长沙市地铁1、2号线地质调查、咨询报告.doc

长沙市地铁1、2线地质调查报告 项目组成员：彭柏兴、青波、王会云、肖剑 审 核： 审 定： 院 长：长 沙 市 勘 测 设 计 研 究 院目 录1 前言1.1 任务来源与目的1.2 调查范围1.3 工作进度安排1.4 完成的主要工作量2 拟建地铁线工程地质调查2.1 自然地理2.2 地形地貌2.3 地层2.4 地质构造2.5 地震效应2.6 水文地质2.7 岩土工程特性2.8 沿线已有建筑物的基础类型2.9 不良地质作用三 初步结论 1 前言1.1 任务来源与目的 长沙是湖南省的政治、经济、文化中心。作为湖湘首邑、楚汉名城，她积淀着深厚的人文历史；作为泛珠江三角洲的中心，她南连港澳、北通京津、东接沪宁，背靠内陆，拥有便利的交通条件。随着我国经济建设的高速发展和城市可持续战略的提出，古城长沙正焕发着勃勃生机。 根据长沙市规划管理局长规函200459号文关于轨道交通规划方案意见的函，市规划局于2004年3月18日对铁四院提出的长沙市城市交通系统的十个方案进行了综合评价和分析，形成了轨道交通系统应呈多心放射状，按“客流第一的原则”串联城市的各类各级中心、充分发挥集聚与疏散作用，引导城市发展的目标(图1)。此项工作，对改善城市经营和保障经济，对促进城市可持续发展意义很大。按市规划局部署，受长沙市轨道交通前期工作领导小组办公室委托，我院拟对铁四院所拟的十个方案中的、线进行前期地质调查工作，为工程的可行性研究提供依据。后来，在讨论方案过程中，线路多有调整，经主管部门同意，初步明确先考虑1、2号线的地质调查工作。1.2 本次调查线路、范围及技术依据 按规划的线路、附属建筑物及其邻近地段进行，由中线向两侧扩展：车站、弯道不应少于100m，直线段不应少于50m。各线路主要地点及站点如下：线呈东西走向，起点为汽车西站沿枫林路五一路火星路向南拐入雨花大道黎托客运站沿机场高速到黄花机场。线呈南北走向：捞霞汽车新站沿金霞大道伍家岭拐入黄兴路沿黄兴路到劳动广场沿劳动路到候家塘东塘拐入韶山路南站暮云； 技术依据如下：1）岩土工程勘察规范（GB500212001）。2）城市规划工程地质勘察规范（CTJ5794）；3）地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范（GB50307-1999）4）长沙市城市抗震防灾规划 5）长沙市地基基础设计与施工规范（DB43/T010-1999）1.3 已有资料情况自上世纪60年代90年代，湖南省相关部门在区域地质、水文地质、工程地质、环境地质等领域展开了不同程度的普查、勘探以及综合研究工作。主要成果简述如下：（1） 区域地质方面：区域地质普查主要成果有1：20万和1：5万区域地质调查。其中1：5万区域地质调查成果资料是本次地质调查的基础资料。（2）水文地质、工程地质：自上世纪60年代以来，先后进行了1：20万区域水文地质普查，1：50万湖南省地下水资源评价；我院自八十年代以来完成的各类岩土工程勘察项目1600多项，这些资料为本次调查提供了较为坚实的水文、工程方面的资料。（3）环境地质：涉及到区内环境地质、较有影响的成果有1：20万湖南省区域水文地质调查、湖南省地质灾害现状调查以及湖南地质灾害（2000、4）。此外，我院于2004年完成的长沙市中心片地质灾害区划亦为本次调查提供了部分基础性资料。1.4 工作内容、方法及分工 工作方法以调查和搜集资料为主，必要时选择有代表性地段进行踏勘或适量勘探。考虑到我院数十年来在长沙地区积累了丰厚的地质成果，本次调查以对我院地质信息库中的海量数据进行搜索、整理为主。涉及到地貌、地层、地质构造、水文地质条件、不良地质作用、地震及沿线已有建筑物基础资料等方面。项目小组由彭柏兴、青波、王会云、肖剑四人组成，历时近2个月。共收集、遴选勘察报告291份，搜集相关特征数据1500余个。其中，资料收集、图件编绘由青波、王会云、肖剑完成。王会云具体负责1号线的剖面编绘、青波具体负责2号线的剖面编绘，有关试验数据统计由肖剑和彭柏兴完成，最后由彭柏兴完成的报告的编写。 二、拟建线路地质调查2.1区域构造背景及地形地貌特征 长沙位于东南地洼区雪峰地穹系湘江地洼列幕阜地穹西南端的乌山洼凸区，经历了槽、台、洼三大构造演化阶段，现已进入余动期。中生代以降，形成了NE-NNE向展布的断隆、断陷。