砂層巖溶地質(zhì)條件下明挖車站設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù)

陸 平 張 虎 鐘世華

(1.中鐵隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，天津 300133； 2.中鐵五局集團(tuán)有限公司，天津 300133)

砂層巖溶地質(zhì)條件下明挖車站設(shè)計(jì)施工關(guān)鍵技術(shù)

陸 平1張 虎1鐘世華2

(1.中鐵隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，天津 300133； 2.中鐵五局集團(tuán)有限公司，天津 300133)

以武漢地鐵6號(hào)線紅建路站明挖工程為例，通過分析工程場(chǎng)地的地質(zhì)條件，研究了該站設(shè)計(jì)施工過程中遇到可溶性巖面直接覆蓋第四系粉細(xì)砂層的處理措施，并對(duì)該種地層在施工及運(yùn)營期的處理技術(shù)作了探討，對(duì)以后相關(guān)工程提供參考。

地鐵車站，覆蓋型砂層巖溶，工程地質(zhì)，塌陷

0 引言

武漢地鐵6號(hào)線紅建路站所處場(chǎng)地為可溶性巖面直接覆蓋第四系粉細(xì)砂層，可溶性巖巖溶強(qiáng)發(fā)育。場(chǎng)地附近的漢陽中南軋鋼廠曾發(fā)生巖溶地面塌陷，因此場(chǎng)地屬于不穩(wěn)定場(chǎng)地，有可能發(fā)生巖溶地面塌陷。鑒于巖溶地面塌陷的突發(fā)性，難以預(yù)報(bào)及處理，將對(duì)地鐵車站的安全帶來重大威脅，造成災(zāi)難性后果，應(yīng)予以高度重視，確保安全。

1 工程概況

武漢市地鐵6號(hào)線一期工程紅建路站，位于武漢市漢陽區(qū)鸚鵡大道下方，處紅建路與鸚鵡大道交叉口，沿鸚鵡大道南北向布置。車站起點(diǎn)里程為K11+431.213,終點(diǎn)里程為K11+659.213，全長228 m，地下2層12 m單柱島式站臺(tái)，地下1層為設(shè)備層及公共區(qū)，地下2層為站臺(tái)層。標(biāo)準(zhǔn)段頂板覆土約3.21 m，結(jié)構(gòu)寬21.1 m，基坑深度約18.35 m。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地連墻。

2 地質(zhì)條件

3 巖溶概況

3.1 巖溶勘察方法

根據(jù)場(chǎng)地區(qū)基本工程、水文地質(zhì)條件和主要地質(zhì)問題，本次研究工作主要選擇了如下方法：1)資料搜集；2)工程鉆探；3)地球物理探測(cè)；4)地下水位長期觀測(cè)；5)室內(nèi)試驗(yàn)。

3.2 工程地質(zhì)

場(chǎng)地由老至新分布有石炭系—三疊系及第四系地層，基巖均埋藏于第四系中細(xì)砂層之下。車站范圍內(nèi)巖面埋深絕對(duì)標(biāo)高：-6 m～-10 m,距車站底板約12 m。

據(jù)鉆探揭示，根據(jù)埋藏條件，本場(chǎng)地巖溶屬于覆蓋型巖溶。場(chǎng)地內(nèi)巖溶屬弱～中等發(fā)育?；鶐r面以下1 m～10 m溶蝕相對(duì)較強(qiáng)。

3.3 場(chǎng)地地下水動(dòng)態(tài)

長江位于場(chǎng)地以東，距地鐵線路450 m～650 m。

場(chǎng)地巖溶水水位標(biāo)高17.1 m～21.5 m，砂層孔隙水水位標(biāo)高17.1 m～19.3 m，并具有如下特點(diǎn)：

1)巖溶水、砂層孔隙水水位隨長江水位變化，具有滯后現(xiàn)象。

2)砂層孔隙水與巖溶水水位變化具有同步性，變化幅度基本相同。

3.4 溶洞分布情況

巖溶主要發(fā)育在灰?guī)r的上部，發(fā)育方向和強(qiáng)度受層面和裂隙控制，多沿陡立灰?guī)r層面垂向呈溶隙形態(tài)發(fā)育，水平向連續(xù)性較差。

