莆田市林浆纸一体化项目填海工程可行性研究阶段地质勘察报告

'一、序言受莆田市林浆纸一体化项目领导小组（以下简称甲方）委托，我院承担了林浆纸一体化项目填海工程的地质勘察任务。本次勘察属于可行性研究阶段的勘察。（一）工程概况拟建工程位于湄州湾石门澳南部海域。拟在外围建设一条路堤，堤线总长约4560米，路堤底宽约80米，拟采用斜坡堤结构；堤内填海面积约1万亩。（二）勘察目的与技术要求本次勘察目的为拟建工程的可行性研究阶段提供地形、地貌、地层结构、地质构造、岩土工程特性及不良地质作用等资料。本次勘察技术要求为我院设计部门提出（详见附件一）：1、勘察内容：（1）研究工程区域地形、地貌、场地地震等级等，了解工程区域地层成因、岩土性质与分布。对工程所在地区的工程地质条件做出初步评价。（2）了解工程区域内不良地质、特殊岩土地段的类型、范围、性质及其发生、发展情况，并评价其对工程的危害程度。2、钻探要求:（1）查明工程区域内水位变化幅度情况等。 （2）根据试验，提供常规的土壤物理力学性能指标，提供各土层的渗透系数和固结系数、前期固结压力、各土层平均e-p压缩曲线；提供各土层的三轴快剪、十字板指标、固快指标；提供各土层的地基承载力的特征值。（3）查明需要处理软土层的厚度及其变化规律。（4）工程区域范围的地震分析。（5）钻孔深度：钻孔应穿透压缩性土层，进入强风化层(若无强风化层，则进入好土层)3m以上。（6）工程材料调查：砂源的距离、粒径、储量；开山石的距离、可开采方量。3、提供成果要求：（1）按上述资料要求，提供勘察正式报告和相关图纸及全套电子文件。（2）按业主要求日期提供勘察报告。（3）其他勘察要求应满足《港口工程地质勘察规范》（JTJ240-97）的要求。（三）勘察依据本次勘察主要执行以下规范标准：（1）交通部标准《港口工程地质勘察规范》（JTJ240—97）；（2）国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；（3）国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；（4）交通部标准《堤防工程地质勘察规程》（SL/T188-96）；（5）交通部标准《水运工程抗震设计规范》（JTJ225-98）； （5）交通部标准《港口工程地基规范》（JTJ240-97）；（6）交通部标准《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）。（四）勘察方法及手段本次勘察采用钻探、现场标贯试验、十字板试验、室内土工试验和收集资料等多手段相结合的方法。其中：1、海上钻探：钻探设备采用在钻探船上搭建XY-100型钻机作业平台抛锚定位钻探，本次勘察共投入钻探作业设备1台套。钻探严格按照有关操作规程，结合采用套管跟进或泥浆护壁、重锤击进或回转钻进等多种工艺揭露岩土体。技术人员跟班进行回次记录、岩土描述以及分层等地质编录工作。2、原位测试：本次勘察进行了标准贯入试验及十字板剪切试验：（1）标贯试验：采用自动脱钩自由落锤的标贯仪按有关规程进行，试验先贯入15cm，后再贯入30cm，每贯入10cm记录一次击数；当击数达到50击，贯入不到30cm，则记录实际贯入深度。在30cm内标贯击数大于50击时停止击打，记下实际贯入深度。试验结束后仔细察看贯入器内土的状态，验证所计击数的可靠性。标贯击数不作杆长修正。全、强风化岩的强度评价和判别主要依标贯试验进行。（2）十字板剪切试验：采用电测十字板，将十字板头贯入土中后，静止2～3min后开始试验，试验扭转剪切速率为1～2o/10s，在测得峰值强度后，继续测记1min，重塑试验做到充分扰动，顺扭转方向继续转动6圈后才进行试验测定；试验间距为1.0m。 