至燕山晚期，区域上处于整体缓慢间歇性抬升，缺失晚第三系地层，长期的侵蚀、剥蚀，在近场地形成不同级别的剥夷面和低丘岗地，为第四系堆积准备了古地理条件。第四系构造运动以差异性升降运动为主，在场地内形成了四级阶地。 大自然的神功伟力，造就了长沙西、南高，北、东低、丘涧纵横，湘江北去，麓山雄峙，桔洲中分的“山、水、洲、城”风貌。区内地貌单元主要为剥蚀形成的低山丘陵和河流侵蚀堆积形成的平原地貌：西北为元古代浅变质岩系，东北为花岗岩低山丘陵，东部及东南为红层高丘。市区最高点岳麓山，海拔293.5m，最低点位于湘江及浏阳河畔的新河境内，海拔约30 m。长沙城区座落在湘江和浏阳河交汇的河谷阶地上。2.1.1 低山丘陵地貌1) 浅变质岩剥蚀丘陵：主要分布于汽车西站市政府一带，中心区烈士公园附近亦有出露，由板溪群浅变质砂岩、砂质或泥质板岩组成。黄海高程一般60100 m，最高140 m，比高一般3676 m，最高116 m，山顶一般较圆滑，较宽阔舒缓，脊线不明，沟谷发育，其横切面呈“U”型。2） 砂、页岩侵蚀丘陵：由泥盆系石英砂岩、页岩、泥灰岩相伴构成丘峰、谷地，地形分布于岳麓山一带，黄海高程一般150250 m，最高293.5 m，比高一般126226 m。基岩常裸露地表，坡度一般530，陡峭地段45左右，岳麓山受北北东向断层控制形成向斜山，后期受新构造运动影响被抬升，同时岩性抗蚀能力较强，形成了比四周较高的山峰。3） 红层剥蚀丘岗：主要分布于工作区东南部，由白垩系紫红色泥质粉砂岩、砂岩及砾岩组成。黄海高程一般70100m，最高120 m，比高4696 m，坡度一般26，岗顶圆而宽，似馒头形。谷地开阔，多呈北东向分布，显示出受輓近构造运动的控制。2.1.2 河流冲积平原地貌 平原区主要分布在湘江东岸及浏阳河、捞刀河一带展布，地面标高在30-80m左右。一般由河漫滩和1-5级阶地构成。河漫滩与1-2级阶地沿河流呈带状分布，标高32-45m左右，连续性较好，地面开阔平坦；3-5级阶地沿湘江断续分布，冲沟发育，丘陵化明显。1) 五级阶地分布于长沙市新开铺洞井铺京广铁路南段一带，该阶地是区内最老一级阶地，被第四级阶地新开铺组冲积层所掩埋，构成掩埋阶地。经风化剥蚀后，部分地段出露地表形成基座阶地。阶面标高100110 m，比高7681 m。主要由洞井铺Q1组构成，厚度变化较大，一般在数米至20米左右，具双层结构特点，属中低压缩性土，稳定性较好。2) 四级阶地主要分布于湘江两岸，由第四纪新开铺组冲积物构成。地貌上主要构成上迭阶地，因后期侵蚀剥蚀、岗丘化明显，阶面高程84105 m，比高5779 m。由第四纪新开铺组及白沙井组（Q2）组成，厚度变化较大，一般不超过10米，以双层结构为主，属中低压缩性土，稳定性较好。3) 三级阶地主要分布于湘江、浏阳河两岸，由第四系白沙井组冲积物构成。地貌上组成基座阶地或上迭阶地，嵌入二、四阶地之间，阶地岗丘化明显，阶面高程4060 m，比高1636 m，阶面高程从上游到下游，从后缘至前缘逐渐降低。为Q32地层组成，厚度一般不超过10米，以双层结构为主，属中低压缩性土，稳定性较好。4) 二级阶地分布于第一师范至伍家岭，由第四纪马王堆组冲积物所组成。本阶地为基座阶地或嵌入阶地，阶面高程3545 m，比高1021 m。但阶地从上游到下游，后缘至前缘有所降低，略具岗丘化。5) 一级阶地主要分布于图区湘江、浏阳河河床两岸。由第四纪白水江组冲积物构成。地貌上组成掩埋阶地，有些地段为嵌入阶地。阶面标高3139 m，比高6 m，低漫滩（边滩）向河床中心倾斜。2.2 地层区内地层发育，除震旦纪、第三纪部分缺失和志留纪地层全部缺失外，从中元古界冷家溪群至新生代第四纪地层均有出露，尤以冷家溪群、板溪群板岩，白垩纪碎屑岩和第四纪松散堆积地层分布广泛。元古界至中生界侏罗系地层均主要分布于河西丘陵区，烈士公园亦有冷家溪群出露；中生界白垩纪地层主要分布于市区东南部。第四系地层最发育，广布于湘江、浏阳河两岸，中心区几乎为第四系地层所覆盖。此外，在长沙市区北部、东北部尚有岩浆岩出露，岳麓山附近亦有岩脉零星分布。地层及厚度见表1。地 层 简 表 表1 表1系统群地层单位代号厚度（米）岩 性 描 述分布情况第四系全新统桔子洲组Q4j416上部主要为灰、浅灰黄色粉质粘土及粉土；下部松散砂砾层或砾石层分布于大小溪流的河床、心滩及其两岸的低、高漫滩上更新统白水江组Q3bs617上部为黄褐、褐黄色粉砂质粘土含较多的铁质结核与薄膜；中部为细砂层与粉土夹层，在浏阳河与捞刀河一带常夹淤泥或淤泥质粉砂，下部砂砾层或砾石层主要分布于湘江的大托铺、长沙市西部与北郊；捞刀河、浏阳河东屯渡一带、靳江河两岸的一级阶地上。