公路工程论文发表钟家村站地质条件分析

　　摘要：武汉市地铁四号线二期工程钟家村站为四号线和六号线的换乘站，其所在位置地质条件复杂，岩溶较发育，基坑最大开挖深度约28.4m，本文主要针钟家村站地质条件进行分析，评价其对工程施工的影响。

　　关键词：武汉地铁,地质条件,岩溶,影响

　　1、工程概况

　　四号线二期工程钟家村站位于武汉市汉阳区钟家村，起于汉阳大道与鹦鹉大道交汇处的新世界百货，止于西大街附近。车站总长度为325.0m，标准段宽24.0m，局部宽约82.0m。拟建车站设六个客流出入口及一个紧急疏散出入口。

　　拟建钟家村站现地面标高在24.46～26.87m之间，车站顶部最小埋深在标高26.05m，地下三层轨面标高为2.35～1.76m，基坑底板底标高0.596～-2.644m，基坑最大开挖深度约28.4m。拟建车站为武汉市轨道交通四号线与轨道交通六号线换乘站，拟采用盖挖法施工，围护结构拟选用地下连续墙或钻孔灌注桩桩排[1]。

　　2、场地工程地质条件

　　本场地位于汉阳钟家村汉阳大道与鹦鹉大道交叉路口处，场地地层分布情况。

　　由上表可看出，本场地地层分布极为复杂，基岩种类较多，层面起伏较大，查阅武汉市区地质图，本场地断层和褶皱构造较发育，场地主要位于大桥向斜北翼至近核部地段，岩层倾角较抖，分布有走向NNE向的F1断层[2]，这是地层复杂的主因。

　　3、场地水文地质条件

　　拟建场地地下水类型主要可分为上层滞水、碎屑岩裂隙水和岩溶裂隙水三种类型：第一，上层滞水主要赋存于(1)层填土层中，接受大气降水垂直下渗补给，无统一自由水面，水位及水量随大气降水大小而波动，场地上层滞水初见水位埋深1.1～6.3m之间，静止水位埋深1.2～5.8m。第二，碎屑岩裂隙水主要赋存于志留系～二叠系的粉砂质泥岩、岩体较破碎的硅质岩等中风化岩层及构造裂隙中，总体来说水量贫乏。第三，岩溶裂隙水主要赋存于石炭系灰岩中，溶蚀现象较发育，场地内发现两处溶槽，其宽度在18.0~50.0m间，深度约20.0~26.0m。钻探过程中在部分钻孔地段严重漏浆，其他地段未见掉钻或漏浆现象，说明拟建场地岩溶裂隙局部地段有一定连通性，局部地段有一定水量。

　　4、不良地质工程问题

　　4.1地下水

　　填土层中的上层滞水，可能会给明挖段基坑边坡稳定性构成危害，施工时应采取有效防排水措施。另据现场钻探显示，场地局部地段钻孔存在严重漏浆现象，岩溶裂隙连通性较好，根据岩溶专项勘察表明，岩溶裂隙水有一定水量，对地铁施工有一定影响。

　　4.2软土

　　拟建场地上部沿线分布有厚度不一的填土、淤泥及淤泥质黏性土，其中(1-1)层杂填土、(1-2)层素填土、(1-3)层淤泥层属软土范畴，强度低、自稳性能差，车站明挖段应加强对其支护。

　　4.3老黏性土胀缩性

　　拟建场地沿线地貌单元属剥蚀堆积垄岗区(长江Ⅲ级阶地)，该阶地的老黏性土局部地段自由膨胀率大于40%，呈零星状、鸡窝状分布，老黏性土吸水膨胀后土体强度将急剧下降。地铁施工时应针对不同土体特性采取不同处理措施，以防止工程事故的发生。

　　4.4岩溶

　　钟家村站大部分位于可溶岩分布区，溶洞、溶槽较发育，揭露的溶洞高度为0.8～7.7m,溶洞、溶槽内被可～硬塑状的黏土混碎石充填，部分地段钻孔过程中严重漏浆。地下水承压水位较高，水量较丰富。

　　本区二叠系可溶岩含硅质、碳质和泥质成份，岩溶不如石碳系可溶岩发育。在不同的构造部位，岩溶作用具明显的差异性，一般在断裂带与褶皱的核部附近岩溶最发育，岩溶率大大高于其它部位。如构造带附近线岩溶率为6.3%，其它部位为0.3%。

　　岩溶问题是对工程影响最大的地质问题。地铁施工中，易产生地基塌陷与坑壁坍塌，并伴突水、涌泥，还可能对地铁的后期运行造成危害，车站设计与施工时需对溶洞进行处理。施工中应注意监测地下水位的变化，必要时可采取降水、封堵或导流等处理措施[3]。

　　5、岩土、地下水对地铁工程的影响及建议

　　5.1岩土层对基坑开挖及桩基施工的影响

　　拟建钟家村站现地面标高在24.46～26.87m之间，基坑最大开挖深度约28.4m，基坑周围多高层建筑。基坑坑壁土层为(1-1)杂填土～(20c-1)层强风化粉砂质泥岩，其中(1-1)、(1-2)层人工填土、(1-3)层淤泥，土层自稳性较差。其余土层自稳性较好，但老粘性土层局部具有弱膨胀性，遇水膨胀或强度下降。(18a-2)层中风化灰岩中赋存有岩溶水，基坑部分地段已经深入或接近该层。若基坑开挖方式不妥，坑壁、地下水不及时处理或处理不当，极有可能发生坑壁土体失稳、地下水突涌等工程事故。因此，对坑壁采取支护加固措施和对地下水采取止水、防水措施尤为重要。

