穗莞深城際軌道交通工程寶安隧道工程地質(zhì)條件及地質(zhì)災(zāi)害危險性評估

楊志明

（深圳市巖土綜合勘察設(shè)計有限公司，廣東深圳518172）

穗莞深城際軌道交通工程寶安隧道工程地質(zhì)條件及地質(zhì)災(zāi)害危險性評估

楊志明*

（深圳市巖土綜合勘察設(shè)計有限公司，廣東深圳518172）

擬建穗莞深城際軌道交通工程寶安隧道，穿越深圳寶安國際機場，擬建場地原為珠江河口三角洲沉積平原地貌，工程質(zhì)地質(zhì)條件較差，根據(jù)國家及廣東省的地質(zhì)災(zāi)害防治條例和辦法，需對擬建工程進行地質(zhì)災(zāi)害危險性評估。

隧道；工程地質(zhì)條件；地質(zhì)災(zāi)害危險性評估

1 概述

擬建穗莞深城際軌道交通工程寶安隧道，位于珠江三角洲東南部，珠江口東側(cè)，深圳市寶安區(qū)福永街道，隧道的起訖里程為DK76+450.00～DK83+880.64，全長7430.64m。其中DK79+338.67～DK79+653.67、DK82+949.00～DK83+880.64地段為地下車站，采用明挖法施工，其余地段為區(qū)間地下隧道，采用盾構(gòu)法暗挖施工，見圖1。

擬建場地原為珠江河口三角洲沉積平原地貌，現(xiàn)地面主要建有深圳寶安國際機場，此外北部還分布工業(yè)區(qū)、住宅區(qū)，以及交通道路等建筑設(shè)施。場地廣泛分布松散人工填土、砂土，流塑淤泥，軟—可塑粉質(zhì)粘土等松軟土層，工程地質(zhì)條件較差，為避免在工程建設(shè)中引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害和對可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害采取有效的防范措施，根據(jù)國家及廣東省的地質(zhì)災(zāi)害防治條例和辦法，對穗莞深城際軌道交通工程寶安隧道進行地質(zhì)災(zāi)害危險性評估。

2 場地工程地質(zhì)條件

2.1 地層巖性分布情況

根據(jù)已有勘探及現(xiàn)場調(diào)查成果，擬建場地自上而下分布有第四系人工填土層、第四系海陸交互相沉積層、第四系殘積層，以及加里東期混合花崗巖。

（1）第四系人工填土層：

①素填土：褐紅、褐黃、灰褐等色，稍濕—很濕，人工堆積而成，主要由粉質(zhì)粘土、中粗砂或花崗巖塊石等組成，大多結(jié)構(gòu)松散，未完成自重固結(jié)，強度低。該層在場地內(nèi)大部地段地表分布，平均厚度為4.60m。

（2）第四系海陸交互相沉積層：

②淤泥：深灰—灰黑色，飽和，流塑，含有機質(zhì)，孔隙度高而含水量大，抗剪強度低，壓縮性高，并具流變性及觸變性，該層場地內(nèi)大部分地段分布，平均厚度為6.04m。

③粉質(zhì)粘土：淺灰、灰黃、褐黃色，軟塑—可塑狀，強度較低，并具高壓縮性，該層場地內(nèi)局部分布，平均厚度為4.18m。

④中、粗砂：淺灰、灰黃色，飽和，松散—稍密狀，透水性及富水好，無粘聚力，穩(wěn)定性差，該層場地內(nèi)大部地段分布，平均厚度為5.45m。

（3）第四系殘積層：

⑤粉質(zhì)粘土：褐黃、褐紅、淺灰色，硬塑狀，主要成份為粉、粘粒，由混合花崗巖風(fēng)化殘積而成，具中等壓縮性及中等強度，該層場地內(nèi)大部地段分布，平均厚度為5.99m。

（4）加里東期混合花崗巖：

⑥全風(fēng)化混合花崗巖：紅褐、灰褐色，巖石已風(fēng)化成土狀，具中低壓縮性及中等強度，工程性狀較好，透水性及富水性中等，該層場地內(nèi)均有分布，平均厚度為11.02m。