中更新统马王堆组Q2m523上部浅黄红色网纹状粘土；下部砂砾、砾石层，两者间有时有砂土过渡层，局部可见透镜状粘土。主要分布于湘江大托机场、长沙第一师范-伍家岭和浏阳河，袁家岭-马王堆及朗梨湖南农业大学一带，在地貌上构成二级阶地，具岗丘化现象。白沙井组Q2b1223典型的二元结构，上部为硬塑状棕红色网纹状砂质粘土、下部为分选较好、磨圆度较高的砂砾层分布在湘江两岸的白沙井、烈士公园、机场口、银盆岭、三叉矶、坪塘乡；浏阳河的马坡岭、朗梨一带，在地貌上构成三级阶地，具岗丘化现象。新开铺组Q2x643二元结构：上部为深棕红色、暗紫红色的网纹状砂质粘土、下部为棕红、黄红色的砂砾层。广泛分布在湘江、浏阳河两岸。以湘江尤其发育。在地貌上湘江主要构成上迭阶地，浏阳河则为基座阶地。因受后期侵蚀、剥蚀，在区内主要呈现帽状残留在岗丘化上，仅新开铺、井湾子一带分布面积较大。洞井铺组Q1d727具二元结构，上部为土黄、粉砂质粘土，下部砂砾层，含长石石英砂层，含砂金主要分布在湘江东岸的南郊郊公园、洞井铺、铁路坡一带。下第三系古新统 枣市组Ez1339上部泥岩、粉砂岩，下部砂砾岩，含砾泥岩分布于大托铺黄花一带白垩系上统东塘组Kdn876砾岩、砂岩、粉砂岩与泥岩组成多个沉积旋回为本工程所处地段的主要基岩，广泛分布于湘江东岸、伍家岭以南的大部分地段。戴家坪组Kd25719粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩与纤维状石膏层，砾岩与含砾砂岩互层下统神皇山组Ks7001550钙质砂岩、粉砂岩、下部砾岩、砾石成分杂侏罗系下统高家田组Jg7350石英砂岩、粉砂质泥岩夹炭质页岩，粘土页岩及煤层三叠系上统造上组Tz132砂岩、粉砂岩及粉砂质泥岩零星分布，主要分布于西部学士桥，东部斑竹唐一带三丘田组Tsq193燧石砾岩夹石英砂岩，中部为泥质粉砂岩，粉砂质页岩夹煤层下统大冶组Td150泥晶灰岩，下部为钙质泥岩与泥灰岩二叠系上统长兴组Pc3565灰岩、硅质页岩夹薄层泥灰岩与硅质岩龙潭组Pl2080长石石英砂岩，粉砂岩夹砂质页岩，下部夹煤层下统茅口组Pm118泥粉晶灰岩夹硅质灰岩与钙质页岩小江边组Px35页岩夹泥灰岩与海泡石页岩栖霞组Pq279泥粉晶砂岩夹生物屑灰岩与硅质岩，底部夹粉砂岩与粉砂页岩石炭系上统壶天群Cht576上部泥粉晶灰岩夹粉晶云岩，下部粉晶白云岩在荣湾镇局部地段有分布下统简家冲组Cj49泥岩钙质泥岩，夹扁豆状泥晶生物屑灰岩测水组Cc49153石英砂岩、泥质粉砂岩天鹅坪组Ct30108炭质页岩、页岩夹粉砂岩及砂质页岩泥盆系上统岳麓山组Dyl99108石英砂岩、粉砂岩夹砂质页岩主要分布于岳麓山一带。在一号地铁线的松桂园段以泥岩或碎裂岩出现，在湖南图书城及二号线的五一广场、蔡锷路口以灰岩产出。锡矿山组Dx61167石英砂岩与紫红色粉砂质页岩互层云麓宫组Dy69215石英砂岩、含砾石英砂岩夹砂质页岩龙口冲组Dl125131石英砂岩、粉砂岩与砂质页岩互层，夹泥灰岩或透镜状灰岩中统棋子桥组Dq135灰岩、云质灰岩、夹泥质灰岩泥灰岩易家湾组Dyy126粉砂质泥岩、钙质泥岩夹泥灰岩跳马涧组Dt71133石英细砂岩、泥质粉砂岩与砂质泥岩、粉砂质泥岩互层，石英砾岩板 溪 群五强溪组Ptbw250板岩、粉砂岩，下部变质石英砂岩夹透镜状砾岩、砂泥质板岩主要分布于河西望岳公社、南水冲、新市政府、桃花岭、寨子岭石佳冲、荣湾镇一带及烈士公园、湘江二桥附近局部分布。马底驿组Ptbm551砂岩、砂质板岩，下部变质岩屑杂砂岩，粉砂岩夹砂质板岩，板岩冷 家 溪 群上段Ptl21407岩屑杂砂岩，夹长石石英杂砂岩与板岩、板岩呈复理石韵律层浏阳河北岸马王冲至石子铺及谷山冲一带。下段Ptl15856粉砂质板岩，夹变质杂砂岩，凝灰质砂岩，局部蚀变为角岩、千枚岩三叉矶、捞刀河以北的张家冲、观音塘一带2.3 地质构造自元古代以来，本区经历了武陵雪峰加里东印支燕山喜山等多次构造运动，形成了北东向、北北东向、北西向、东西向褶断构造，构成本区基本构造骨架。区内规模较大的断裂有NE、NW、EW向三组，具有多期活动性和继承性。第四纪中期因湘东地块差异运动而伴生的掀斜运动促使湘江河道西迁、古河道形成（大托铺一带地下有三条古河道），浏阳河、捞刀河、靳江河逆向流入湘江。