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工程地质
33.1工程概况
3.
1.1工程概况工程区位于**省东北部**市**县,在东经103o59r18”104o27,50\北纬27o49Tl”~28o2438之间,居**、**两市之中部,东北与**、**、**二县接壤,南连****,西与**、**、**三县毗邻,北与**县接界,海拔464米,距省会**470多公里,距**140多公里,距**99公里距**140多公里,距**500多公里受**县水利局委托,我院承担****县河段的防洪管理勘察设计工作,于2022年4月中旬开始外业工作,经野外查勘、资料采集、编写工作大纲,5月初6月中旬进行内业资料整理及报告编写〜
3.
1.2勘察工作执行的依据、勘察目的本次勘察工作结合工程区地质特点,主要任务为
①查明场地岩土层岩性及分布情况,地层结构,岩土层的工程特性、地下水条件以及不良地质作用;
②提供满足设计、施工所需的岩土参数,确定地基承载力,预测地基变形性状;
③提出地基基础、基坑支护、工程降水和地基处理设计与施工方两岸边坡风化、卸荷裂隙较发育,局部见崩塌滑坡等不良物理地质现象
2、地层岩性1第四系管理河段主要地层为人工堆积层Q.杂填土、残坡积Q e.碎石土、崩dl+坡积层QcWdl块石、碎石及粘性土、冲洪积Qas砂卵砾石及漂石、志留系⑸页岩、砂岩、灰岩,分述如下
1、人工堆积层Q,成份混乱、主要有杂色的碎、块石及粘性土组成,结构松散,厚35m,主要分布于管理河段左岸公路坡脚〜
2、残坡积紫红色黏土夹部份砂、泥岩碎石,厚10~20m,主要分布于河床两岸边坡处
3、崩坡积层Q”褐色、紫红色的块石、碎石及粘性土组成、空隙较M大,稍密,厚10~15ni,主要分布于管理河段右岸坡脚及河床
4、冲洪积Qas主要由灰青灰黄色,松散,无胶结砂卵砾石、粉砂土,〜分布不均匀,无分选性,局部出露大漂石,漂石直径最大达3m,成份为砂岩、泥岩砾石,夹少量灰岩碎石,厚1525m,主要分布于河床〜
5、志留系中上统S L-S:包括罗惹坪组第二段及上统灰223绿色页岩、钙质粉砂岩夹泥灰岩及紫红色页岩,泥岩;中统SL2罗惹坪组第一段灰岩夹砂页岩;下统S L龙马溪组黑色笔石1页岩夹黑色泥灰岩透镜体岩体较完整,深部节理裂隙较不发育层状结构,块状构造,广泛分布于工程区地层产状走向南东27°,倾角20°,倾向北东主要分布于两岸山坡及河床深部
3、地质构造工程区域属“**经向构造带”北段东缘,属于**、**北新华夏系、华夏系构造体系的范畴,主要构造体系为北西向构造体系、北东向构造体系和南北向构造体系及部份东西向构造体系区域构造复杂、新构造运动强烈、地震频繁工程区控制性地质构造主要为**背斜,受该背斜影响,出露岩体节理裂隙发育,浅层破碎,局部产生崩塌,两岸边坡危岩体较发育
4、水文地质条件含水岩组及透水性第四系松散堆积层,地下水为孔隙性潜水第四系松散堆积层为块石含碎石粘性土、粘质粉土及砂卵石层,分布广,透水性弱至强,受大气降水及地表水补给,季节性明显砂页岩、泥灰岩浅层全至强风化带节理裂隙发育,节理裂隙间连通性较好,往深部含(透)水性越逐渐减弱新鲜完整的砂页岩、泥灰岩为相对不透水层两岸地下水补给河水拟建河段主要在**河漫滩及河岸坡上进行,砂卵石层透水性较强,受糅河水影响较大,在工程施工期间应做好相应的抽排水措;在工程运营过程中,应做好建造物的防洪、冲蚀等处理措施
3.4工程地质评价
一、地基土工程性质评价
1、人工堆积层(Q.)成份混乱、结构松散,承载力低,不宜作为天然基础持力层
2、残坡积(Qd1+e])紫红色黏土夹部份砂、泥岩碎石,稍密,承载力中等,可作为地基基础持力层