3.5 溶洞發(fā)育情況

鉆孔揭露的82個(gè)溶洞鉛直高度統(tǒng)計(jì)：溶洞以洞高小于3 m的溶洞占主導(dǎo)，其中洞高介于0.2 m～1 m之內(nèi)的溶洞占全部溶洞的57.3%，洞高1 m～2 m之內(nèi)的溶洞占全部溶洞的28.1%，洞高2 m～3 m之內(nèi)的溶洞占全部溶洞的6.1%，其余洞高大于3 m的溶洞零星分布，占全部溶洞的8.5%。

溶洞與巖面的關(guān)系：巖面下6 m內(nèi)溶洞占全部溶洞的48.8%，巖面下6 m外溶洞占全部溶洞的51.2%。

3.6 溶洞填充情況

鉆孔揭示溶洞的31.7%未填充，30.5%半填充，37.8%全填充。

溶洞半填充物主要為流塑～軟塑狀粘土及少量碎石；全填充物主要為可塑狀粘土，含少量角礫、碎石。充填物少數(shù)硬塑狀。

4 巖溶塌陷機(jī)理

覆蓋型巖溶地面塌陷，是指隱伏在第四紀(jì)覆蓋層下的可溶巖中存在巖溶空洞，且存在與覆蓋層相連的通道。在某些自然因素或人為因素作用下，覆蓋層物質(zhì)沿著巖溶通道進(jìn)入到巖溶空洞中，引起覆蓋土體發(fā)生漏失，導(dǎo)致地面出現(xiàn)塌陷的自然現(xiàn)象。一是“地面塌陷”，二是“覆蓋層土體”塌陷，而非可溶巖溶洞塌陷。

5 結(jié)論與建議

地鐵車站巖溶處理既要解決施工期的巖溶塌陷問題，又要解決運(yùn)營期間由于列車長期震動(dòng)及基坑周邊臨近人類活動(dòng)對(duì)其產(chǎn)生的不利影響，尤其是運(yùn)營期的安全尤為重要。本文對(duì)這種砂層直接覆蓋在灰?guī)r上的巖溶處理主要是以解決由于地下水流動(dòng)帶動(dòng)砂層流失而產(chǎn)生的地面塌陷問題。運(yùn)營期間建議考慮采用行政手段與市相關(guān)單位進(jìn)行協(xié)調(diào)，擴(kuò)大本區(qū)段地鐵影響控制紅線，嚴(yán)格控制該范圍內(nèi)的其余工程項(xiàng)目的建設(shè)。尤其是涉及到基坑深層降水及入巖樁基的工程，有關(guān)職能部門應(yīng)要求該項(xiàng)目建設(shè)方進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)專項(xiàng)評(píng)估并報(bào)地鐵審批。

[1] 范士凱.武漢(湖北)地區(qū)巖溶地面塌陷[J].資源環(huán)境與工程,2006(S1):52-53.

[2] 羅小杰.試論武漢地區(qū)構(gòu)造演化與巖溶發(fā)育史[J].中國巖溶，2013(2):26-27.

[3] 楊光煦.在巖基中灌注穩(wěn)定漿液形成防滲帷幕[J].湖北水力發(fā)電，2002(2):31-32.

Research on the key technology of design and construction of open cut station sand karst geological conditions

Lu Ping1Zhang Hu1Zhong Shihua2

(1.ChinaRailwayTunnelSurvey&DesignInstituteCo.,Ltd,Tianjin300133,China; 2.TheFifthBureau(Group)CorporationofChinaRailway,Tianjin300133,China)

Taking open excavation engineering of Hongjian road of Wuhan subway No.6 as an example, through analyzing engineering field geology conditions, the paper studies processing measures of karst sand covering quaternary silty sand layer in the station design construction process, and explores the stratum processing measures during the construction and operation period, which has provided some guidance for relevant projects.

subway station, covered-style sandy karst, engineering geology, collapse

1009-6825(2015)07-0149-02

2014-12-24

陸 平(1984- )，男，工程師； 張 虎(1986- )，男，工程師； 鐘世華(1982- )，男，工程師

U231

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