结合前人研究及野外地质考察，拟建地铁沿线有关的褶皱构造主要有岳麓山向斜和黄花向斜；断裂主要为北东向的施家冲-新开铺-磊石塘断裂（F106）、葫芦坡-烈士士公园-炮台子断裂（F101）、桃花岭-荣湾镇断裂（F85）。2.3.1 褶皱（1）岳麓山向斜：褶皱总体走向为北东35左右，延伸长约3千米，核部地层为石炭纪，翼部地层为泥盆纪，东南翼为断裂破坏，北西翼岩层倾角为15-30，为一宽展型褶皱。在渔湾市一带沿断裂有花岗斑岩侵入、在荣湾镇交警大楼勘察钻孔中亦发现碎裂岩及煌斑岩脉。（2）黄花向斜：分布于工作区东南部，褶皱总体走向呈北东4045，核部地层为第三系枣市组，翼部为白垩系东塘组、戴家坪、神皇山组，岩层倾角平缓，一般为15-25，属平缓型褶皱。系永安复式向斜的次级构造。2.3.2 断裂构造（1）施家冲-新开铺-磊石塘断裂（F106）该断裂走向北东东，倾向南东，长约30千米。第四纪以来活动明显，其迹象为新开铺至铁路遂洞一段主干断裂两侧发生于洞井铺组和新开铺组中的小断裂，垂直节理极为发育。其沉积厚度达50余米。在新开铺见枣市组逆冲于新开铺组砂砾层之上，断面倾向南东，倾角65，枣市组明显地被抬升为高地，显示其逆冲断裂性质。新开铺断裂呈NE向斜贯长沙市区，走向60o、倾角50o，全长约40Km、宽约3Km，是长沙市规模较大的断裂之一，根据断层擦痕和阶步指向本断层为右旋走滑正断层。主要特征如下：控制了长沙南北向掀斜幅度。断层以南红层多被抬升至地表，以北则几乎全部掩埋于第四系冲、洪积物之下。断裂带中沉积了厚数十米愈百米的第四系松散沉积物。控制了水系的展布形式。西段制约了靳江河的线性延伸，东段控制了现代溪沟的直线延伸和呈锐角入湘江，以及带状、脊状地形。在莲花山和中南大学铁道学院一带与北西向断裂相交，形成“断塞塘”，在野猫坡一带错断中更新统洞井铺组砂砾层，垂直断距20m左右。物化探异常明显。氡气测量发现有5496脉冲数/150秒的异常；航磁T上延1Km呈梯级带，T解析信号极大值呈串珠状排列。主干断裂两侧在早更新统洞井铺组和中更新统新开铺组地层中产生了一系列左行压扭的活动断裂。据断层中石英形貌扫描电镜分析证明断层活动以粘滑为主、兼具蠕滑。 衍生的次级断裂有走向290 o -320 o的新中路圭塘断裂、长沙大道断裂、南郊公园断裂。本组断裂本组断裂至少有三次活动，无覆盖层，醒目可观，断裂宽度0.20-2.70m，其共同特点是以左旋水平扭动力为主、断面普遍见擦痕和阶步，主断面倾向北东、倾角60 o左右，为高角度正断层。上升盘多发育次一级逆断层和“X”“Y”型裂隙。地貌形迹清晰，如南郊公园断裂向东南延伸发育的冲沟辰木莲冲、刘家冲、黄家冲、高家冲至洞井铺一带。(2) 葫芦坡-烈士士公园-炮台子断裂（F101）断裂走向北东，倾向北西，具活动迹象的长度约35千米，切割了冷家溪群、泥盆石炭纪地层，白垩纪地层及白沙井组等。在长沙煤矿安全技术培训中心，因断裂活动合白沙井组具平缓褶曲；在水渡河附近见冷家溪群逆掩在神皇山组之上，断面倾向南东、倾角30，工程兵学院附近见白垩纪地层盖在白沙井砾石层之上；在烈士公园一带，断裂控制了浏阳河的发育，浏阳河在此段经历几次变迁，均未能摆脱其控制，在此转为北东方向，形成尖咀状河曲，指向烈士公园；在洋湖垸许家洲一段，在地形地貌和水系发育呈不协调不对称方面。表明该断层具多期活动特点，輓近时期仍有活动。但全新世以来未见活动迹象。（3） 桃花岭-荣湾镇断裂（F85） 该断裂在本区位于新河三角洲地区，断层产状大致为NE500600，向南东倾斜，倾角400500，区内全长约23千米，切割板溪群地层，挤压破碎带约3050m，见有硅化、片理及构造透镜体。2.3.3 断裂活动对对工程场地稳定性影响断裂对工程场地稳定性的影响主要建立在断裂活动是否引起地震的基础上。美国学者对圣安德列斯大断裂和某些分支断裂的蠕动分析发现：由于断裂的往复式蠕动，断裂带的锁固能力降低，在受力过程中易产生持续而缓慢的蠕动或以小震的形式释放应变能，从而起到“安全阀”的作用。陈国达先生认为自中生代以来，本地区进入地洼剧烈期，地幔蠕动、热能聚散交替形成了南东北西向的挤压应力场，产生了NE、NNE向构造。地幔的往复式蠕动，引导着挤压拉张的反复进行，在本区形成了弧形幔隆和地洼盆地（如洞庭湖）。进入余动期后，地幔物质向东南方向扩散，本区主要处于拉张应力场中，产生了一系列张性断裂和新生代断陷盆地。