3、崩坡积层如M褐色、紫红色的块石、碎石及粘性土组成、空隙较大,稍密,稍密,承载力中等,可作为地基基础持力层
4、冲洪积Qas主要由灰青灰黄色,松散,无胶结砂卵砾石、粉砂土,〜分布不均匀,承载力中等,可作为地基基础持力层
5、三迭系上统嘉陵江组T j:灰至深灰色灰岩及泥质灰岩1夹白云质灰岩,岩体较完整,深部节理裂隙较不发育层状结构,块状构造,广泛分布于**管理区和**管理区,承载力较好,但埋深较深,可作为深基础持力层
6、志留系中上统S U-S:包括罗惹坪组第二段及上统灰23绿色页岩、钙质粉砂岩夹泥灰岩及紫红色页岩,泥岩;中统SL2罗惹坪组第一段灰岩夹砂页岩;下统S L龙马溪组黑色笔石1页岩夹黑色泥灰岩透镜体岩体较完整,深部节理裂隙较不发育层状结构,块状构造,广泛分布**项目工程区,承载力较好,但埋深较深,可作为深基础持力层
二、基础型式分析河堤段地层为崩坡积层和冲洪积层,下伏基岩埋藏较深崩坡积层的块石、碎石及粘性土,稍密,固结较差,空隙大,承载力中等,基础抗剪强度差,基础开挖稳定性较差,厚度分布不均匀,选用合理的基础型可作为基础持力层;冲洪积层的砂卵砾石,稍密中密,无胶结,颗粒极配不均匀,空隙大,承载〜力差异大,基础抗剪强度差,基础开挖稳定性较差,选用合理的基础型可作为基础持力层基础型式分析从地层结构上看,基岩埋藏较深,挡土墙较高,基础持力层建议选用为冲洪积层,埋深及基础型式按《建造地基基础设计规范》GB50007—2002中的相关要求进行建议岩土物理力学参数结合工程区岩土特性,采用经验类比法,工程区岩土力学参数如下表3-1o表3-1堤基物理力学指标参数建议值磨擦角土层天然容重kN/m3粘聚力kpa容许承载力Mpa°砂卵砾石土19~2120~2510~
200.30~
0.50崩坡积块石土17~1818~2215~
250.20-
0.40残坡积层.1719—16~1818~26________
0.12-
0.
181、边坡稳定性基坑开挖后,开挖基坑边坡地层主要为冲洪积层、崩坡积、残坡积层,根据经验类比,砂卵砾石的内磨擦角中为28~32度,存在边坡稳定问题,需作相应的工程处理措施强风化基岩开挖浅,基本不存在边坡稳定问题
2、基坑涌水量的预测基坑冲洪积层砂卵砾石属强透水地层,涌水量较大,估计渗透系数K=5080m/d,施工开挖需备排水设施〜
3、堤基、堤身抗滑稳定该河段堤基、堤身持力层为砂卵砾石,局部夹粉细砂土,建基面以下砂卵砾石较密实,组成物质较均匀,不存在砂层等滑动面,普通不易产生滑动,最有可能的滑动面就是基础与砂砾石类卵石接触面接触面抗剪强度较高,普通不会产生滑移破坏接触面的搞剪断地质参数建议为广
0.45~
0.50,c=0o
4、堤基不均匀沉陷堤基岩性均为第四系冲洪积层、崩坡层及残坡积层,地层无分选性,承载力差异大,存在不均匀沉陷,设计应采取相应有效的工程处理措施
5、堤基抗冲刷能力、抗冲稳定堤基础为砂、卵砾石,经挖深3m以上的砂卵砾石较密实,颗粒块径及物质组成在空间上随机分布,易淘蚀,抗冲刷能力较弱,建议冲刷系数a2o
6、抗震稳定根据野外调查,堤基未发现较厚的连续的粉细砂层,现场见到的都是呈透镜状分布,应不存在地表液化的问题及抗震稳定问题
3.
4.1工程处理建议
1、河堤地基持力层建议置于第四系冲洪积层及崩坡积层上,第四系冲洪积层及崩坡积层,抗冲刷能力弱,抗滑稳定差,要求基础埋深度满足抗冲、抗滑稳定
2、基础持力层存在不均匀沉陷,在工程建设中应采取相应的工程处理措施,建议采适宜的基础型式,设置相应的沉降缝
3、基坑边坡不稳定,对边坡进行放坡开挖和支护
4、建议参数人工填土丫=1216KN/m,[R]=
0.
