马 涛，杨 潘

(安徽省地质调查研究院，安徽 合肥 230001)

近年来随着城市规模的不断扩大和当代工业技术的不断兴起，使原有地质环境条件的改变不断加速甚至遭到破坏，当这种改变和破坏超过地质环境所能承受的能力，就会引发各种环境工程地质问题和地质灾害(黎伟昕等, 2010; 王健等, 1998)。因此需要查明相应的工程地质环境条件和状态，以及进行工程建设适宜性分区评价，从而最大可能地减少或避免地质灾害的发生、保证地质环境条件对工程建设的适应性，实现对地质环境条件最大限度的合理有效地利用与保护，保持人类工程建设与自然之间的协调与适应(郭长宝等,2009; 张耀国, 2011; 赵厚舜, 2019)。

本文以合肥-芜湖城市圈地质环境综合调查项目为基础，参考了芜湖地区地质调查和最新成果，开展了安徽省芜湖地区的工程地质特征分析与工程建设适宜性评价，为安徽省芜湖沿江地区的各类工程建设提供科学的参考依据。

1 研究区概况

研究区位于安徽省东南部长江中下游地区，地处东经118°00＇～118°30＇、北纬31°10＇～31°20＇之间，面积880 km2。研究区地处沿江丘陵平原，研究区内海拔总体为西北部低、东南部高的特征，高度5.8～138 m。根据地貌形态，结合海拔高度、相对高差等将区内地貌划分为平原区、岗地和丘陵区三个地貌形态类型，再结合采用成因与形态相结合的方法可进一步划分为冲积平原(I)、岗地(II)、山地丘陵(III)三个成因形态地貌类型，如图1所示。

图1 研究区地貌图

根据构造运动来看，研究区地块构造控制作用主要源于中生代的板块运动碰撞、陆内造山等，印支期总体构造线方向近东西向，燕山期总体构造线方向北东向，如图2所示。区域内地层属于扬子地层区，大部分地区为第四系，前第四纪地层出露较少，仅见于区内长江河道的东南侧的低山丘陵区。

图2 研究区构造地质图

研究区内火龙岗一带北北东走向的低山丘陵是长江河道与青弋江河道的分水岭，亦是其地下水的分水岭，以西为长江河谷沉积区，以东为青弋江河谷沉积区，沉积环境完全不同，根据岩相古地理特征，将其划分为三个水文地质区。三个水文地质区又根据含水层岩性、地下水类型和富水性的不同进一步细分为八个亚区，如图3所示。

图3 研究区水文地质分区图

2 研究区工程地质岩层特征及分区

2.1 工程地质层划分

研究区内土体分布广泛，土壤主要是以粉质粘土、粉土夹粉砂、粉砂为主，源于早更新世-全新世的冲积、冲湖积成因。根据研究区具体情况，考虑岩土体的沉积时代和沉积环境、土体性质和状态、土工实验参数统计以及工程地质层分布的连续性等因素(段蕊, 2019; 金艳平, 2020)，将研究区第四系覆盖层划分为5个主层及14个亚层，具体层位信息可详见表1，各层位土体的物理力学指标统计可详见表2。

表1 研究区第四纪地层工程地质层组特征

表2 研究区第四纪工地层程地质层物理力学指标统计表

研究区内基岩主要出露于南部以及中部丘陵山区，岩性主要是二叠纪或者白垩纪的页岩、碳酸盐岩以及碎屑岩为主。根据前述划分原则，将区内岩体共划分为9个主层，具体详见表3。

表3 研究区基岩地层工程地质层组特征

2.2 工程地质分区

考虑到对工程地质条件起主导作用的因素(马秉务, 2020; 刘必良, 2020)本文按照地貌成因类型将研究区划分为长江冲积平原工程地质区(Ⅰ)、局部小流域冲积平原(青弋江)工程地质区(Ⅱ)、局部小流域冲积平原(漳河、横山河)工程地质区(Ⅲ)、岗地工程地质区(IV)和山地丘陵工程地质区(Ⅴ)。其次，结合岩体工程地质建造类型及特征、重点考虑对工程建设影响较大的工程地质层的分布情况，5个工程地质区又细分为10个工程地质亚区，具体见详见表4。

表4 研究区工程地质分区表

如图4所示，长江漫滩平原工程地质区(Ⅰ)主要分布在长江沿线漫滩平原区，包括无为陡沟镇等大部分区域。2a-4层粉细砂缺失亚区(Ⅰ1)主要分布于横山桥镇北部龙湖新城江北村-北焦湾-后埂村一线以及工作区北部陡沟镇童村-周家巷-汤沟小周村-二坝曹家庄一带的长江冲积平原区。2a-4层粉细砂埋藏亚区(Ⅰ2)主要分布于区内北部泥汊镇-白茆镇-二坝镇一带的长江冲积平原区以及长江现代漫滩、江心洲地区。

