯入试验校正后的锤击数；N′—标准贯入试验实测贯入30cm的锤击数；α—标贯杆长度校正系数，见表4-4。标准贯入试验校正系数表4-4杆长（m）≤3691215182125304050α1.000.920.860.810.770.730.700.700.680.640.606试验成果根据试验结果，剔除异常数据，统计得到标准贯入试验成果，见表下表。点将台厂址标准贯入试验统计表4-5岩土类别最大值最小值平均值基数粉质粘土18.1813.78残积土22.81119.54全风化花岗岩42.13036.93松江厂址标准贯入试验统计表4-6岩土类别最大值最小值平均值基数粉质粘土37.41730.55全风化花岗岩3434341四方山厂址标准贯入试验统计表4-7岩土类别最大值最小值平均值基数粉质粘土①12816222粉质粘土⑤126.614.520.84砾砂44.844.844.814.2压水试验及其成果1试验目的压水试验的目的是确定与工程建筑物有关地段岩体的单位吸水率、透水率及渗透系数，并了解岩体裂隙的开度、充填物的性质、岩体的可灌性等。在水文地质条件简单、透水性较小的地段，可以利用压水试验资料估算岩体的渗透系数，为工程设计和处理提供基本资料。2试验原理及仪器设备压水试验采用气囊法，其基本原理是利用气囊将试验段隔离，利用钻机和活塞式往复泵将水吸入钻孔内，利用外接的量测设备量测在水的压力下压入岩体裂隙中的水量，并通过压力表和水表读出不同压力下压入岩体中水的流量。通过流量可以计算出岩体透水率、渗透系数等参数。压水试验的设备主要包括止水栓塞（气囊）、供水设备（压力稳定的BW-150型活塞式往复泵，最大流量150l/min，最大压力1.8MPa）、量测设备（压力表、水表、测钟、万用表电测水位计）。3试验方法本试验严格执行《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL31-2003）和《水利水电工程地质勘察规范》（50287-99）。具体试验方法如下：a采用压水法清洗钻孔，洗孔时钻具下到孔底，流量达到水泵的最大出力；b检查各种设备、仪表的工作性能并连接；c观测一次孔内水位后，下栓塞隔离试验段，隔离试段长度5m左右。试段隔离后再观测工作管内水位，工作水位每5min观测一次，当水位下降速度连续两次均小于5cm/min时，记录此时的水位深度即为压力的计算零线；d开始试验，试验的同时观测水位，通过压力表控制压力，控制三个阶段，五个压力，尽量保证为0.30MPa、0.60MPa、1.00MPa、0.60MPa、0.30MPa，同时记录不同压力下水的流量。4试验成果及分析本试验压水段在点将台厂址选择花岗岩强风化和中等风化段，松江厂址选择花岗岩强风化段，四方山厂址选择玄武岩强风化和微风化段。试验压力的计算公式如下：P=Pp＋Pz－Ps；P—试验压力（MPa）；Pp—压力表压力（MPa）；Pz—压力表中心压力计算零线的水柱压力（MPa）；Ps—管路压力损失（MPa）。试验段透水率和渗透系数的计算公式如下：q=×和k=×ln q—试验段透水率（Lu）； k—岩体的渗透系数（cm/s）； L—试验段长度（m）； P—试验压力阶段的压力，即为该阶段最大压力值（MPa）； Q—试验压力阶段的压入流量，即为该阶段最大流量值（l/min）； H—试验水头（m）； r—钻孔半径（m）。压水试验成果表表4-8钻孔编号试段深度（m）岩性风化程度试段透水率Q(Lu)渗透系数k（cm/s）透水性分级P~Q曲线类型DJ223.00~28.20花岗岩中等风化12.7241.272×10-4中等E型DJ625.30~30.50花岗岩强风化10.9411.094×10-4中等E型SJ125.80~31.00花岗岩强风化11.0131.101×10-4中等E型SF230.45~36.00花岗岩中等风化1.2191.219×10-5弱E型SF528.00~33.20玄武岩微风化5.3155.315×10-5弱D型点将台厂址的花岗岩中风化段透水性为中等透水，渗透系数为1.094×10-4~1.272×10-4cm/s，从钻孔资料看，岩芯较破碎，节理裂隙发育。