150.2MPa,a
0.1〜〜〜
0.2=
0.
51.OMPa,p=1215°,C=0~
0.OIMPa粉、细砂Y=
17.5~20KN/m,[R]=
0.
10.15MPa,Es=10”〜2OMPa,p=1822°,C=0~5kPa,K=
0.55m/d〜〜粉砂土Y=1618KN/m,[R]=
0.1~
0.15MPa,Es=10~20MPa,p=1720°,C=25kPa,K
0.Im/d〜〜砂壤土Y=19~21KN/m,[R]=
0.15~
0.25MPa,Es=10~16MPa,cp=18~25°,C=3~10kpa K=
0.05~
0.5m/d黏土:y=17~20KN/m,[R]=
0.
100.20MPa,Es=8~15MPa,p〜=1017°,C25kPa,K
0.OOlm/d砂砾石:Y=19~22KN/m,[R]=
0.
20.4MPa,Es=30~50Mpa,p〜=28~32°,C=OkPa,K=10lOOm/d砂卵砾石Y=1821KN/m,[R]=
0.
20.4MPa,Es=20〜〜〜40MPa,
①二28325°,C=Okpa K=30120m/d〜〜强风化基岩Y=22~25KN/m,[R]=
0.
50.8MPa,=
0.1~
0.2Mpa,〜p=2630°,冲刷系数a=
1.
51.8基础与堤基C=
0.
10.2MPa,『=
0.〜〜
50.6〜
3.
4.2天然建造材料由于新建河堤均为沿岸河边开挖,河堤堤身物质为原来沿河开挖堆积物,河道宽度普通10^25m摆布,河堤开挖弃料较多,回填料可充分用沿河开挖的弃料,通过工程区及其附近实地调查,该工程天然建造材料砂料可选用附近河砂块石料工程区较缺乏**管理区可选购距工程区约34km处坛子口二迭系灰岩作为块石料场,储量大于20万方,〜其质量及储量均可满足建造要求;**管理区可选取距工程区约
22.5km处已〜建成黎山灰岩料场作为工程供应块石料场,储量大于10万方,其质量及储量均可满足建造要求;**管理区可在距工程区约5km处已建成运营的**沙石料场选购,该料场岩性为三迭系下统铜街子组灰岩,储量大于30万方,其质量及储量均可满足建造要求
3.5结论和建议
1、工程区受**一**一**一**强震带影响较大,为较不稳定地区,根据《中国地震动参数区划图》GB18306—2001查得本区地震动峰值加速度为
0.10g,地震动反应谱特征周期为
0.40s,相应地震基本地震烈度为vn度
2、管理河段主要地层为人工堆积层)杂填土;残坡积(Q诵)碎石土;崩坡积层(Qc°d])块石、碎石及粘性土;冲洪积(Qaw)砂卵砾石及漂石;三迭系上统嘉陵江组(T j)灰至深灰色灰岩及泥质灰1岩夹白云质灰岩;志留系中上统(s L-S)包括罗惹坪组第二段及上223统灰绿色页岩、钙质粉砂岩夹泥灰岩及紫红色页岩,泥岩;中统(SL)2罗惹坪组第一段灰岩夹砂页岩;下统(S L)龙马溪组黑色笔石页岩1夹黑色泥灰岩透镜体除人工堆积层外均可作为挡墙基础持力层
3、工程区控制性地质构造为**背斜,**背斜轴线近东西向,对工程建设影响不大,但第二组节理演变为卸荷裂隙,局部产生崩塌,两岸边坡危岩体发育,建议清除两岸边坡上的危岩或者采取相应的稳固措施
4、砂卵石层透水性较强,受河水影响较大,在工程施工期间应做好相应的抽排水措施;在工程运营过程中,应做好建造物的防洪、冲蚀等处理措施
5、河堤基础建议置于冲洪积层和崩坡积层上,挡墙较高,基础埋深根据《建造地基基础设计规范》(GB50007—2002)中的有关规定执行
6、该工程天然建造材料砂料可选用附近河砂块石料工程区较缺乏**管理区可选购距工程区约3~4km处坛子口二迭系灰岩作为块石料场,储量大于20万方,其质量及储量均可满足建造要求;**管理区可选取距工程区约2〜
2.5km处已建成黎山灰岩料场作为工程供应块石料场,储量大于10万方,其质量及储量均可满足建造要求;**管理区可在距工程区约5km处已建成运营的**沙石料场选购,该料场岩性为三迭系下统铜街子组灰岩,储量大于30万方,其质量及储量均可满足建造要求各料场通公路,交通便宜案建议;
④提出对建造物有影响的不良地质作用的防治方案建议;
⑤进行场地与地基的地震效应评价;
⑥提出地基处理措施的建议地勘工作主要依照《岩土工程勘察规范》GB50021—
2022、《建筑地基基础设计规范》GB50007—
2002、《建造抗震设计规范》GB50011—
2022、《建造地基处理技术规范》JGJ79—2002《中小型水利水电工程地质勘察规范》SL55-
2000.《水利水电工程天然建造材料勘察规程》SL251-2000,《水利水电工程地质测绘规程》SL299-2004进行
3.2区域地质
3.