3、测量定位：本次勘察平面控制采用54北京坐标系，中央子午线120度，高程控制采用当地最低潮面。孔位的设计坐标在我院设计部门提供的钻孔布置图直接得出。孔位放样和定测采用加拿大SMART5100型双频RTK卫星定位系统（GPS），该仪器平面定位精度为≤1cm+2ppm，高程定位精度为≤5cm+2ppm。GPS基准台设在岸边堤岸D点上，转换参数根据与已知测量控制点后壶山（I级导线点）和X－202点（I级导线点）比测求得。实测前GPS移动台首先对附近已知测量控制点X－200点（I级导线点）进行校测，中误差为：水平=1.1cm，垂直=2.6cm，符合测量要求。测量控制点后壶山、X－202和X－200的数据由甲方提供，见表1。受图幅限制，3个控制点无法在“钻孔平面位置图”（图号：1）上标出。本工程勘探测量控制点一览表表1点号1954北京坐标系56黄海高程H(m)X(m)Y(m)后壶山2782544.400403925.59865.697X－2022783627.481403973.44115.990X－2002782614.129403673.03135.325钻孔测量定位严格执行水上钻探作业规程。水深测量使用水砣绳，测量水深时尽量保持测绳垂直。YZ11孔受场地施工条件限制，经设计部门许可，做了适当位移。钻孔实测位置详见“钻孔位置平面图”（图号：1）和“钻孔主要数据一览表”（附表八）。（五）勘察工作完成情况勘察工作严格执行我院设计部门提供的钻探技术要求。本次勘察共完成钻孔18个,其中原状孔11个，十字板孔7个。 外业工作自2006年8月21日起进行，于9月2日完成全部外业工作。本次钻探总进尺为401米。实际完成的工作量详见表2。主要完成工作量一览表表2项目钻孔总进尺取样标准贯入试验十字板剪切试验室内土工试验岩石饱和单轴抗压测量原状扰动岩样常规固结快剪三轴前期固结压力固结系数颗分坡角放样定测单位个米个个个次次组组组组组组组组点点数量18401743321338717714744331818二、自然地理及场地工程地质条件（一）气象、水文1、气象条件拟建场地位于低纬度地区，属亚热带海洋性季风气候，温暖湿润，雨量充沛，四季分明；多年平均气温20℃左右，累年极端最高气温在37～39℃之间，一般无霜冻；多年平均降水量为977.5～1316.6mm，累年最大降水量在1477.9～1818.1mm之间，多年增均蒸发量2022.8mm，大于降水量；多年平均风速为5.4～6.9m/s，常风向为NNE向，其频率为28%，强风向为N-NE向，最大风速为24m/s，每年7～9月份为台风季节，最大风力在12级以上。 2、水文条件（1）潮汐湄洲湾海域属强潮海区，潮汐性质属正规半日潮。据最近观测站（鲤鱼站）资料，多年最高潮位7.16m（当地筑港零点基准面，下同），多年最低潮位-0.49m，最大潮差7.2m，设计高水位6.45m,设计低水位-0.02m,50年一遇极端高水位7.7m，50年一遇极端低水位-0.28m。（2）波浪湄洲湾是一个深入内陆的半封闭狭长形海湾，南北长约35km，东西最宽30km，湾内水域散布着许许多多的大小岛屿，湾口宽约10km，面向台湾海峡，附近湄洲岛、大竹等岛屿形成天然屏障，场地位于大竹岛至青兰山半岛一线以北的湾内，其波浪主要是湾内小风区形成的风浪和由口门绕射进来的小振幅风涌混合浪。根据肖厝鲤鱼尾附近临时波浪观测站资料，风浪出现频率为98.77%，风涌浪频率为83.6%，风浪常浪向为NEN向，风涌浪常浪向为EN向，强浪向为S向，最大波高为1.80m。（3）潮流湄洲湾潮流受地形制约每天二涨二落作往复式流动，场地附近涨潮主流向在320゜～341゜之间，落潮主流向在147゜～174゜之间，与当地的地形等深线走向基本平行。