如图4所示，小流域冲积平原(青弋江)工程地质区(Ⅱ)，主要分布于青弋江沿岸。2a-2层粉质粘土出露亚区(Ⅱ1)主要分布于青弋江沿岸方村镇-清水镇一带，主要工程地质层组为2a-2、3a-1、3a-3、3a-5。3a-1层大桥镇组粉质粘土是30m以浅主要持力层。

如图4所示，局部小流域冲积平原(漳河、横山河)工程地质区(Ⅲ)主要分布于新港镇-横山桥镇-峨桥镇-芜湖市区一带。3b-2层砂层埋藏亚区(Ⅲ1)主要分布于漳河沿岸峨桥镇-鲁港镇一带。2a-2层粉质粘土出露亚区(Ⅲ2)主要分布于高安河、横山河、芜湖市区。

如图4所示，岗地工程地质区(Ⅳ)分布于丘陵山体的两侧，区内地层以单层结构为主，地表出露下蜀组硬塑状粘土3b-1层。3b-1层粉质粘土出露亚区(Ⅳ1)分布于工作区岗地大部分地区，区内地层为单一结构的下蜀组硬塑状粘土、粉质粘土。

如图4所示，山地丘陵工程地质区(Ⅴ)位于南部以及中部，丘陵山体由卵砾石、碳酸盐岩类岩组及碎屑岩类岩组组成。易溶蚀坚硬厚层状碳酸盐岩岩亚区(Ⅴ1)主要分布于火龙岗镇白马山-大王山一带山区，在三山南部老山、新港南部蜈蚣山附近也有零星分布。易崩塌坚硬-较坚硬块状岩浆岩亚区(Ⅴ2)主要分布于三山镇南部老山、铜山、岳山以及新港镇蜈蚣山以南，沿山体呈脉状分布，岩性主要为流纹质凝灰岩、二长花岗岩、花岗斑岩、石英闪长岩。易崩滑坚硬-较坚硬中-薄层状碎屑岩亚区(Ⅴ3)主要分布于白马山、蜈蚣山一带。岩性主要为细砂岩、砾岩、粉砂岩、硅质页岩、长石石英砂岩。易崩滑密实状卵砾石亚区(Ⅴ4)主要分布于新港镇南部低丘一带。岩性主要为棕红色泥砾层。

图4 研究区工程地质分区图

3 工程建设适宜性评价

3.1 评价体系的构建

根据上文分析，参考相关评价案例(丁继新等, 2005; 刘俊杉, 2014; 葛松, 2018)，根据主导因素、综合分析及差异性原则(吴文敏, 1988; 赵传海, 2013)，确定评价指标，具体见表5。各评价指标因子权重根据在根据专家经验和芜湖地区经验值确定(谷天峰等,2004; 王辉等, 2015; 于俊杰, 2013; 杨江平, 2015)，具体权重赋值详见表5。如表6所示，为本次评价过程中的工程建设适宜性评价因子分级量化表。

表5 研究区工程建设用地适宜性评价指标体系及权重表

3.2 评价方法

本次评价中根据表5中的评价指标和表6中的因子量化分级，对应的四个等级和分值对应别为：适宜级(10分)、较适宜级(6分)、适宜性差级(3分)、不适宜级(1分)。并且优先考虑以高值为主。按下式计算评价单元的适宜性指数Is根据适宜性评价标准判定评价单元的工程建设适宜性分级。

表6 工程建设适宜性评价因子分级量化表

(1)

根据《城乡规划工程地质勘察规范》，评定单元建设适宜性等级类别定量计算评判的判定标准按表7确定：

表7 评价单元的工程建设适宜性判定标准

最后根据收集的资料进行权重进行矢量图层叠加，根据上述公式进行适宜性指数计算，得到最终叠加结果，最终得到研究区工程建设用地适宜性评价结果图层。

3.3 评价结果

采用基本指标多因子分级加权指数法，即对以上制作出的各基本指标评价单因子分级图层进行加权叠加，得到工程建设适宜性指标评价体系综合图(图5)。

图5 研究区工程建设适宜性评价分区

适宜区主要分布在工作区内漳河和横山河冲积平原区、青弋江冲积平原、岗地、山地丘陵大部分地区，行政区域上主要包括新港镇、高安乡、横山桥镇、峨桥镇、火龙岗镇、方村镇、清水镇、镜湖区大部分区域，该区面积345.85 km2，占总面积(除水域)的47.74%。较适宜区主要分布在工作区内长江冲积平原、青弋江东岸大部分地区，行政区域上主要包括新河镇、白茆镇、汤沟镇、二坝镇、高安乡、龙湖新城、三山街道、清水镇大部分区域，该区面积299.46 km2，占工作区总面积(除水域)的41.33%。较不适宜级主要分布在工作区内长江沿岸，行政区域上主要包括黑沙洲、小洲乡大部分区域，该区面积79.19 km2，占研究区总面积(除水域)的10.93%。