图区内张性断层的产生和老断层的重新活动便是地洼余动期引张应力场的产物。近年来的氡气异常亦是其反应特征。近年来，为适应长沙城市建设的需要，湖南省地震局和我院对长沙的主要活动断裂进行了较多的取样、测试、分析，综合如下（表2）： 长沙市主要断裂热释光年龄结果表 表2断裂方向取样位置等效剂量（GY）104V（ppm）Th(ppm)K2O(%)平均年剂量率（MGY）-a10-3年龄（103）a北西向长沙市府大楼新址62.9683.1220.71.311.3945322.658.3383.3121.51.061.3343826.328.7063.1422.91.761.62177.28.8548.1523.3821.21.501.4932019.4近南北向南郊公园218.214.6北东向新中路口212.315.1 注：新中路口和南郊公园试样系湖南省地震局送样，测试单位均为中国地震局地质研究所综合分析断层的活动年龄、平均活动速率及历史地震震级，按岩土工程勘察规范（GB500212001）有关标准判定，场地附近断裂均属微弱的全新世断裂（表2）。但从工程本身而言，它们为非工程活动断裂（表3）。换言之，区域上是稳定的，可不考虑其对场地的地震错动及地震烈度异常影响。全新活动断裂分级 表3 指标断裂分级活动性平均活动速率v(mm/a)历史地震震级MI强烈全新世活动断裂中晚更新以来有活动，全新世活动强烈v1M7II中等全新世活动断裂中晚更新以来有活动，全新世活动较强烈1v0.17M6III微弱全新世活动断裂全新世有微弱活动V0.1M240死断层，对工程无影响。2.4地震效应评价(1)长沙位于华南地震区长江中下游地震亚区的麻城常德地震带南面。湘北地区的活动性孕震断裂长沙平江断裂带呈NE向从长沙东南侧斜贯而过。长沙附近的临湘、湘阴、宁乡、浏阳、湘潭均属地震多发区。据湖南省地震局资料，长沙有史记载地震达30余次，均在5级以下，未达成灾程度。一般认为不危害城市的建设和发展。以长沙市为中心，半径200公里的范围内，共发生M4级地震17次，其中最大地震为1631年8月14日常德东北太阳山6级地震1次；半径25公里范围内，历史时期未记载过M4级地震。现代仪器记录的小震活动14次，最大地震ML=2.6级有感地震1次。由此说明，小区域范围内的地震活动是相当微弱的。自公元288年有史记载以来，长沙市未遭遇过破坏性地震，仅记载过有感地震，烈度45度，震中不确切，在长、株、潭、望城和浏阳等地，在同一时刻均记载地震14次。对长沙市影响烈度最大的地震是1631年常德6级地震，其次是1971年安徽省霍山6级和1918年广东省南粤7级地震，以及1994年9月台湾大陆7级地震，影响烈度6度。 (2)根据建筑抗震设计规范（GB50012001）及中国地震动参数区划图（GB153062001），长沙地区抗震设防烈度为度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度为0.05g。长沙市中心区绝大部分场地为类场地，少部分为I类场地。在度地震作用下，砂性土可不考虑地震液化作用，但在一类建筑场地，应按度地震进行抗震评价以及砂性土液化判别。 (3) 地震液化长沙市地震设防烈度为度，导致砂土液化的可能性很小。二四级阶地范围内地下土层主要形成于晚更新世（Q3）以前，饱和砂土不发育，土层稳定性好，度地震液化的可能性很小。河漫滩和I级阶地局部地段当遭受度地震影响时有发生轻微砂土液化的可能性。度时一般情况可不进行判别和处理。由于长沙市地震设防烈度为6度，所以 一般建筑物可以不考虑软基震陷问题。2.5 水文地质条件2.5.1地表水境内水系呈树枝状展布，湘江自南而北纵贯市区，水位变化幅度为810m，平均流速1米/秒，汛期流速高达2.6米/秒。丰水期在每年的58月，水位3032m，史载最高洪水位（吴淞口高程）39.18m（1998）；枯水期为每年10月至翌年2月，平均水位27米。在暮云市至三叉矶分别接纳入浏阳河、捞刀河、沩水、靳江河等支流。各支流的水位、流量亦随季节的变化而变化。雨季延伸长、流量大；旱季水量少，部分溪沟甚至断流。2.5.2地下水 1) 松散堆积层孔隙水含水岩组特征在湘江、浏阳河阶地和河漫滩，含水岩组为第四系中更新统新开铺组，白沙井组、马王堆组，上更新统白水江组和全新统桔子洲组砂砾石层。浅层地下水丰富，主要赋存于河流两岸的第四系松散冲积物，水位埋深0.20 7.50m。