(1.上海地質調查研究院，上海200072；2.上海臨港新城管理委員會，上海201306)
摘要:以臨港新城三維城市地質調查成果為基礎，分析了臨港新城的地質環境特征及其對城市建設的影響，以期為臨港新城的城市建設服務。
關鍵詞:地質環境特征；影響評估；臨港新城
1前言
臨港新城三維地質調查是上海城市三維地質調查的示範調查項目。工作重點是工程建設相關的工程地質構造和水文地質調查，同時調查臨港新城填土的地面沈降效應等地質問題，分析其對新城建設的影響。
臨港新城位於上海東南部，是上海國際航運中心的重要組成部分，未來依托洋山深水港建設。新城以兩港大道、滬蘆高速為界，分為主城區、主工業區、綜合區、重型裝備工業區、物流園區四大片區，四大片區建設用地之間設置港灣森林(圖1)。上海臨港新城建成後將集現代物流、港口加工、金融貿易、商務服務、居住、旅遊於壹體，打造21世紀中國港口城市新形象。
圖1臨港新城規劃總體布局示意圖
2臨港新城地質環境特征
2.1地基地質結構特征
勘察區屬於華南板塊揚子地塊，全區被第四系和第三系覆蓋。基巖面埋深220 ~ 340 m，東部和南部較淺，西北部逐漸變深。基巖地層巖性主要為白龍崗玄武巖、侏羅系老村組角礫巖、巖屑凝灰巖和英安巖。斷層構造不明顯，基底相對穩定，對工程建設影響不大。與工程建設有關的100m淺部晚第四紀地層發育良好，保留上更新統頂部深綠色、棕黃色硬土層標誌層和中部硬土層。淺層淤泥質粘土和軟粘土層厚度較小，砂層和粉土層厚度較大，整體地層結構條件較好，但缺點是地表附近普遍分布壹層砂質粉土層(工程地質(2)3層)。
2.2水文地質結構特征
勘察區含水層較為發育，區內第四系松散巖類孔隙含水層包括潛水-微承壓含水層及其下5個承壓含水層。地下水位壹般在3.23 ~ 4.08 m之間，第壹承壓含水層水位壹般在-1.75 ~-1.25 m之間，較高，將對規劃區地下空間的開發產生不利影響。規劃區地下水對混凝土基礎無腐蝕性，對鋼結構有中等腐蝕性。
2.3工程地質結構特征
根據第四紀沈積規律、區內工程地質層的埋藏分布特征及其物理力學指標，結合臨港新城規劃，對100m深度的工程地質層進行了分析評價。
(1)1層為松散土，厚度0.3 ~ 3.0m，主要為粘性土，局部含碎石、磚塊和植物根。均勻性很差，壹般不適合作為建築物天然地基的持力層；
第三層(1)為沖積土，松散，可塑，厚度0.4~8.5m，頂部埋深0 ~ 1.7m，海岸帶主要為粉土，飽和貝殼碎片，搖震反應較快。規劃區的西部以粘性土為主，飽和並帶有有機物。該區填土屬於欠固結土，具有明顯的不均勻性，其分布具有分層、含水量高、透水性弱、排水固結差、強度低、壓縮性高(圖2)、敏感性高的特點。地基土承載力標準值較低，地基沈降較大，不同地段沈降差異較大，可能產生負摩擦力，對工程極為不利。對於有樁基的工程，也可能出現承臺和地基土的現象，應引起註意。
圖2填土荷載-沈降曲線
(2)1層為褐黃色粘性土，濕，軟塑~可塑，層厚0.5~2.5m，頂部埋深0.3~2.0m，含鐵錳結核及氧化鐵斑點，比貫入阻力0.43 ~ 1.74mpa，具中高壓縮性。作為天然地基的持力層，