松江厂址的花岗岩强风化段透水性为中等透水，渗透系数为1.101×10-4cm/s，从钻孔资料看，岩芯较破碎，节理裂隙发育。四方山厂址的花岗岩中等风化段岩体透水性为弱透水：渗透系数分别为1.219×10-4cm/s，从钻孔资料看，岩芯较破碎，节理裂隙发育；微风化段岩体的渗透系数为5.315×10-5cm/s，从钻孔资料看，岩芯较破碎，节理较发育。4.3试坑单环注水试验及其成果1试验目的试坑单环注水试验的目的是测定包气带非饱和松散岩土体渗透性能，确定与工程建筑物有关地段土层的渗透性，估算渗透系数。2试验原理及仪器设备试验的基本原理是人工抬高水头，向试坑内注水，通过记录渗透水量和时间来测定岩土体的渗透系数，通过注水试验求得的渗透系数反映了岩土体的渗透性能。该试验适用于不能进行抽水试验和压水试验，取原状样进行室内试验又比较困难的松散岩土体。试验所需仪器设备主要包括，铁环1个，高20cm，直径30~50cm，作用是限制试验面积和试验水头；水箱1个，容积为1m3，作用是储存试验用水；流量桶2个；量杯；胶皮管和秒表。3试验方法本试验严格执行《注水试验规程》（YS5214-2000J102-2001）和《水利水电工程地质勘察规范》（GB-T50287-99）。具体试验方法如下：a在拟定的试验位置上，挖一个方形或圆形试坑至预定深度，在坑的底部一侧再挖一个注水试坑，深度15~20cm，试坑底应修平，并确保土层的原状结构；b放入铁环，使其与试坑底紧密解除，在其外部用面土填实，确保四周不漏水。也可用边长50cm，高20~40cm的正方形木框，木框下部与试坑底紧密接触，使其不漏水；c在试坑底铺厚度为2~3cm的小砾石作为缓冲层；d将流量桶水平放置在注水试坑边，接上胶管，将钳夹夹于胶管下部，然后向流量桶注满清水。试验方法应满足以下要求：1）松开钳夹，想试坑内注水，待坑内水头高度达到10cm时，试验即正式开始，记录时间和流入同内的水量；2）试验时必须保持10cm水头，其波动幅度允许偏差为±0.5cm；3）试验开始后，按5、10、15、20、30min的时间间隔测记渗水量，以后每隔30min记测记一次，直至试验终止；4）每次观测流量Q的精度应达到0.1l；5）试验过程宏，随时绘制流量Q与时间t的关系曲线，当每隔30min观测一次的流量与最后2h内平均流量之差不大于10%，即可视为稳定，结束试验。渗透系数的计算可以绘制Q~t曲线，并采用以下公式计算式中，k-渗透系数（cm/min）；Q-稳定流量（cm3/min）；F-渗透面积，即试坑的底面积（cm2）。4试验成果及分析试验深度15~20cm，成果见表下表。试坑单环注水试验成果表表4-9编号岩性风化程度渗透系数k(cm/min)DJ2花岗岩全风化~强风化0.599DJ6花岗岩全风化~强风化0.136SJ6粉质粘土0.155点将台厂址试验区内全风化~强风化花岗岩的渗透系数为0.136~0.599cm/min，为强透水岩体。松江厂址试验区内粉质粘土的渗透系数为0.155cm/min，为强透水岩体。4.4点荷载试验及其成果1试验目的点荷载试验的目的是用便携式点荷载试验仪测得岩石瞬间破坏时的极限荷载P，利用该值来估算岩石的抗拉强度、单轴抗压强度并确定岩石的强度各向异性，并确定岩石的坚硬程度，为工程设计和施工提供基本资料。2试验原理及仪器设备将岩芯试件放入球端圆锥之间，通过油泵加压使岩石在点荷载作用下而破坏，利用传感器传输数据到压力显示器上，记录瞬间破坏的压力值。