场地附近最大实测涨潮流和落潮流分别在66～100cm/s之间和65～101cm/s之间。场地潮流性质属不正规的浅海分潮流。 （二）地形地貌、地质构造1、地形地貌湄洲湾地处戴云山隆起带和台湾海峡沉降带之间的过渡带内，北东向、北西向和东西向的地质构造控制着该地区的侵入岩、火山岩和变质岩的分布，影响着岸线的走向、海湾的基本轮廓以及岛屿的分布。本地区地质构造以断裂为主，纵横交错的断裂带将湄洲湾以及其附近地区切割成许多大小不等的断块，构成了湄洲湾多岛屿、多岩礁和海地正负交错的现代地形基本轮廓。故湄洲湾岸线曲折、岬角相间是典型的基岩港湾海岸。由湄洲湾底质分布可知，从肖厝至大生岛湾内段，底质组成具有多向性，航区内底质偏粗，以砂砾、贝壳砂和粉质砂为主，而航区范围两侧底质较细，东侧以沙—粉砂—粘土为主，西侧以粘土质粉砂为主，从大生岛至黄干岛一带，受岛屿切割的影响，海底岩礁成片发育，底质以基岩为主，但在礁盘的底洼处，有局部的贝壳砾石砂—粉砂—粘土出露，黄干岛以南为口门段，海域相对辽阔，深槽底质以粘土质粉砂为主。湄洲湾内岸线曲折，岬角相间，湾中有湾，岛屿众多、岸滩侵蚀和堆积作用都较微弱，在自然状态下，岸滩、深槽动态稳定。湄洲湾是强潮海湾，每潮进出潮量达21亿m3，折合平均流量7900m3/s，是维持深槽的主要动力条件，湄洲湾内外含沙量低且周边陆域来沙没有较大变化，湄洲湾深槽与工程点附近水深都将维持稳定。 拟建区域位于湄洲湾的湾内，地貌上为滨海潮间带滩涂，现有海岸线呈不规则状，受近代人为围垦建设的影响，岸线总体呈凹状，海底面高程为-3.40～4.10,海底地面坡度一般<10度，地形较平坦。拟建工程区域处于潮间带及水下岸坡（低潮线水位以下）地带，拟建场地所处的海域大部分属水下潮流浅滩淤积区，地势整体由东南方向向西北侧方向倾斜的趋势。根据现场观测及钻探揭露，拟建区域均为淤泥质滩涂，高潮时整个场地为海水淹没，低潮时除外侧局部地段露出水面外，靠湾内大部分地段均露出水面。现有海岸线呈不规则状，受近代人为围垦建设的影响，岸线总体呈凹状，较为曲折。场区的岸坡类型为阶地岸坡，岸线与漫滩呈坎状接触，高差变化较大，岸线高程一般有5～6m左右。现有堤岸外侧局部地段有条带状沙滩分布。另外，拟建场地内现分布大面积的水产养殖物。2、地质构造拟建区域位于长乐—南澳深大断裂北段，漳平—莆田东西向构造带横亘于（湄洲）湾顶部位，构造以断裂为主，褶皱不发育，区内主要为岱前山—东白山断裂，走向北东，局部发育有东西向和北西向低级序断裂（现大部分为第四系地层和海上覆盖）。受大断裂影响，沿该深大断裂带两侧出现一套变质火山岩系。其岩性主要为灰白-肉红色混合二长花岗岩、均质混合岩及混合花岗岩、混合花岗闪长岩及凝灰熔岩等。（三）岩土体分布及其特征 根据地质调查及钻探揭露，拟建区域岩土体主要由下述地层组成。场地各岩、土体分布及特征分述如下：1、淤泥混砂（Q4m）：于拟建场地零星分布，主要分布于近岸段。厚度在1.0～4.3m。呈浅灰色，饱和，呈流～软塑状，成份主要由粘、粉粒及少量砂粒、贝壳碎屑等构成，具腐臭味，含砂量约占10-25％，原状芯样切面较光滑，干强度及韧性较高。该层属高压缩性、低强度软弱土，工程性能较差。2、淤泥（Q4m）：该层于场地内大部分钻孔均有揭露。揭露厚度为在2.5～13.00m,顶板标高-1.60～3.40m。呈灰色，饱和，成份主要由粘、粉粒构成，含少量贝壳，有机质，具臭味，力学强度低。3、粉质粘土（Q4al-pl）：拟建场地仅YZ2号钻孔有揭露。其顶板埋深3.8m，顶板标高-4.80m，揭露厚度为3.60m。呈灰白、灰黄色为主，成分主要由粘、粉粒及少量砂粒组成，湿，可塑状。原状芯样摇震无反应，切面稍有光滑，干强度及韧性中等。该层标贯实测击数一般在6～7击，属中等压缩性土，力学强度中等。