(2)第三層為灰色砂質粉土，稍密，飽和，層厚2.80 ~ 16.30m，頂部埋深0.6~8.5m。它包含雲母和有機斑點，偶爾有貝殼碎片。震動響應迅速，靜探比貫入阻力為3.41MPa，標準貫入擊數為65438擊。該層振動液化:不液化區主要分布在規劃區東南部蘆潮港鎮東部、西部彭真鎮、萬象鎮新港鎮及規劃綜合區部分區域。輕度液化區主要分布在規劃區中部和主城區東部。中等液化區局部分布，主要在東海農場南部、規劃區綜合區東部和蘆潮港農場南部。滲透液化:存在於規劃區的地下工程建設中，如基坑工程、隧道工程、管道工程等。應重視砂土滲透液化對工程的影響。
(4)該層為灰色淤泥質粘土，飽和，厚度1.50 ~ 12.50m，頂部埋深5.8 ~ 19.5m，含有機質斑點、雲母和貝殼碎屑，壓縮模量2.23Mpa，比貫入阻力0.63Mpa，屬濱海-淺海。
(5)該層主要為灰色粘性土，厚度2.70 ~ 21.50 m，頂部埋深17.0 ~ 25.3 m。層(6)缺失區厚度較大，局部分布砂質粉砂透鏡體。該層分為五個亞層，(5) 1-1灰色粘土層，(5) 1-2灰色粉質粘土層，(5)2灰色砂質粉土層，(5)3灰色粉質粘土夾粉質土層，(5)4灰綠色粉質粘土層。其中(5)層1-1和(5)層1-2濕飽和，軟塑，壓縮性高，強度低，是荷載較大的建築物的受壓層。另外，這兩層由於埋深適中，可以作為沈降控制復合樁的持力層。(5)第二層在規劃區為微承壓含水層，但分布不連續，厚度較小。但在大型基坑開挖和隧道工程中可能會有揭露，應註意該層引起的流砂現象。(5)3層和(5)4層為淹沒谷相地層，分布在(6)層缺失區，厚度和埋深變化較大，土質不均勻，易造成荷載較大的建築物不均勻沈降。
(6)深綠色-稻草黃色粘性土層，濕，層厚1.50 ~ 7.35 m，埋深22.2 ~ 29.0 m，含氧化鐵斑點。自上而下，粘粒含量逐漸減少，粉粒含量逐漸增加，靜探比貫入阻力為1.99Mpa，該層及下部(7。
(7)草黃灰色砂質粉土、粉砂飽和，層頂埋深25.0 ~ 50.0 m，古河道切割區埋深較深。該層分布於規劃區，土質較好，可作為大型、重型建築的樁基持力層。
(8)第二層為粉質粘土夾粉土，濕，層厚3.50 ~ 18.0m，頂部埋深54.6~73.0m，夾薄層粉砂或粉砂塊，偶見氧化鐵斑點和貝殼碎屑。規劃區分布不連續，埋深和厚度變化較大。
(9)砂土層飽和，連續分布，厚度較大，上部顆粒較細，粘粒較多，壹般為砂質粉土，下部顆粒逐漸變粗，為粉土或細砂，底部含礫石。該層可作為超大型建築樁基的持力層，但由於埋藏較深，造價較高。
勘察區典型工程地質剖面示意圖見圖3。
2.4地質災害
2.4.1地面沈降
2.4.1.1現狀
臨港新城規劃區整體沈降小於中心城區。從1980到1995，規劃區大部分地區的累計沈降量在50到100 mm之間，年平均沈降量在3到7 mm/a之間。在1996 ~ 2001年期間，規劃區的地面沈降有所增加(圖4)，累計沈降量在50到100 mm之間，年平均沈降量在北部地區的沈降與大量開采地下水有關。目前南匯地區地下水開采量受到控制，開采不集中，因此地下水開采引起的地面沈降有所下降，目前沈降速率基本在5 mm/a以下。
2.4.1.2趨勢分析
圖3臨港新城典型工程地質剖面示意圖
規劃區地面沈降主要由地下水開采和工程建設引起。由於地下水的開采，該地區自來水管網的建設和改造將在短時間內繼續發展；該地區有大面積的松散填土，其自重固結沈降相當大。根據初步試驗計算，對於6m厚的填土，其完全固結沈降可達8 ~ 8~12.5cm，規劃區94塘西部已固結壹段時間，後續自重固結沈降較小；而94塘東部為新填土，後續固結沈降會比較大。
2.4.2海灘的沖刷和淤積