⑦強風(fēng)化混合花崗巖：褐黃色，巖石受風(fēng)化強烈變質(zhì)，節(jié)理裂隙很發(fā)育，一般呈碎石狀及塊石狀，巖塊錘擊易碎，具較高強度和承載能力，透水性及富水性中等，該層場地內(nèi)均有分布，厚度不均，平均厚度為3.55m。

⑧中風(fēng)化混合花崗巖：灰色，節(jié)理裂隙稍發(fā)育，巖質(zhì)較硬，具高強度和承載能力，透水性及富水性中等，該層場地內(nèi)均有分布。

上述地層巖性分布情況見圖1。

2.2 地下水發(fā)育情況

圖1 穗莞深城際軌道交通工程寶安遂道工程地質(zhì)縱斷面示意圖

根據(jù)擬建場地地下水的形成、賦存條件及水力特征，地下水可劃分為2大基本類型：第四系孔隙潛水和基巖裂隙水。

（1）第四系孔隙潛水：主要含水層為中、粗砂層（層號④），該層場地內(nèi)呈層狀分布，透水性及富水性好，地下水量豐富；次要含水層為淤泥層（層號②），該土層孔隙度高，含水量大，在場地內(nèi)分布廣泛，厚度較大，但其成分以粘粒為主，孔隙間連通性差，屬相對的隔水層；微含水層為粉質(zhì)粘土層（層號③、⑤），成分以粘粒為主，透水性及富水性差，亦為相對隔水層，地下水僅以微量滯水形式存在，水量貧乏。

（2）基巖裂隙水：基巖裂隙水主要賦存在基巖風(fēng)化帶中，主要靠上層的孔隙潛水入滲補給，地下水量中等?；鶐r裂隙水受基巖裂隙發(fā)育程度及其連通性影響，水量分布具不均勻性。

場地位于珠江河口三角洲沉積平原區(qū)，地下埋藏淺，水位穩(wěn)定，水量豐富，勘察期間測得地下水穩(wěn)定水位埋深介于0.00～4.00m間。地下水主要靠大氣降雨垂直入滲及地表河流側(cè)向補給為主。

2.3 隧道洞身經(jīng)過的巖土及隧道圍巖分級

如圖1所示，隧道DK76+450.00～+780段，洞身穿越殘積粉質(zhì)粘土及全風(fēng)化混合花崗巖，圍巖分級為Ⅴ級；DK76+780～+920段，洞身穿越強風(fēng)化混合花崗巖，圍巖分級為Ⅳ級；DK76+920～DK78+620段，洞身穿越殘積粉質(zhì)粘土及全風(fēng)化混合花崗巖，圍巖分級為Ⅴ級；DK78+620～+940段，洞身穿越強—中風(fēng)化混合花崗巖，圍巖分級為Ⅳ級；DK78+940～DK82+460段，洞身穿越全風(fēng)化混合花崗巖，圍巖分級為Ⅴ級；DK82+ 460～DK83+880.64段，洞身穿越淤泥、中粗砂，圍巖分級為Ⅵ級。

上述Ⅳ級圍巖呈塊石狀，圍巖穩(wěn)定性差，拱部無支擴時，可產(chǎn)生崩塌，側(cè)壁有時失去穩(wěn)定；Ⅴ級圍巖呈土狀，強度低且穩(wěn)定性差，開挖后易產(chǎn)生變形，開挖規(guī)模過大，暴露時間過長，可產(chǎn)生崩塌；Ⅵ級圍巖為松軟土，開挖后極易產(chǎn)生坍塌、突水及涌泥的事故。

3 地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估

穗莞深城際軌道交通工程寶安隧道工程建設(shè)，地下車站采用明挖法施工，區(qū)間隧道采用盾構(gòu)法暗挖施工，根據(jù)場地工程質(zhì)條件，結(jié)合建設(shè)工程類型和施工方法等，預(yù)測工程建設(shè)可能引發(fā)或加劇的，以及工程建設(shè)本身可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害類型為：崩塌/滑坡、地面塌陷、地面沉降。