2.1地形地貌及物理地质现象工程区处于**盆地与云贵高原过渡地带,属构造侵蚀、剥蚀型低中山河谷地貌,**即为流域内沿南东一北西向发育的两条深切河谷,河谷为“V”形谷山脉走向与构造线走向基本一致,地势东高西低,流域内,最高点高程
1436.2m,最低点高程420m,相对高差
1016.2m o区内山峦叠障,沟壑纵横,河谷两侧的岸坡都陡峻,自然坡度大于25°o不良物理地质现象发育中等发育,区内山高坡陡,冲沟较为发育,单点暴雨突出,古滑坡体松散固体物质及冲沟两侧堆积物在受到山洪的诱发后极易形成泥石流其次风化、卸荷裂隙较发育,主要表现为小规模的坍塌、浅表滑坡及部份河谷汇口分布小型洪积扇
3.
2.2地层岩性区内出露地层主要有新生界的第四系全新统Q、更新统QJ、漂砾岩块、砂砾石、块石、碎石砂壤土;中生界白垩系、侏罗系及三迭系的中至粗粒长石砂岩夹砾岩、泥岩、页岩、泥灰岩、石灰岩、白云质灰岩夹白云岩;古生界的二叠系、泥盆系、志留系、奥陶系和寒武系砂页岩、泥质灰岩夹煤、灰绿、灰黑色,致密块状、斑状、杏仁状玄武岩、灰质白云岩、石灰岩夹页岩钙质粉砂岩夹灰绿色、微红色石英砂岩
3.
2.3地质构造及地震工程区域属“**经向构造带”北段东缘,属于**、***新华夏系、华夏系构造体系的范畴,主要构造体系为北西向构造体系、北东向构造体系和南北向构造体系及部份东西向构造体系区域构造复杂、新构造运动强烈、地震频繁工程区紧靠该地震带东侧,属较不稳定地区
3.
2.4区域构造稳定性与地震区域内地层、构造相对复杂,但小范围内相对稳定在区域上,其南、西两侧相距9~12km断裂构造与褶皱构造发育,地质条件复杂,构造活动强烈,属**—**—**—**强震带,地震活动频繁,工程紧靠该强震带,为较不稳定地区根据《中国地震动参数区划图》GB18306—2001本区地震动峰值加速度为
0.10g,地震动反应谱特征周期为
0.40s,相应地震基本地震烈度为VD度
3.