点荷载试验设备主要有手动油泵LYB—610型1台、框架1台、压力数显器1台、上下圆压盘2件、M6内六角扳手1个、7t和0.7t传感器各1台。3试验方法点荷载试验的试验方法严格按照《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266-99）和《工程岩体分级标准》（GB50218-94）执行。试验方法如下：a连接试验设备，调节压力数显器，并通过压力数显器的读数标定传感器；b将岩芯试件放入球端圆锥之间，使上下锥端与试件直径两端紧密接触；c通过油泵稳定的施加荷载，使试件在10~60s内破坏，记录破坏荷载P；d量测贯穿整个试件并通过两加荷点的破坏面宽度、加荷点间距；e重复上述操作步骤，进行多个试件的试验，最终统计数据和资料整理。4试验成果及分析本次试验中所用试样分别在花岗岩中等风化~微风化及玄武岩微风化的岩芯中选取。根据《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266-99）和《工程岩体分级标准》（GB50218-94），当每组试样的有效数据超过10个时，舍去两个最大值和两个最小值，同时剔除异常或变化大的数据，最终得到79个点荷载试样数据，统计得出各种风化状态下岩性的单轴抗压强度。岩石点荷载强度的计算公式具体如下：Is=和Is(50)＝F×IsIs——未经修正的岩石点荷载强度（MPa）；Is(50)——经尺寸修正后的点荷载强度（MPa）；P——试件破坏荷载（N）；De——等价岩芯直径（mm）；径向试验De＝D、轴向、不规则块体试验时De＝；D——加荷点间距（mm）；W——通过两加荷点最小截面宽度（mm）；F——修正系数；F=Kd×KDd；Kd——尺寸效应修正系数；Kd＝0.4905d0.4426；KDd——形状效应修正系数；KDd＝0.3161e2.303[(D/b+logD/b)/2]；通过修正后的点荷载强度估算岩石的单轴抗压强度（Rc），具体公式如下：Rc＝22.82Is(50)0.75Rc——岩石的单轴抗压强度（MPa）；Is(50)——经尺寸修正后的点荷载强度（MPa）；根据试验结果，剔除异常数据，统计得出各种风化状态下岩性的单轴抗压强度，见下表。点将台厂址点荷载试验成果表表4-10统计项目单轴抗压强度（MPa）中等风化花岗岩微风化花岗岩最大值39.66111.76最小值13.7283.49平均值24.7696.09标准差7.8479.084变异系数0.3170.095基数1412修正系数0.8600.950标准值21.0091.33松江厂址点荷载试验成果表表4-11统计项目单轴抗压强度（MPa）球状风化花岗岩中等风化花岗岩最大值16.129.6最小值8.718.0平均值13.022.35标准差1.8102.765变异系数0.1390.124基数1224修正系数0.9270.956标准值12.1021.36四方山厂址点荷载试验成果表表4-12统计项目单轴抗压强度（MPa）中等风化花岗岩微风化花岗岩微风化玄武岩最大值28.17127.35114.20最小值24.49105.6682.54平均值26.33116.5198.87标准差1.84010.8468.538变异系数0.0700.0930.086基数2211修正系数0.8340.7790.952标准值21.9690.0794.15点将台厂址中等风化和微风化花岗岩的单轴抗压强度平均值分别为24.76MPa和96.09MPa，岩石矿物胶结较好，微裂隙不发育。