4、淤泥质土（Q4m）：拟建场地仅YZ2号钻孔有揭露。其顶板埋深7.4m，顶板标高-8.40m，厚度为3.8m。呈灰色、灰黑色为主，饱和，呈软～流塑状。成份主要由粘、粉粒组成，含有机质，具臭味。质较纯，切面较光滑，韧性中等。该层属高压缩性、低强度软弱土，力学强度较低。5、粉质粘土（Q4al-pl）：拟建场地部分钻孔揭露（YZ2、YZ5、YZ7、YZ8、SZ1～SZ4、SZ6）。其顶板埋深2.5～11.6m，顶板标高-1.40～-12.20m， 厚度变化较大为2.4～7.9m。呈灰黄、褐黄色为主，成分主要由粘、粉粒及少量砂粒组成，湿，可-硬塑状。原状芯样摇震无反应，切面稍有光滑，干强度及韧性中等。该层标贯实测击数一般在8～14击，属中等压缩性土，力学强度较高。6、粗砂（Q4al-pl）:拟建场地少部分钻孔有揭露（YZ2、YZ4、YZ5、SZ7）。其顶板埋深1.6～13.1m，顶板标高1.20～-14.10m，厚度变化较大为0.8～2.3m。呈灰黄、灰白色为主，主要由中粗粒石英砂组成，砂粒大多呈次棱角状，级配中等。饱和，呈稍密～中密状。该层标贯实测击数一般在13～29击，力学强度较高。7、残积砂质粘性土⑤：该层系花岗岩风化残积而成，拟建场地除YZ1号孔未揭露外，其余钻孔均有揭露，顶板埋深1.5～14.7m，顶板标高1.70～-14.90m，揭露厚度为2.6～12.80m。呈灰黄、灰白等花斑色，成份主要由长石风化粘土矿物、石英及少量云母碎屑构成，母岩结构特征可辨，其中粒径﹥2mm颗粒含量一般为10～15%。原状芯样摇震无反应，切面稍有光滑，干强度及韧性中等。呈可塑～硬塑状，该层标贯击数在14～27击，属中等压缩性土，天然状态下力学强度较高，但该层又属特殊土，具有泡水易软化、崩解的不良特性。8、全风化花岗岩(r53)⑥:该层仅YZ9、YZ10、SZ5号孔钻孔。顶板埋深1.0～20.50m，顶板标高-4.40～-19.90m， 揭露厚度为1.0～14.5m。呈褐黄、灰白色，岩石风化强烈，成份由长石风化的粘土矿物、石英颗粒及少量暗色矿物构成。岩芯呈砂土状，大部分长石矿物已风化成粘土状，手捏易散。该层标贯击数介于30～50击，力学强度较高。该层属极软岩，岩体基本质量等级属Ⅴ级，与上部残积土呈渐变过渡关系，没有明显的地质分界线，同样具有浸水后会较快软化、崩解使强度降低的特性。9、强风化花岗岩(r53)⑦：该层于拟建场地各钻孔均有揭露。顶板埋深2.0～31.0m，顶板标高-5.00～-29.50m，揭露厚度为1.1～3.9m（未揭穿）。呈灰黄色为主，成份主要由长石、石英、黑云母及少量暗色矿物等组成，部分长石已风化变异为高岭土。岩石风化程度较剧烈，岩芯呈砂粒状，散体结构，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级，标贯校正击数大于50击，工程性能较好，但该层与上部残积土或全风化岩呈渐变过渡关系，没有明显的地质分界线，如遭受长时间的泡水作用，仍会较快软化使强度降低。10、中风化花岗岩(r53)：场地内仅SZ4、SZ5、SZ7号孔有揭露，顶板埋深10.60～18.80m，顶板标高-7.80～-15.40m，揭露厚度为1.40～2.40m。呈灰白、灰黄色，岩石的矿物成分主要由长石，石英及云母组成，岩石锤击声脆哑，中等风化，块状结构，岩石节理裂隙发育一般，岩芯较完整，呈长，短柱状，RQD约70%。上述各岩土层分布、厚度详见工程地质剖面图（图号：3－1～3－3）及工程地质柱状图（图号：4－1～4－18）。（四）水文地质特征拟建场地地下水主要赋存和运移于粗砂的孔隙、残积砂质粘性土⑤、全风化花岗岩⑥ 的孔隙、网状裂隙和下部风化带基岩的裂隙中。