2.5水文地质
1.含水层(组)及地下水类型根据地层岩性及地下水赋存形式、水理性质和水力特征,区内地下水可划分为松散岩类孔隙潜水、碎屑岩裂隙孔隙水、基岩裂隙水三大类型松散岩类孔隙潜水主要赋存在河谷两岸冲洪积层及山麓堆积层中,接受大气降水和基岩裂隙水补给,最终补给河水,孔隙潜水与河水有直接水力联系,水位变化与河水一致坡残积层中孔隙水多为上层滞水,以泉水的形式排出,普通流量小工程区岩体透水性随深度渐次减弱,受岩体的完整性控制总体上是岸坡地下水向河谷运移补给河水碎屑岩裂隙孔隙水为区内的主要地下水类型之一分布广泛,水量弱中等其径流途径短,〜在广阔的基岩地区,地形切割强烈,沟谷发育地段,地下水多以散流形式汇入沟谷,使沟谷自上游到下游未见泉水出露而流量逐渐增大基岩裂隙水基岩裂隙潜水赋存于岩体节理裂隙中,接受大气降水和地表水补给,水量较小埋藏较浅,多以泉的形式排泄于山坡及沟谷,直接或者间接补给地表河水,地下水的补给区与径流区基本一致,水位随地面高程变化,水力坡降,水位埋深则与含水层透水性及所处地形地貌部位有关
2.区域地下水的运动规律**为本区域地下水排泄基准面,对区内地下水的补给、径流、排泄条件产生重要影响,由于区域地层岩性复杂,变化较大,基岩裂隙含水层与相邻隔水层交互产出地下水的补给主要来源为大气降水,其径流方向,径流形式和径流强度均受岩性,构造,地形地貌等因素的控制,普通沿岩层走向或者节理裂隙密集带活动,向河谷或者低谷洼地排泄,补给区与径流区基本一致,地下水动态受季节控制,最终汇入**,因此区域范围内属地下水补给河水
3.3管理河堤段工程地质条件
4.
3.1**管理区
1、地形地貌及物理地质现象管理河堤段地形属构造剥蚀、河谷深切割、侵蚀堆积的低中山峡谷地貌,河漫滩,河阶地发育河漫滩枯季约高于河水位
1.0^
2.0m,汛期则彻底被淹没,沿河床两岸分布,宽度不一,局部为沙滩,坡度2°3;阶地主要为I〜级阶地,分布于河床两岸,按成因划分为基座阶地(侵蚀堆积阶地),高出河床约510m o建造物建在河流阶地上,地层为冲洪积层〜两岸边坡冲沟发育,冲沟口处有小的冲洪积扇,风化、卸荷裂隙较发育,局部见崩塌滑坡等不良物理地质现象
2、地层岩性
(1)第四系管理河段主要地层为人工堆积层(Q1)杂填土、残坡积(Qd,)碎石土、崩坡积层(Qc0】+“)块石、碎石及粘性土、冲洪积(Qas)砂卵砾石及漂石、三迭系嘉陵江组(T j):灰至深灰色灰岩及泥质灰岩夹白云质灰岩,分述如下
1、人工堆积层Q,成份混乱、主要有杂色的碎、块石及粘性土组成,结构松散,厚35m,主要分布于管理河段左岸公路坡脚〜
2、残坡积“也紫红色黏土夹部份砂、泥岩碎石,厚lT20m,主要分布于河床两岸边坡处
3、崩坡积层鼠向褐色、紫红色的块石、碎石及粘性土组成、空隙较大,稍密,厚lT15m,主要分布于管理河段右岸坡脚及河床
4、冲洪积Qaw主要由灰~青灰黄色,松散,无胶结砂卵砾石、粉砂土,分布不均匀,无分选性,局部出露大漂石,漂石直径最大达3m,成份为砂岩、泥岩砾石,夹少量灰岩碎石,厚1525m,主要分布于河床〜
5、三迭系上统嘉陵江组T j:灰至深灰色灰岩及泥质灰岩1夹白云质灰岩岩体较完整,深部节理裂隙较不发育层状结构,块状构造,广泛分布于工程区地层产状走向北东85°,倾角75°,倾向南东
3、地质构造工程区位于**背斜核部,**背斜轴线近东西向,全长36km,核部地层为寒武系中上统娄山关群上段金2-31sb为黄至灰色薄层状白云岩、泥质白〜云岩,节理裂隙发育,主要节理裂隙有两组⑴第一组走向N20W,倾向NE,倾角85°节理裂隙面较粗造,泥质充填不密实,延伸10~30m,密度510条/m,属张扭性节理〜⑵第二组走向N35°50°E,倾向NW,倾角80°85°延伸远,裂面〜〜平直,密度57条/m,属张性节理〜工程区受第二组节理演变为卸荷裂隙,局部产生崩塌,两岸边坡危岩体发育
4、水文地质条件含水岩组及透水性第四系松散堆积层,地下水为孔隙性潜水第四系松散堆积层为块石含碎石粘性土、粘质粉土及砂卵石层,分布广,透水性弱至强,受大气降水及地表水补给,季节性明显白云岩、泥质白云岩全至强风化带节理裂隙发育,节理裂隙间连通性较好,往深部含(透)水性越逐渐减弱新鲜完整的白云岩、泥质白云岩为相对不透水层两岸地下水补给河水拟建河段主要在**河漫滩及河岸坡上进行,砂卵石层透水性较强,受**河水影响较大,在工程施工期间应做好相应的抽排水措施;在工程运营过程中,应做好建造物的防洪、冲蚀等处理措施
3.