补给条件：阶地孔隙水以大气降水补给为主，湘江、浏阳河一级阶地孔隙水除接受大气降水补给外，还接受阶地孔隙水迳流补给，洪水期受河流反补给。迳流条件：高阶地的孔隙水迳流途径短，无一定流动方向，就地补给，就地排泄，交替循环强烈。排泄条件：高阶地，岗丘地带的孔隙排泄条件好，以临近溪沟为排泄场所，以下降泉渗流的形式或沿砂砾石与基岩接触面排泄于溪沟中，一、二级阶地孔隙水以湘江、浏阳河为排泄场所，排泄条件好。其次也通过蒸发方式进行垂直排泄。砂砾层为强透水层，富水性较好，水力联系较好。不同的地貌单元、不同的含水层胶结状态、其渗透性强弱差别甚大。一般地，濒临江河区白水江组、桔子洲组、马王堆组富水性中等至较好，渗透系数数据较高，而高级阶地上的白沙井组富水性较差，如地处浏阳河一级阶地的开福区政府渗透系数高达73m/d，而在雨花亭一带则为10-30m/d不等。由于勘察时多采用简易抽水试验，不同的试验方法其结果差别在10倍以上。铁道部第四勘察设计研究院曾在新中路采用6种方法对砂砾层的渗透性进行了评价，其结果为3-50.4m/d。现将近年来我院在长沙城区不地段的抽水试验结果综合如下： 主要阶地抽水试验结果表 表5貌单元一级阶地二级阶地三级阶地四级阶地试验地点先锋厅交警大楼长沙塑料厂联丰大厦砂子塘新中路试验地层圆砾圆砾圆砾圆砾圆砾砂、卵石试验方法抽水试验抽水试验抽水试验抽水试验抽水试验理论分析钻孔民井斜井抽水注水水文井试验渗透系数（m/d）27.17-29.757.59-8.11158-178511.9819.155.27-50.420.1627.9517.4033.31-28.442）基岩裂隙水和岩溶水特征 工程沿线主要基岩为白垩纪泥质粉砂岩，基岩裂隙水甚微。局部地段，岩溶发育，往往与升级四纪地层联系。根据已有基岩供水勘探孔的成井资料，主要取水层为泥盆纪灰岩、泥质灰岩及白垩纪砾岩。全市共形成三个基岩裂隙水开采井段，以省政府、附二医院、铁道学院为中心的泥盆纪灰岩开采段及以黑石铺1103厂为中心的白垩纪底砾岩开采段，取水高程-280-300m或-350-380m。基岩裂隙水和岩溶水形成条件除受岩性条件的控制外，主要受构造和岩溶通道连通性制约，在五一路原省政府开采段，涌水量为1.75.2l/s，单井日出水量约500m3/d；在荣湾镇交警大楼的构造裂隙中钻孔单孔涌水量达11.8-26.00t/d。2.6岩土体工程性质特征2.6.1第四系全新统人工填土（Qml4）（为地层剖面上地层编号，下同） 杂色、稍湿湿，松散稍密状，主要由灰褐色生活垃圾、可塑硬塑状粘性土组成、局部含软塑状淤泥质来粘土，分布不均匀，厚度变化较大。局部为第四系全新统种植土（Q4pd）或淤泥质泥质土（Q4al），褐灰色，湿很湿，流塑可塑状，含植物根茎及有机质，混砾石。分布不均匀。=4-8Kpa、=5-15、普氏坚硬系数fk=0.3-0.5。2.6.3第四系全新统冲积层（Qal4） 主要分布在湘江及浏阳河、捞刀河河床中，主要由砂砾层层组成，上部多为中细砂，褐黄色，饱和状态，松散状。含云母片，下部夹圆砾和卵石，呈褐黄、黄色，饱和，中密-密实状。成分为石英质，磨圆度好。一般粒径3-5cm，最大粒径7-10cm，中粗砂充填。全新世粘性土多为灰、灰黄色，湿很湿，软塑可塑状，中、高压缩性。该土层粘粒含量较高，土颗粒中含粉细砂及云母，切面较粗糙，稍有光泽，摇振反应缓慢。该土层的天然含水量大于塑限值，wL30%、wP20%，孔隙比0.80，抗剪强度较低，内摩擦角偏大。 2.6.4第四系上更新统冲积层(Qal3) （1）粉质粘土、粉土 粉质粘土灰黄色、褐灰色，湿很湿，可塑-硬塑状，局部为软塑状，含少量Fe、Mn质及云母片，底部含较多的粉细砂。普氏坚硬系数fk=0.5-0.7。 （2）砂砾石 褐黄色、灰黄色，上部湿很湿、下部呈饱和状态。松散稍密状、以松散状为主。含云母片，局部粘性土较多，以薄层状、透镜状产出。下部为褐黄色，饱和，稍密中密状。成分为石英质，含少量云母片及粘性土，底部多混卵石，褐黄色、黄白色，饱和，中密-密实状。成分为石英质，磨圆度一般，粗砾砂充填，含云母片及粘性土。粉细砂：松散稍密状，含云母片及少量粘性土。N63.5=5-45击、普氏坚硬系数fk=0.5-0.9。2.6.5第四系中更新统冲积层（Qal1-2）（1）粉质粘土 褐黄色、红黄夹灰白色，硬塑-坚硬状，具网纹构造，含少量Fe、Mn质，底部含少量粉细砂。（2）砂、砾、卵石褐黄色，湿饱和状态。稍密状。