浙江省沿海地区滩涂工程地质条件分析

浙江省沿海地区滩涂工程地质条件分析

去年，浙江省沿海地区完成了大量水库蓄水、填海垃圾填埋场、水运通道等节水工程，以及大型火力站和潮汐站的工程地质勘察，并积累了海洋沉积物的地质资料。作者对浙江省沿海地区海塘海滩的工程地质条件进行了初步研究。根据土壤土壤的物理力学特性，将沿海海滩第四系沉积物分为两类，并结合相关具体项目给出相应的物理力学指标。1较大岛屿的岛屿浙江省沿海地势自西向东和东北倾斜,直至倾没于东海,部分则成为岛屿.沿海主要山脉有会嵇山、四明山、天台山和雁荡山等,这些山脉的分水岭相隔形成了钱塘江、甬江、椒江、瓯江、飞云江和鳌江等,诸江分别注入东海;沿海有杭州湾、象山港、三门湾、乐清湾、温州湾等较大港湾12个.大陆岸线全长1840km,沿海大小岛屿(面积500m2以上)3068个,其中较大的岛屿有舟山本岛、玉环岛、岱山岛、六横岛、大衢岛等,岛屿岸线长4674.85km;东部、东北部沿海为河海堆积平原,地势平坦、河网密布、零星山丘相间,这些地貌特征,使我省的海岸呈现出岬角、港湾众多,大陆岸线蜿蜒曲折,沿海岛屿星罗棋布的地貌景观.沿海滩涂开发利用是在大潮高潮被海水淹没、大潮低潮出露的陆海过渡地带,其岸滩地貌有如下3种类型:①杭州湾淤泥质河口平原岸滩地貌类型杭州湾是潮差大,涌潮强的强潮河口,由于边滩物质抗冲力差,岸滩冲淤变化十分明显.岸滩又可分为粉砂滩、粉砂-淤泥滩2种,粉砂滩主要分布在钱塘江河口和杭州湾南岸■海以西岸滩,组成物质为粉砂,滩面宽阔平缓,慈溪庵东滩面最宽可达10km,坡度0.3‰～0.6‰,是浙江省围垦的集中区域;粉砂-淤泥滩,分布在杭州湾北岸海盐五团附近和杭州湾南岸■海以东岸段,以泥质粉砂为主,层理发育,潮滩沉积地貌明显.②浙东淤泥质和基岩岸滩地貌类型浙东海岸断裂发育,岸线曲折、港湾多,有椒江等河流入海,岸滩地貌分为河口平原海岸滩地貌、港湾岸滩地貌和浙东基岩海岸滩地貌,河口平原岸滩面积广阔,泥砂来源丰富.③沿海岛屿众多的浙江省一大特色,具有以基岩为主的岛屿岸滩地貌.2沿海相关地震前震关系浙江地处中国东部濒西太平洋大陆边缘地带,印支运动后地壳处于陆缘活动阶段,构造变动和火山活动极为频繁,晚侏罗世火山活动强烈持久,先后经历了3个火山喷发旋回,堆积了巨厚的火山沉积地层,因此,上侏罗统火山沉积岩在浙江沿海分布较为广泛.全新世以来,浙江省海面自-30m左右上升到目前位置的过程中,曾经历过4次海进、海退历程,沿海自北至南发育了宽广的海滨平原,主要由杭嘉湖、宁绍、椒黄、温瑞等平原组成,第四系沉积物厚20～329m.杭州湾及北部沿海会嵇山、四明山北麓的姚江平原,沉积物厚50～200m,由西向东逐步增厚,浅表部以粉土为主,下卧淤泥质粉质粘土、粉质粘土,厚度20～40m;中部和南部沿海地区以滨海及浅海为主,沉积物最大厚度达130m以上,浅表部以淤泥或淤泥质粘土为主,厚度分布不一,约20～50m;舟山群岛地区滨海土层的分布,基本类同浙江沿海中部地区.按浙江省构造分区图见图1.以江山—绍兴断裂为界,分属两个不同的大地构造单元,断裂带以西为扬子准地台(Ⅰ1),江山—绍兴断裂带以东为华南褶皱系(Ⅰ2),沿海滩涂次级构造单元划分详见图1.根据历史记载,浙江省只有1574年在西南部的庆元发生过5.5级地震,这是近500年间发生的最大地震,浙江省在地震活动方面属少震弱震省份.浙江省沿海地区地震活动主要受深大断裂控制,附近无中强地震活动,亦无现代活动断层分布,属构造稳定地段,区域稳定性较好.根据《中国地震动参数区划图》,舟山市及宁波市的镇海区和北仑区地震动峰值加速度为0.10g;杭州湾、上虞、余姚、慈溪、奉化、宁波本市除镇海区北仑区外及象山的东溪以北地震动峰值加速度为0.05g;象山的东溪以南至温岭的芙蓉以北一带沿海地震动峰值加速度<0.05g;温岭的芙蓉以南的温州沿海地震动峰值加速度为0.05g.