　　基坑基底将置于(10-2)层粉质黏土混碎石～(20c-1)层强风化粉砂质泥岩中，且基底大部位于基岩中，建议拟建钟家村车站基坑支护采用桩排+内支撑或地下连续墙的支护形式。

　　车站地下结构基底大部位于基岩中，钻孔灌注桩在基岩中成桩会有较大的难度，特别是在硅质岩、灰岩、泥灰岩、石英砂岩地段成桩难度较大，其中灰岩分布范围最大，硅质岩分布范围次之、但层厚较大，泥灰岩及石英砂岩分布范围最小，钻孔灌注桩施工应配套选择冲孔设备。另钻(冲)孔施工完毕后基坑内岩体需爆破施工。鉴于拟建车站基底持力层种类较多，地基均匀性差，为避免产生差异沉降，建议在基底下铺设一定厚度的砂石缛垫以协调差异沉降[1]。

　　本车站岩溶较发育(特别是位于F1断层带及附近)，在车站基坑开挖施工时，易引起地基塌陷与坑壁坍塌，还可能对地铁的后期运行造成危害。建议对底板以下10m范围内的溶洞进行工程处理，并对进入底板以下3m范围内、洞径大于3m的溶洞进行重点处理，处理方法可采用压力注浆[4]。由于灰岩中溶洞发育具有随机性，建筑物桩基应施工前逐桩布置超前孔，查明岩溶发育情况，合理选择安全的桩底标高。

　　5.2地下水对基坑工程的影响及处理建议

　　赋存于场地上部(1-1)层杂填土及(1-2)层素填土中的上层滞水，是基坑内积水的主要来源。为确保基坑侧壁土体稳定、坑内无水作业，建议采用外排内防的方式控制地下水，对于可能进入基坑内的积水可采用基坑内明沟导流，集中予以排放。

　　岩溶裂隙水赋存于石炭系灰岩中，场地灰岩溶蚀现象较发育，亦发现了溶洞、溶槽，溶洞、溶槽虽为黏性土混碎石所充填，但部分钻探孔严重漏浆，说明拟建场地局部地段岩溶裂隙有一定连通性，局部地段有一定水量。测得本段岩溶水测压水位标高为19.4～20.6m，车站底板标高约0.5m，基坑均已进入含水层，且基坑南端位分布有F1断层，地下岩溶水可能较丰，据简易抽水据算单孔涌水量为3m3/h ～5m3/h;部分溶洞、溶隙中富含岩溶水或充填有泥，地铁施工中，在突遇溶洞、溶隙或断层带时，易产生突水、涌泥问题，对施工安全产生严重影响。建议在施工中采取降水、封堵或导流等措施，防止事故发生。

　　场地地下水主要为上部填土层中的上层滞水和下部灰岩中的岩溶裂隙水，上层滞水会沿地下室外墙下渗，对地下结构形成一定的浮托力，另本地下结构底板直接穿岩或离灰岩面较近，岩溶裂隙水具承压性且水头较高，将直接通过贯通裂隙传导至结构底板，对地下结构形成很大的浮托力，故此拟建地下结构应进行抗浮设计，抗浮设计水位的确定，宜根据武汉地区相关经验确定，建议取 “高阶地灰岩区岩溶承压水的最高水位”与“高阶地老黏性土区室外地坪标高乘以0.7折减系数”二者间的高值[1]。为防止坑底产生突涌，基坑开挖至1时须采取降水措施，并将地下水降至基坑底板以下1m左右，确保施工安全。

　　6、结论

　　钟家村站所处位置断层和褶皱构造较发育，岩土层种类繁多，基岩起伏较大，车站基坑开挖深度大。可溶岩分布范围最大，有溶洞和溶槽发育，建议对底板以下一定范围内的溶洞进行重点处理，建筑物桩基应施工前逐桩布置超前钻。建议在施工中对坑壁采取支护加固措施和对地下水采取降水、封堵或导流等措施，并对地下结构应进行抗浮设计，防止事故发生。车站地下结构基底大部位于基岩中，钻孔灌注桩在基岩中成桩会有较大的难度，建议采用合适的成孔设备和工艺，如需采取爆破，应考虑爆破对基坑及周围建筑物的影响。

　　参考文献：

　　[1]武汉市勘测设计研究院.武汉市轨道交通四号线二期工程第三标段钟家村站岩土工程详细勘察报告[R].武汉市勘测设计研究院,2011.

　　[2]湖北省地质矿产局.1:5万武汉市地质图系及说明书[R].湖北省地质矿产局,1990.

　　[3]林国庆,冯青华.浅谈地下水对武汉市地铁工程建设的影响[J].资源环境与工程,2011.1.

　　[4]廖景.岩溶地层对地铁工程影响分析与处理[D].广州：华南理工大学,2006.

《公路工程论文发表钟家村站地质条件分析》

上一篇：道路桥梁工程论文发表混凝土桥梁裂缝原因

下一篇：道路工程评职论文浅谈公路建设对环境的影响