臨港新城海灘形狀基本保持不變，5m以上海灘面積在自然狀態下變化不大。海灘的演變主要向東南方向移動，與長江口演變的總趨勢壹致。
總體而言，魯超港東岸岸坡相對穩定，沖淤幅度較小。魯超港南岸岸坡的特點是近岸坡度大，岸外海床平坦。它們之間的水深約為6 ~ 7m，它們的演化有壹定的差異。海岸陡坡從1958侵蝕到1977，從1977淤積到1997，從1997侵蝕到2003年；其外平坦的海底在1958 ~ 1989年隆起，在1989 ~ 2003年侵蝕。海岸陡坡的沖淤範圍水平方向約1.5km，垂直方向約4m。平坦海底垂直沖淤變化約3m，平均淤積速率為1958 ~ 1977，1977 ~ 1989，4.3cm/a，1989 ~ 65438。自1997以來，海岸陡坡也由淤積變為沖刷。可以看出，近年來，魯超港海岸段的侵蝕不斷加強。近10年來，位於杭州灣北岸的魯超港海底以沖刷為主，而南匯嘴以東則以淤積為主。
3 .地質環境對臨港新城規劃建設的影響分析
3.1充分發揮工程地質結構特征優勢，適當調整城市結構布局。
3.1.1建築適宜性評價
根據影響工程地質條件的主要地基土層分布損失，臨港新城劃分為工程地質區，即(2)影響天然地基條件的1層，(1)影響天然地基條件的3層，(6)影響樁基條件的層(見圖5)。
ⅰ1工程地質段，(2)1層和(6)層分布，缺失(1)層，天然地基和樁基條件較好，適合各類建築，可根據城市功能需要布置；
圖4臨港新城規劃區1996至2001累計地面沈降示意圖。
華東地區地質調查成果匯編:1999~2005
地質剖面上分布有(1)3層和(6)層，(2)1層缺失，(1)3層形成年齡大於10年。樁基條件較好，天然地基條件壹般，適用於高層建築、重型設備建(構)築物和壹般地基承載要求。華東地區地質調查成果匯編:1999~2005
工程地質段分布有(1)層3和(6)層，(2)層1缺失，(1)層3形成年齡小於10年，樁基條件較好。(1)第三層不經處理不能作為天然地基持力層，適合高層布置。ⅱ1工程地質段，(2)1層分布，(1)3層和(6)層缺失，樁基條件較差，天然地基條件較好，適宜布置多層建(構)築物；
華東地區地質調查成果匯編:1999~2005
工程地質段分布(1)三層，(2)1和(6)層缺失，(1)三層形成年代大於10年，樁基條件較差，天然地基條件壹般，適宜布置地基承載要求壹般，景觀綠化的多層建(構)築物。華東地區地質調查成果匯編:1999~2005
工程地質段分布(1)3層，(2)1層，(6)層缺失，(1)3層形成年齡小於10年，樁基條件較差。(1)3層不經處理不能作為天然地基持力層，宜布置壹些。3.1.2地下空間開發適宜性評價
規劃區淺部有砂層，較厚且穩定，中間砂層(5)分散，地下工程施工可能出現流沙。對地下工程施工不利。規劃區軟土層連續分布，埋深和厚度變化不大，易變形，對基坑邊坡影響較大。對於隧道盾構，建議在(4)、(5)段穿越。
圖5工程地質分區示意圖
3.2地面沈降(特別是不均勻沈降)對新城安全可能產生的影響。
3.2.1海堤沈降-防洪安全
根據2.4.1分析，規劃區地下水開采引起的地面沈降將繼續發展，填土自重固結引起的地面沈降也將存在，這將使海堤防洪能力不斷下降。因此，設計中應預留因地面沈降而損失的標高，並加強監測，及時予以增加。
3.2.2不均勻沈降-基礎設施(軌道交通、地下管道)的安全運行