4 工程地质特征

根据工程地质分区结果来看，在二坝镇、白茆镇、小洲乡等地局部分布有软土、易液化粉(砂)土，属于不良地质体，工程建设应注意防治沉降、震陷、液化等危害。其中分布在横山桥镇北部龙湖新城江北村-北焦湾-后埂村以及陡沟镇童村-周家巷-汤沟小周村-二坝曹家庄的2a-4层粉细砂缺失亚区(Ⅰ1)应注意软土变形对天然地基及短桩基持力层的影响。主要分布于青弋江沿岸的小流域冲积平原工程地质区(Ⅱ)，工程地质力学良好，可作为天然地基和桩基持力层。分布在新港镇-横山桥镇-峨桥镇-芜湖市区的局部小流域冲积平原工程地质区(Ⅲ)，工程地质力学良好，可作为天然地基和桩基持力层。分布于丘陵山体的两侧的岗地工程地质区(Ⅳ)，该层工程地质性质良好，可作为主要持力层，需要注意是的是3b-1层粉质粘土出露亚区(Ⅳ1)层“下蜀黄土”具有一定的结构强度，但有一定膨胀性且遇水易崩解，垂直裂隙发育，遇水易发生倾倒式的坍塌、滑落，因此在边坡附近进行工程建设应该做好护坡措施。位于南部和中部的山地丘陵工程地质区(Ⅴ)，人为改造强烈，由于采石、取土等形成大量高陡岩质边坡，岩体破碎，稳定性差，崩滑危险性较大。采石后留下多个巨大矿坑，深达数米，宽阔数百上千米，现大多已积满水。Ⅴ1、Ⅴ2及Ⅴ3亚区经区域构造作用，岩体变形强烈，节理裂隙发育。受风化剥蚀和人工爆破开挖的影响，节理裂隙进一步发育，表层岩体较破碎。Ⅴ4亚区受风化剥蚀和人工开挖的影响，地层工程地质条件较差，特别是新近形成的边坡，易失稳破坏。

根据适宜性评价结果来看：处于长江两岸的地带，在城市规划设计中应该将其最后考虑，因此属于不适宜工程建设的地带，工程地质条件差，地质灾害频发，若有工程建设在可能会引发不好的后果；在距离长江两岸稍微远的地带，在城市规划中应该慎重考虑，因为评价结果显示属于较适宜的地带，工程地质条件替班，地质灾害时有发生，若有工程建设应该做好前期勘探等准备工作，才能进行工程建设施工等；在青弋江、漳河、横山河等流域区，在城市规划设计中可以进行优先考虑和开发，因为其评价结果属于适宜级，工程地质条件优良，地质灾害很少发生，因此作为首要的工程建设用地的考虑范畴。该结果也表明了沿江地区的工程建设一般首要不能考虑江边等区域，因为其工程建设适宜性一般都较差，这与客观现实情况也是相符合的。

5 结语

(1)根据研究区工程地质特征，将其划分为5个大区、10个亚区。在工程建设中，Ⅰ1和Ⅰ2亚区应注意工程建设应注意防治沉降、震陷、液化等危害；Ⅱ1亚区工程力学良好，可作为天然地基和桩基持力层；Ⅲ1和Ⅲ2亚区工程力学良好，可作为天然地基和桩基持力层；Ⅳ1亚区在边坡附近进行工程建设应该做好护坡措施。Ⅴ区主要是分布在基岩地区，受风化剥蚀和人工开挖的影响，地层工程地质条件较差，特别是新近形成的边坡，易失稳破坏。

(2)选取地形形态等12个具体指标，采用多因子分级加权指数法对研究区进行工程建设适宜性评价。结果显示研究区内的长江两侧均为较不适宜工程建设的区域，面积约79.19 km2；较适宜工程建设的区域主要位于长江的北岸及小部分区域南岸，面积约299.46 km2；适宜工程建设的区域主要位于长江南岸，面积约345.85 km2。