松江厂址中等风化和微风化花岗岩的单轴抗压强度平均值分别为13.051MPa和21.776MPa，强度值较小，经显微镜下10×2岩石磨片鉴定，可以看出岩石呈碎裂化结构，并见一宽约6.0mm~7.0mm的破碎带，虽结构基本多数可见，但其两侧岩石受影响而碎裂，见图5.1，另外，岩样的饱水系数很小（0.11~0.18），说明岩石中小开型空隙相对较多，反映了岩石中微细裂隙发育，微风化岩石由于裂纹及破碎带发育，致使微风化岩石抗压强度偏低，同时，中风化岩石孔隙率较大（9.40%），反映了岩石的密实程度差，抗压强度偏低。四方山厂址中等风化和微风化花岗岩的单轴抗压强度平均值分别为26.330MPa和116.507MPa，岩石矿物胶结较好，微裂隙不发育；微风化玄武岩单轴抗压强度平均值为98.871MPa，岩石矿物胶结较好，微裂隙不发育。4.5波速测试及其成果1波速测试目的测试厂址区岩层的剪切波波速，划分场地土类型和建筑场地类别。2执行的规程规范《地基动力特性测试规范》（GB/T50269-97）《电力工程物探技术规程》（DL/T5159-2002）3测试方法采用单孔检层法波速测试。在地面距钻孔口4.00m处，用扣板法水平击振产生剪切波为主的地震波信号，由紧贴井壁的井下三分量检波器拾取信号，地震仪接收、记录地震波信号，然后根据剪切波的反向特性识别剪切波，并计算剪切波速度Vs。单孔检层法波速测试见下图。4仪器设备SE2404EP型综合工程探测仪器；震源为扣板和18磅大锤；信号拾取采用井下三分量电磁感应式检波器；图4-13单孔检层法波速测试5剪切波识别根据剪切波的反向特性识别剪切波。叩板两端敲击，剪切波具有反向性，现场测试典型剪切波见下图。图4-14叩板两端敲击同一深度波形曲线6试验成果及分析（1）点将台厂址本次勘察在点将台厂址共布置了3个单孔检层法波速测试孔，分别为DJ1、DJ3、DJ7，其试验成果如下。根据DJ1、DJ3及DJ7号钻孔资料及该单孔波速测试成果，统计动参数见下表。DJ1号钻孔岩体单孔波速平均值及动参数计算结果表表4-15层号岩性压缩波νp（m/s）剪切波νs（m/s）动弹模量Ed（GPa）动剪模量Gd（GPa）动泊松比μd①1粉质粘土8514121.190.320.35②2强风化花岗岩1656783②4微风化花岗岩27501686DJ3号钻孔岩体单孔波速平均值及动参数计算结果表表4-16层号岩性压缩波νp（m/s）剪切波νs（m/s）动弹模量Ed（GPa）动剪模量Gd（GPa）动泊松比μd①1粉质粘土4101930.260.070.36②1全风化花岗岩8784452②2强风化花岗岩1495734②3中等风化花岗岩24591434②4微风化花岗岩2820165017.6710.24DJ7号钻孔岩体单孔波速平均值及动参数计算结果表表4-17层号岩性压缩波νp（m/s）剪切波νs（m/s）动弹模量Ed（GPa）动剪模量Gd（GPa）动泊松比μd①1粉质粘土2651090.090.020.40②2强风化花岗岩1246632②3中等风化花岗岩213611400②4微风化花岗岩2815163416.97.00.25（2）松江厂址本次勘察在松江厂址共布置了3个单孔检层法波速测试孔，分别为SJ3、SJ4、SJ6，统计动参数如下。SJ3号钻孔岩体单孔波速平均值及动参数计算结果表表4-18层号岩性压缩波νp（m/s）剪切波νs（m/s）动弹模量Ed（×103MPa）动剪模量Gd（×103MPa）动泊松比μd①1粉质粘土4101930.260.070.36②2强风化花岗岩10185162.00.70.32②3中风化花岗岩22711249②4微风化花岗岩286416555SJ4号钻孔岩体单孔波速平均值及动参数计算结果表表4-19层号岩性压缩波νp（m/s）剪切波νs（m/s）动弹模量Ed（×103MPa）动剪模量Gd（×103MPa）动泊松比μd①1粉质粘土4111930.260.070.36①2碎石8104251.260.380.35②2强风化花岗岩1346654②3中风化花岗岩2174122910.04.10.26SJ6号钻孔岩体单孔波速平均值及动参数计算结果表表4-20层号岩性压缩波νp（m/s）剪切波νs（m/s）动弹模量Ed（×103MPa）动剪模量Gd（×103MPa）动泊松比μd①1粉质粘土4171940.270.070.36①2碎石7223690.960.280.36②2强风化花岗岩153576②3中风化花岗岩2372120810.24.00.32（3）四方山厂址本次勘察在四方山厂址共布置了2个单孔检层法波速测试孔，分别为SF4、SF6，统计动参数如下。