其中赋存于粗砂中的地下水类型属承压水，其余岩土层中的地下水属潜水或微承压水。拟建场地除粗砂的渗透性、富水性较好外，其余各岩土层均属弱透水、弱含水层或相对隔水层，地下水量较贫乏。由于受构造裂隙影响，下部风化带基岩不排除局部有富水性、导水性较好的可能。地下水主要接受区外地下水侧向补给及部分海水下渗补给。拟建场地均位于海上，环境水对建筑材料的腐蚀性主要取决于地表的海水。国家海洋三所2006年6月《莆田石门澳项目规划预可阶段工程地质勘察》中的海水水质分析结论为：场地环境类型属Ⅱ类，直接临水；环境水对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性，另在长期浸水条件下对钢筋混凝土中的钢筋具弱腐蚀性，在地下水位变动带对钢筋混凝土中的钢筋具强腐蚀性；拟建场地环境水对建筑材料的腐蚀性防护应符合行标《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046）或其它相关规范的规定。（五）不良地质现象与特殊性土1、砂土液化拟建场地部分地段分布有饱和粗砂。据标贯试验结果，依《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第4.3.3条有关规定，初步判定粗砂层在7度地震时不会产生液化现象。2、震陷分析根据钻孔揭露，拟建场地分布有大面积淤泥混砂、淤泥 ，局部尚分布有淤泥质土。其中淤泥①呈流塑状，其承载力＜80Kpa，根据地区工程经验其剪切波速＜90m/s，根据国标《岩土工程勘察规范》（GB50021-94）有关规定，其在7度地震时有产生震陷的可能。此外，拟建工程场地普遍分布残积砂质粘性土⑤，部分地段埋深较浅。该层土具泡水易软化、崩解、强度降低的特征，工程施工揭露该层时需考虑采取相应的处理措施，以避免泡水软化或人为扰动而降低其强度。三、地震效应及场地类别（一）地震效应莆田地区位于华南地震区北部，东南沿海地震带中段，但历史上区内无发生过破坏性地震，但其临近海域常有中强地震发生，遭受震害主要是区外强震的波及。自公元963年以来，外围对福建中南部沿海地区有较大影响的强震共有6次，详见表3。外围强震对福建南部沿海地区影响情况表表3序号年份震中位置震级震中烈度厦门地区影响烈度东经北纬参考地点11185117.624.6漳州6.5ⅧⅥ21445117.624.5漳州6.3ⅧⅥ31600117.223.5广州南澳7ⅨⅥ41604119.124.6泉州东南海外7.5ⅩⅦ51906118.624.3金门海外6.3Ⅵ61918117.323.6广州南澳7.3ⅩⅦ根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）有关标准评价，拟建工程位于抗震设防烈度7度区，设计基本地震加速度值为0.15g，设计地震分组属第二组。 拟建工程场地位于潮间带及水下岸坡地段，场地内大面积软弱土层淤泥混砂、淤泥，局部尚分布有淤泥质土。其中软弱土层淤泥混砂、淤泥和淤泥质土在7度地震作用下有产生震陷的可能。故根据国标《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）有关规定划分，拟建工程场地属对建筑抗震不利地段。（二）场地类别根据场地内地基土性质、厚度及分布情况等，结合地区工程建设经验，依《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）有关标准划分，淤泥混砂、淤泥和淤泥质土属软弱场地土，粉质粘土、粉质粘土和粗砂属中软场地土，残积砂质粘性土⑤、全风化花岗岩⑥、强风化花岗岩⑦属中硬场地土，中风化花岗岩属坚硬场地土。场地土类别为中软场地土，局部地段软土层较厚的为软弱场地土，覆盖层厚度9