規劃區地下水開采形成的“沈降漏鬥”和區內填土的不均勻性會造成地面不均勻沈降。規劃區內的許多線性工程，如浦東鐵路、軌道交通3號線等穿過規劃區，新城區的大量線性工程在建設和運營過程中都會受到不同程度的地面不均勻沈降的影響，嚴重時會造成軌道交通無法運營，管線開裂。
3.3沿海變化趨勢及其對城市安全的影響
3.3.1對規劃區土地資源增長的影響
規劃區位於南匯海灘和杭州灣北岸。南匯灘是長江口南岸沙嘴的主體。長江口和杭州灣兩個水體的潮起潮落交匯是塑造這壹沙嘴的動力條件，來自長江富庶流域的泥沙是形成這壹宏大沙嘴的物質基礎。近30年來，東灘不斷淤積，每年向外擴張速度達40 ~ 90m。但隨著來沙量的減少，南匯灘的沖淤趨勢會發生壹定的變化。比如長江來沙豐沛時，南岸呈現沙嘴狀；來沙量減少時，變成弧形，前者淤積在沙灘上，後者被沖刷。根據預測結果，南匯東灘仍將淤積，但淤積速率將減小，南岸沖刷趨勢增強，將嚴重影響土地儲備資源。但杭州灣北岸東端在20世紀70年代中後期開始出現高灘蝕現象，並由東向西逐年推進。到了1980年代中期，奉賢的海灘已經由淤積變為侵蝕。未來，隨著長江口南岸泥沙來源的減少，潮流輸沙能力增強，海灘侵蝕明顯後退，海灘資源逐漸減少。而且魯超港人工半島壹期促淤壩阻止了長江口部分泥沙向杭州灣北岸移動，減少了進入魯超港西部的泥沙，增強了對杭州灣北岸的沖刷作用，從而影響了北岸灘塗資源的增長。
3.3.2海灘沖淤對海岸工程建設的影響
海灘沖淤對護岸結構的影響主要是沖刷對其安全性的影響。根據現有成果，各類海堤在1m前後安全系數會有所降低，降低幅度在11%-15%之間，從而影響海堤結構的安全。海灘沖淤對橋梁結構的影響主要在於泥面線降低，導致樁基承載力降低，地基變形增大，進壹步影響結構和地基的內力。根據預測，規劃區杭州灣海岸將處於侵蝕狀態，應註意對東海大橋樁基工程的影響。
4對策
(1)在工程地質區劃I區，第(6)層和第(7)層埋深適中，是樁基持力層的良好區域；二區缺6層，7層埋深，以7層為持力層的樁基造價較高。根據規劃區的地質條件，可適當調整建、構築物的位置或調整基礎的類型，樁基持力層可選擇五層。在滿足使用和安全的情況下，節約了建設成本。規劃區內有大面積的松散填土。根據擬建工程的特點和填土的土質，采用合適的方法進行處理。規劃區內的軟土層(4)隨處可見，容易發生變形。在基坑開挖和地下工程施工過程中，應加強監測，以便及時采取措施。
(2)規劃區地面沈降發育，地面沈降(特別是不均勻沈降)對基礎設施(軌道交通、地下管線、海堤等)造成嚴重影響。).建議在臨港新城建立地面沈降監測網絡，監測地面沈降動態，及時采取防治措施。
5結束語
臨港新城立體城市地質調查是上海立體地質調查的示範項目，是城市地質調查的壹次探索，但仍存在諸多不足。本次勘察以工程地質勘察為主，取得了壹定的成果，可以更好地服務於臨港新城的工程規劃建設。在調查過程中，大地測量中心給予了極大的支持，在此表示感謝！
參考
[1]中國地質調查局。地質調查標準匯編:水文、工程和環境地質調查與勘探。
張等。北京:地質出版社，1986。
[3]《巖土工程勘察規範》(DG J08-37-2002)。上海工程建設規範。
臨港新城地質環境特征及其對建設的影響
閆學新1，邵景芳2，陳宏生1，石玉金1
(1.上海地質調查所，上海200072；2.上海臨港新城管理委員會201306)
文摘:本文以臨港新城三維地質調查成果為基礎，分析了臨港新城的地質環境特征及其對城市建設的影響。目的是為臨港新城的建設提供參考。
關鍵詞:地質環境特征；影響分析；臨港新城