SF4号钻孔岩体单孔波速平均值及动参数计算结果表层号岩性压缩波νp（m/s）剪切波νs（m/s）动弹模量Ed（GPa）动剪模量Gd（GPa）动泊松比μd①1粉质粘土8192690.540.140.44②微风化玄武岩321619073③1粉质粘土11002870.630.160.46④微风化玄武岩320918764⑤2砾砂13025602.260.600.39⑨中等风化花岗闪长岩248414444SF6号钻孔岩体单孔波速平均值及动参数计算结果表层号岩性压缩波νp（m/s）剪切波νs（m/s）动弹模量Ed（GPa）动剪模量Gd（GPa）动泊松比μd①2碎石4993520.650.250.005③1粉质粘土5643600.780.260.16④微风化玄武岩308118372⑤1粉质粘土13003891.140.290.45⑥微风化玄武岩328719393⑦2漂石17168414.971.710.34第五章候选厂址的工程地质条件5.1候选厂址地形地貌条件①点将台厂址:该厂址地貌为轻微切割的浑圆低山丘陵地貌及山前平原地貌，地面高程210m～350m，北西与西侧为海拔高度超过300m的山地，东南侧地势相对较为平坦，地表现为农田。总体地形为北西高南东低。厂址东部发育有倭肯河，由西北向东南在厂址附近流过，注入松花江。②松江厂址:该厂址为浑圆低山丘陵及山前平原地貌，地面高程190m～370m，地势有一定的起伏，西侧与北西侧为海拔高度超过300m的山地，南东侧地势地势逐渐降低，相对较为平坦，为一稍有起伏的斜坡地带，地表现为农田。总体地形为南东低北西高。厂址东南侧发育多条长度不等近北西-南东向沟谷；西部发育有一条近东西向大的冲沟，发育有西拉河，东部发育有东拉河，分别由西北向东南在厂址附近流过，注入松花江。③四方山厂址:该厂址位于蛟河市漂河镇西松花江与漂河汇流处附近的玄武岩台地上，属于轻微切割的平缓低山丘陵地貌，地表现为农田及少量杂木林。地面高程300m～350m，总体上较平缓。厂址内发育有两条北北东向冲沟，受此影响，地势稍有起伏。厂址东、南、西三面临水，北侧为一冲沟，使本厂址构成了相对较为独立的平面呈近似长方形的台地。5.2候选厂址的地层岩性点将台厂址:厂址附近范围出露的第四系地层主要有坡残积层和冲洪积层，下伏基岩为糜棱花岗岩、片岩、砂岩。全风化～强风化层厚度分布不均，地势较高的厚度较薄2.0m～5.0m，地势较低的厚度较大，最厚可达50.0m，其下为中等风化～微风化。现将钻孔揭露的地层岩性自上而下叙述如下：①粉质粘土：黄褐色，可塑～硬塑状态，混少量碎石，稍有光滑，干强度、韧性中等，无摇振反应。层厚2.20m～33.50m②强风化砂岩、泥岩：红褐色、灰褐色泥岩与砂岩互层状，砂岩主要矿物成分为石英、长石，中粗粒砂质结构，层状构造，岩芯呈砂状，强风化，极破碎；泥岩呈泥质结构，层状构造，风化呈土状。=3\*GB3③中风化砂岩、泥岩：紫红色、灰色泥岩与砂岩互层状，砂岩主要矿物成分为石英、长石，中粗粒砂质结构，层状构造，岩芯呈砂土状及碎块状，中风化，破碎；泥岩呈泥质结构，层状构造，岩芯呈硬土块状。=4\*GB3④强风化片岩：灰绿色，主要矿物成分为绢云母、石英，鳞片変晶结构，片理状构造，岩芯呈碎片状，极破碎。