3.1 崩塌/滑坡

擬建寶安隧道DK79+338.67～DK79+653.67.0以及DK82+949.00～DK83+880.64地下車站段，地表為深圳寶安國際機場，擬建地下車站采用明挖法施工，基坑開挖深度達18～27m，且不具備放坡開挖條件，須垂直開挖，開挖深度范圍內(nèi)為人工填土、淤泥、砂土、殘積粉質(zhì)粘土、全風(fēng)化片混合花崗巖等巖土層，大多強度低而容易變形，自穩(wěn)能力低，基坑開挖后容易產(chǎn)生崩塌/滑坡事故，造成地面建筑及基坑內(nèi)工程建筑和施工機械設(shè)備損壞，甚至發(fā)生人員傷亡事故，造成重大經(jīng)濟損失及極大的社會影響，預(yù)測崩塌/滑坡地質(zhì)災(zāi)害的危險性大，危害大。

3.2 地面塌陷

擬建寶安隧道DK76+450.00～DK79+338.67及DK79+635.67～DK82+949.00段區(qū)間隧道，采用盾構(gòu)法暗挖施工，隧道埋深10～32m不等，根椐現(xiàn)場工程地質(zhì)條件，如圖1所示，隧道洞身主要穿越第四系殘積粉質(zhì)粘土（⑤層）、全風(fēng)化混合花崗巖（⑥層），第四系海陸交互相淤泥（②層）、中、粗砂（④層），等Ⅴ-Ⅵ級圍巖地層，個別地段穿越強—中風(fēng)化混合花崗巖等Ⅳ級圍巖地層。其中Ⅴ-Ⅵ級圍巖軟弱，強度低，穩(wěn)定性差，且場地地下水發(fā)育，如隧道開挖支護或止水措施不當(dāng)，極易產(chǎn)生變形、坍塌，以及突水、涌泥等事故，如洞內(nèi)坍塌范圍不停擴大，會往地面發(fā)展，使地表土體陷落而形成地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害，既造成機場建筑設(shè)施損壞，也造成隧道工程建筑及施工機械設(shè)備損壞，甚至釀成人員傷亡事故，造成重大經(jīng)濟損失及社會影響。預(yù)測地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害危險性大、危害大。

3.3 地面沉降

擬建場地原為珠江河口三角洲沉積平原地貌，分布有松散人工填土，軟塑淤泥，松散砂土，軟—可塑粉質(zhì)粘土等松軟土層。地面已有建筑設(shè)施、施工機械設(shè)備及材料等物體會對松軟土形成附加荷載，隧道施工抽、排地下水會導(dǎo)致地下水位下降，亦會形成附加荷載，上述附加荷載會使松軟土產(chǎn)生較大的壓縮沉降。經(jīng)估算，沉降量介于200～694mm間。根據(jù)深圳機場軟基處理工程的設(shè)計要求：機場滑行道、機坪等地段工后沉降不大于15cm，現(xiàn)估算的地面沉降量遠超出其設(shè)計允許范圍，會對機場機坪、滑行道等建筑設(shè)施造成損壞，威脅航班安全，造成重大的經(jīng)濟損失和社會影響。預(yù)測地面沉降地質(zhì)災(zāi)害的危險性大，危害大。

4 結(jié)束語

平原地區(qū)城市地下軌道交通工程建設(shè)，因基巖埋深較大，使工程建設(shè)常在第四系地層及基巖上部風(fēng)化帶中進行，如開挖、支護等施工措施不當(dāng)，極易引發(fā)崩塌/滑坡、地面沉降、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，這在上海、廣州、深圳等沿海大城市近年地鐵工程建設(shè)中屢見不鮮。穗莞深城際軌道交通工程寶安隧道地質(zhì)災(zāi)害危險性評估，可在該隧道工程建設(shè)之前，對建設(shè)單位、設(shè)計單位以及施工單位等項目建設(shè)參與方做重要的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險提示，促使參與各方預(yù)先采取防范措施，其避免和減輕地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的作用，是不可或缺的。

[1]工程地質(zhì)手冊[M].4版.中國建筑工業(yè)出版社.

[2]TB10012-2007鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].

[3]GB50307-1999地下鐵路、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范[S].

[4]徐恒力，等.環(huán)境地質(zhì)學(xué)[M].地質(zhì)出版社.

[5]穗莞深城際軌道交通工程寶安隧道工程地質(zhì)勘察報告[R].中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司，2012.

U458

A

1004-5716(2015)05-0173-03

2014-10-20

楊志明（1973-），男（漢族），廣東深圳人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)技術(shù)工作。