3.2**管理区
1、地形地貌及物理地质现象管理河堤段地形属构造剥蚀、河谷深切割、侵蚀堆积的低中山峡谷地貌,河漫滩,河阶地发育河漫滩枯季约高于河水位
1.
02.0m,汛期则彻底被淹〜没,沿河床两岸分布,宽度不一,局部为沙滩,坡度2°3;阶地主要为I〜级阶地,分布于河床两岸,建造物建在河流阶地上,地层为冲洪积层两岸边坡风化、卸荷裂隙较发育,局部见崩塌滑坡等不良物理地质现象
2、地层岩性1第四系管理河段主要地层和**管理区基本一致,亦为人工堆积层Q.杂填土、残坡积Q*】碎石土、崩坡积层Qc“+di块石、碎石及粘性土、冲洪积Qa.砂卵砾石及漂石、三迭系嘉陵江组T j:灰至深灰色灰岩及泥质灰岩夹白云质1灰岩,分述如下
1、人工堆积层Q『成份混乱、主要有杂色的碎、块石及粘性土组成,结构松散,厚35nb主要分布于管理河段左岸公路坡脚〜
2、残坡积Qd〃紫红色黏土夹部份砂、泥岩碎石,厚35m,主要分布〜于河床两岸边坡处
3、崩坡积层分网褐色、紫红色的块石、碎石及粘性土组成、空隙较大,稍密,厚5^10m,主要分布于管理河段右岸坡脚及河床
4、冲洪积Q主要由灰~青灰黄色,松散,无胶结砂卵砾石、粉砂土,MI分布不均匀,无分选性,局部出露大漂石,漂石直径最大达3m,成份为砂岩、泥岩砾石,夹少量灰岩碎石,厚5~15n1,主要分布于河床
5、三迭系上统嘉陵江组T j:灰至深灰色灰岩及泥质灰岩1夹白云质灰岩岩体较完整,深部节理裂隙较不发育层状结构,块状构造,地层产状走向北东85°,倾角75°,倾向南东主要分布于两岸山坡及河床深部
3、地质构造工程区地质构造和**管理区基本一致,亦位于**背斜核部,节理裂隙发育,主要节理裂隙有两组⑴第一组走向N20°W,倾向NE,倾角85°节理裂隙面较粗造,泥质充填不密实,延伸1030m,密度5~10条/m,属张扭性节理〜⑵第二组走向N35°~50°E,倾向NW,倾角80°85°延伸远,裂〜面平直,密度57条/m,属张性节理〜工程区受第二组节理演变为卸荷裂隙,局部产生崩塌,两岸边坡危岩体发育
4、水文地质条件含水岩组及透水性第四系松散堆积层,地下水为孔隙性潜水第四系松散堆积层为块石含碎石粘性土、粘质粉土及砂卵石层,分布广,透水性弱至强,受大气降水及地表水补给,季节性明显白云岩、泥质白云岩全至强风化带节理裂隙发育,节理裂隙间连通性较好,往深部含(透)水性越逐渐减弱新鲜完整的白云岩、泥质白云岩为相对不透水层两岸地下水补给河水拟建河段主要在**河漫滩及河岸坡上进行,砂卵石层透水性较强,受**河水影响较大,在工程施工期间应做好相应的抽排水措施;在工程运营过程中,应做好建造物的防洪、冲蚀等处理措施
3.
3.3**管理区
1、地形地貌及物理地质现象管理河堤段地形属构造剥蚀、河谷深切割、侵蚀堆积的低中山峡谷地貌,河漫滩,河阶地发育河漫滩枯季约高于河水位
1.5^
2.5m,汛期则彻底被淹没,沿河床两岸分布,宽度不一,局部为沙滩,坡度2°~3;阶地主要为I级阶地,分布于河床两岸,建造物建在河流阶地上,地层为冲洪积层。