砂层中多含云母片及少量粘性土。卵石层为中密-密实状，饱和，成分为石英质，磨圆度好，一般粒径3-4cm，中粗砂充填，含云母片及粘性土。2.6.6第四系残积亚粘土（Qel） 褐红色，硬塑-坚硬状，系白垩系泥质粉砂岩或板溪群及冷家溪群板岩风化残积而成。原岩结构较清晰，含少量黑色铁锰质氧化物及风化岩块。特别是白垩纪泥质粉砂岩为第四系河流松散堆积物覆盖。受原始地貌及构造影响，残积土的状态及厚度变化很大：在丘陵岗地上往往直接出露，以坚硬状态为主，厚度较小，在河流冲积物堆积区，其上往往沉积有数米富含地下水的砂砾层，砂砾层上多覆盖隔水性能良好的冲积粉质粘土，二者构成了上细下粗的二元结构。自砂砾层与红层接触面而下，常具有软塑可塑硬塑坚硬的渐变剖面，其物理力学性质指标见表4。残积粉质粘土基本上失去了原岩的性质，土颗粒组成中含粘粒38-45%，粉砂32-35%，砂粒17%左右。矿物以石英、高岭石、伊利石、蒙脱石为主，含少量长石、方解石、针铁矿，粘土矿物中伊利石占21%-45%，化学成分以SiO2、Al2O3、Fe2O3为主，硅铝比较大，说明硅有少量淋失，铁铝有所富集，可溶盐和有机质成分甚微，PH值一般少于5。由于残积层上覆有地下水补给来源丰富的砂砾层，其下的基岩不透水，排水条件差。残积土的物理力学性质特征如下：厚度较大，分布不均匀。粘粒含量高，IP、IL较高。具有较大的孔隙性和亲水性，反复的失水吸水易使强度变低，甚至产生塑流状态。具有较高的强度，低中等压缩性。属超固结土，前期固结压力达375450kPa。渗透系数低，一般在4.9510-84.5010-6cm.s-1之间。粉质粘土的物理力学性质指标 表6 层号时代地层状态W0/%P0/ g.cm-3GseIpIla100200/MPa-1Es/ MPa/度C/ kPa普氏系数Qal4淤泥质土流塑29.8-50.51.63-1.972.62-2.690.824-1.4747.0-16.80.78-1.630.34-0.952.4-5.46.8-146-270.3-0.5粉质粘土软-硬25.5-28.21.84-1.992.68-2.710.638-0.8368.4-12.50.34-0.810.25-0.374.9-7.219.3-23.725-700.4-0.7Qal3粉质粘土软-硬22.6-31.41.89-2.042.69-2.720.629-0.8318.5-16.6-0.36-0.180.10-0.235.8-12.714.0-25.635-560.5-0.7粉土软-硬21.7-27.11.89-2.072.68-2.70.568-0.7825.9-9.90.42-0.780.19-0.345.0-8.718.8-24.723-44坚硬22.5-26.81.83-2.052.65-2.700.624-0.84811.5-14.2-0.308-00.02-0.1312.5-19.721-26.981-129Qal2粉质粘土硬塑24.4-27.21.89-2.022.67-2.720.655-0.83612.3-13.40-0.2490.14-0.297.9-14.819-3174-92可塑25.3-29.11.84-1.942.67-2.720.633-0.78913.1-14.90.26-0.740.25-0.324.9-9.311-2745-83Qel粉质粘土坚硬15.0-31.01.94-2.102.66-2.710.489-0.80112.2-15.1-0.35-00.09-0.217.6-18.012.4-22.351-118硬塑17.0-33.01.87-2.052.65-2.720.633-.87712.8-24.20.13-0.280.19-0.374.4-9.511.9-25.439-72可塑21.5-38.01.75-2.012.68-2.730.548-0.74713.6-17.90.50-0.750.32-0.433.5-6.210.2-18.521-34软塑23-511.76-1.962.6782.730.582-0.63616.9-19.80.750.36-0.542.6-5.47.2-18.45-102砂砾石层主要物理力学性质表 表7层号地层变形模量E0/MPa内摩擦角（度）凝聚力（kPa）承载力特征值（kPa）岩土工程评价砂卵石15.030.020-30015220360承载力一般，工程性状一般。