浙江省沿海滩涂地震动反应谱特征周期一般为0.65s(按Ⅰ区软弱场地划定).3海滩工程的质量分析和基本处理3.1土层评价指标沿海滩涂40m以上一般为第四系沉积物所覆盖,根据地基土层的工程特性,从总体上可分为2大类.第1类为松散-稍密的粉砂、粉土类为主的砂性土地基,主要分布于钱塘江河口和慈溪北部,表层由厚1～3m粉砂和粉土等组成,属中等压缩性;上部以粉土为主夹粉细砂层,河口地带为粘性土与粉细砂互层,振动时易产生液化,粉土层以下为粉细砂层,松散-稍密.土层物理力学指标详见钱塘江河口、表1为杭州湾区域土层物理力学指标一览表.第2类为淤泥及淤泥质土为主的软土地基,分布于宁波南部,舟山地区沿海以及浙中、浙南滨海.象山港为滨海河口相堆积,主要由淤泥或淤泥质粘土组成,厚度15～30m,含水量一般为40%～60%,局部大于80%,属高压缩性,低强度,微透水性,高灵敏度的软弱土层.台州、温州地区沿海滨海区广泛分布有淤泥,淤泥质粘土,厚度一般大于30m.河口区多有中粗砂,粉土组成,并发育有贝壳砂埂,厚20～45m.淤泥、淤泥质土含水量高,一般为40%～60%,局部70%～80%,属高压缩性,低强度,微透水性软土.各土层物理力学指标详见浙江东南沿海地区海塘(海涂)地基土物理力学指标见表2.3.2工程地质条件(1)由于砂性土主要分布于河口一带,根据其水动力条件的变化,砂、土颗粒分布一般上游较粗,以粉砂、砂质粉土的冲积相为主,厚度大,工程地质条件较好;下游则颗粒逐渐变细,出现粘质粉土、粉土夹淤泥的冲海积相沉积,随着离河口越远,砂土的厚度变薄,且逐渐被淤泥质土所代替,工程地质条件越来越差.(2)海相沉积的淤泥质土,根据其土体强度,总的趋势是,浙北的杭嘉湖地区分布的软土多以淤泥质土为主,即使有淤泥层分布,其厚度也较薄,地基的工程地质条件相对较好,而浙南温州湾一带软土,则以深厚的淤泥层为主,工程地质条件最差.从软土中的含水量的变化范围也可反映出软土的强度变化情况,杭嘉湖地区软土的含水量w为34%～49%;宁波滨海区w为40%～45%;舟山海岛区w为45%～55%;三门湾-台州湾一带w为45%～65%;温州湾以南w为55%～70%.3.3海滩地板设计(1)砂性土为等透水性土情形一般应进行防渗抗冲,基河口地带分布的砂性地基多属中等压缩性土,工程地质条件尚好,可作为堤防及闸基的天然地基使用,但因砂性土一般为中等透水性,地基存在渗漏及渗透稳定问题,且砂土的抗冲刷性能差,因此,闸坝等地基需进行防渗及抗冲等工程处理,通常采用防渗抗冲板桩或防冲沉井等基础处理.当工程按地震基本烈度7度进行设防时,饱和砂土一般还存在砂土液化问题,地基尚需进行抗液化处理.(2)固结型地基处理淤泥及淤泥质土属高压缩性及低强度的软土,是堤防及闸基不均匀沉降及稳定的控制层,地基不能满足上部荷载要求,地基必须进行处理.除软土厚度很薄,建筑物荷载不大,地基仍可采用传统的抛石挤淤及镇压层法处理外,目前常采用塑料排水板排水固结法处理,特别当水平或交错层理发育,水平向渗透系数显著大于竖向,排水固结效果更好.该处理方法的设计及施工技术都已相当成熟,处理深度已可达30～40m.爆破挤淤法地基处理方法已在该省部分围涂工程中取得成功,该方法的选定,除需处理的软土深度不大(一般不大于20m)外,还与石料场的分布远近、料源的丰富程度以及大量石料开采对环境的影响密切相关.当有特殊要求的堤防工程或在软土上建水闸时,地基采用桩基础的一般较多.4沿海工程地质条件浙江省是个海洋大省,沿海滩涂资源丰富,主要分布于各河流的河口和杭州湾南北两岸.改革开放以来,随着港口开发及城市和工农业的发展,滩涂开发正在国民经济发展中起着越来越大的作用.由于围涂技术的迅速发展,目前围涂高程已由常规的零高程左右,发