=5\*GB3⑤中风化片岩：灰绿色，主要矿物成分为绢云母、石英，鳞片変晶结构，片理状构造，岩芯呈碎片状及块状，破碎。=6\*GB3⑥强风化糜棱花岗岩：黄褐色、灰褐色，主要可见矿物为石英，中粗粒糜棱结构，块状构造，岩芯呈砂土状，极破碎。厚度一般为6.60m～40.00m，埋深为3.00m～15.80m。=7\*GB3⑦中等风化糜棱花岗岩：灰色、灰白色，主要矿物成分为石英、长石，中粗粒糜棱结构，块状构造，岩芯呈块状、柱状，较破碎。最小厚度为0.60m，埋深为9.60m～45.00m。该层在厂址区的北东侧出露较浅。松江厂址:厂址下伏基岩主要为xx期云母片岩，在厂址东南部发现有少量xx系砂岩及泥岩，覆盖在云母片岩之上，其余为第四系堆积物。第四系堆积物成因类型主要为冲洪积与坡残积，其中冲洪积物主要分布在冲沟底部，坡残积物分布在斜坡之上。现将钻孔揭露的地层岩性自上而下叙述如下：①含碎石粉质粘土：坡积混合土，黄褐色，由片岩风化而成，呈粘性土混多量原岩碎块状，碎石最大块径15cm，一般5-10cm，呈次棱角状，岩块硬度较低；粘性土呈可塑～硬塑状态，稍有光滑，干强度较高，韧性中等，无摇振反应。层厚0.80m～17.0m②强风化砂岩泥岩：棕红色、灰白色泥岩与砂岩互层状，砂岩主要矿物成分为石英、长石，泥质胶结，中粒状砂质结构，层状构造，岩芯呈砂土碎块状，强风化，极破碎；泥岩由粘土矿物构成，泥质结构，层状构造，产状近水平，岩芯呈坚硬粘性土状。=3\*GB3③中风化砂岩泥岩：棕红色、灰白色泥岩与砂岩互层状，砂岩主要矿物成分为石英、长石，泥质胶结，中粒状砂质结构，层状构造，岩芯呈块状，强风化，极破碎；泥岩由粘土矿物构成，泥质结构，层状构造，产状近水平，岩芯呈坚硬粘性土状。=4\*GB3④强风化片岩：黄褐色、灰绿色，主要矿物成分为云母、绿泥石、石英及长石等，変晶结构，片理状构造，岩芯呈碎片状，偶见短柱状，风化程度较高，岩块硬度低，极破碎。=5\*GB3⑤中风化片岩：灰绿色，主要矿物成分为云母、绿泥石、石英及长石等，変晶结构，片理状构造，岩芯呈块状、短柱状，节理裂隙较发育，其中以垂直节理最为发育，呈中等风化状态，破碎。=6\*GB3⑥微风化片岩：灰绿色，主要矿物成分为云母、绿泥石、石英及长石等，変晶结构，片理状构造，岩芯呈柱状，一般长度80-150mm，最长300mm，节理裂隙较发育，其中以缓倾节理发育为主，稍破碎。四方山厂址:厂址附近范围出露的地层主要为早中更新世多期喷发的玄武岩，各期玄武岩中夹有厚度不等的粘性土或砂类土，其下为华力西期花岗闪长岩以及二叠纪的变质砂岩。由于该厂址岩层出露较多，结合岩土工程勘察手段和已有的资料，现将该厂址的地层描述如下:1第四系地层厂址范围内出露的第四系地层比较发育，表层为全新统的粘性土或碎石土，其下为早更新世～晚更新世多期喷发的玄武岩，在各期喷发的玄武岩间沉积了粘性土、砂类土或火山灰、火山渣等物质。玄武岩：呈黑、灰黑色，隐晶质结构或斑状结构，块状、杏仁状、气孔状构造。杏仁状、气孔状橄榄玄武岩多发育在顶板和底板。块状构造发育的岩石多出现在岩层的中间部位。斑晶为橄榄石、辉石和斜长石。橄榄石斑晶：自形晶呈尖锐六边形断面，二级干涉色，平行消光，粒径为0.6mm~1.0mm，含量可占岩石的2.5%左右；辉石斑晶：无色带褐色色调，见两组直交解理，柱状，斜消光，粒径为0.4mm~0.6mm，有时与基质中斜长石构成嵌晶含长结构，占岩石的2.5%～5％；斜长石斑晶：无色，表面干净，裂纹发育，板状半自形，常见聚片双晶，粒径大一般为3.0mm~4.0mm或1.5mm~2.0mm，占整个岩石的45%。基质由斜长石长条状微晶、辉石(粒状)、火山玻璃、少量磁铁矿（黑色）组成，以间粒结构为最常见，其次也可见到间隐、拉斑结构、交织结构。2全新统（Q4）该层主要分布在地表，岩性上表现为粉质粘土和碎石土，主要为坡残积成因。①粉质粘土：黄褐色、灰