20.035.020-380280400承载力较高，工程性状一般。30.060.030-480300600承载力较高，工程性状一般。 2.6.7基岩 据已有资料，在拟建线下伏基岩主要为板溪群及冷家溪群板岩、泥盆纪泥岩、灰岩、泥灰岩，白垩纪泥质粉砂岩、砂岩或砾岩。以白垩纪地层为主，为典型的碎屑结构、厚层状构造。局部含灰绿色斑点，节理发育程度低，节理面平直，多为黑色铁锰质氧化物浸染。2.6.7.1白垩纪泥质粉砂岩（K） 泥质粉砂岩为干旱条件下形成的内陆湖相沉积的碎屑岩，矿物成分中粘土矿物占45%-85%，石英约6%-21%，并含少量云母（2%）、方解石（0-12%）和长石（1.5%-7.0%），泥质粉砂结构，厚层状构造，据区域地质资料，本套岩层厚度达8.50-639.0m。该岩层形成时代晚、成岩程度不高。具有失水易收缩开裂、遇水则膨胀湿化崩解的特征。其饱和单轴抗压强度普遍少于5Mpa,为软岩。根据风化程度，在垂直剖面上分为强风化、中风化、微风化三带。主要物理力学性质指标表1所示。2.6.7.2白垩纪砾岩（K）： 紫红色，坚硬状，厚层状构造。岩芯以块状、碎块状为主，少量为短柱状。含砾50%80%，砾石成分为灰黄、灰绿色板岩、泥岩、砂岩及石英岩，多呈扁圆形，砾径 一般15cm，大者10 cm以上，泥质和钙质胶结，以泥质胶结为主。局部以泥质粉砂岩为主，间夹弱风化薄层。沿线主要基岩风化带的基本特性 表5 时代岩石名称风化带及层号基本特征天然含水量W0/%比 重Gs天然抗压强度R0/MPa饱和抗压强度Rw /MPa软化系数KVRQD岩体基本质量级别普氏坚硬系数fk 备注 K泥质粉砂岩(砾岩)强风化（）褐红色，岩石部分风化为半岩半土状，节理裂隙较发育，岩芯多呈短柱状、块状、碎块状，局部含砾,多为粘土胶结.采芯率低。岩石质量指标差。2.1-2.362.7-2.710.64-1.720.22-1.160.2-0.40.25-0.4325-340.8-1.0弱风化（）褐红色，局部夹灰绿色斑块，岩芯以长、短柱状为主，少量呈碎块状，偶见斜向节理。局部含砾,多为粘土胶结、偶为钙质胶结。.2.4-2.552.72-2.751.75-5.80.53-4.920.04-0.340.41-0.597580IV-1.0-2.0微风化（）褐红色，局部夹灰色，岩芯完整，以长、短柱状为主，岩芯表面光滑。局部含砾,多为粘土胶结、偶为钙质胶结。.岩石质量指标好。2.56-2.722.73-2.765.4-12.22.1-7.20.13-0.620.63-0.9580-95IV2.0-2.8 D泥岩强风化褐黄、灰色，岩石部分风化为半岩半土状，节理裂隙较发育，岩芯多呈短柱状、块状、碎块状，采芯率低。2.0-8.52667-2.720.2-0.900.22-1.160.2-0.40.25-0.3225-340.8-1.0弱风化褐灰色，局部夹灰绿色，岩芯以长、短柱状为主，少量呈碎块状，偶见斜向节理。1.4-4.82.70-2.749.6-11.40.53-4.920.04-0.340.41-0.597580IV-1.0-2.0微风化褐灰色，局部夹灰色，岩芯完整，以长、短柱状为主，岩芯表面光滑。岩石质量指标好。1.2-3.82.71-2.7618.70-27.502.1-7.20.13-0.620.63-0.9580-95IV2.0-2.8砂岩强风化（）褐黄、褐灰、灰白色，局部呈灰黑，以短柱状、块状为主，次为长柱状、角砾状，节理裂隙发育，多为铁锰质渲染。6.4-17.52.73-2.800.30-2.600.25-0.4329-450.7-1.1引自通程麓山商业广场岩土工程详细勘察报告中风化（）灰白、浅灰色，岩芯主要呈长、短柱状、块状、碎块状次之。岩体中节理发育，多含白色粘土矿物，节理倾角4565不等。并见陡倾角的原生层理。3.2-12.02.73-2.813.60-8.700.45-0.597582IV-1.0-2.0微风化（）灰色、浅灰色，岩芯呈长、短柱状为主，块状、碎块状次之，裂隙不甚发育，节理偶然可见，岩芯表面较光滑，锤击声脆。1.0-3.602.74-2.8211.4-12.10.62-0.8582-90IV2.5-3.0 Pt板岩强风化（）褐黄、褐灰色，岩石部分风化为半岩半土状，节理裂隙较发育，岩芯多呈短柱状、块状、碎块状，采芯率低。3.5-9.22.75-2.852.6-6.20.430.4932-560.