福州市軌道交通2號線工程巖土工程問題和勘察對策

滕紅軍

[摘要]本文通過對福州地鐵2號線勘察工作過程遇到的地質(zhì)問題和勘察方法的總結(jié)，分析并提出了針對福州地區(qū)特殊的工程地質(zhì)問題的勘察解決對策，對以后福州市其他類似工程的建設(shè)提供借鑒意義。

[關(guān)鍵詞]福州地鐵；巖土工程問題；勘察方法 文章編號：2095-4085（2017）02-0036-02

1福州市軌道交通2號線沿線主要工程地質(zhì)問題分析

1.1軟土引起的工程地質(zhì)問題

（1）2號線沿線海相沉積軟土的物理力學(xué)特征。擬建線路沿線淤泥、淤泥質(zhì)土普遍存在，且厚度較大，淤泥質(zhì)土為淤積成因，呈灰色一灰黑色，含有大量有機質(zhì)，高壓縮性，且成軟塑一流塑狀態(tài)，壓縮模量E_s較低，力學(xué)性質(zhì)很差。同時軟土與砂層互層現(xiàn)象普遍，且砂土的含量直接影響土的工程性質(zhì)。軟土可分為以下幾層：第四系全新統(tǒng)淤泥和淤泥質(zhì)土、淤泥夾砂：灰黑色或深灰色，流塑狀態(tài)，含腐植質(zhì)、有機質(zhì)等，部分夾薄層細(xì)砂或爛木，有臭味，無搖振反應(yīng)，有光澤，切面光滑，干強度及韌性高。天然含水量一般在58%～70%左右，剪切波速一般為119～132 m/s，承載力約55 kPa；第四系上更新統(tǒng)淤泥和淤泥質(zhì)土、淤泥夾砂：深灰色，軟塑～可塑狀態(tài)，含少量砂、腐植質(zhì)、有機質(zhì)，蛤等，無搖振反應(yīng)，有光澤，切面光滑，干強度及韌性中等。天然含水量一般約36%～54%，剪切波速一般為160～250 m/s，承載力約70 kPa。

（2）軟土的工程地質(zhì)問題。福州地鐵2號線沿線軟土在空間位置上分布很不均勻，盾構(gòu)區(qū)間在穿越強度差異大的不穩(wěn)定軟硬不均的復(fù)合地層時，盾構(gòu)姿態(tài)控制困難，開挖面穩(wěn)定性控制難度大，可能會發(fā)生盾構(gòu)偏離軸線、開挖面失穩(wěn)、結(jié)泥餅、刀盤具磨損嚴(yán)重等風(fēng)險事件。設(shè)計施工時須根據(jù)實際的地質(zhì)條件，精心設(shè)計制作刀具，在保留原刀盤對軟土地層適應(yīng)性的基礎(chǔ)上，著重提高刀盤對軟硬不均地層的適應(yīng)性。軟土作為地基直接持力層的下臥層時，設(shè)計應(yīng)進(jìn)行下臥層強度驗算，若不能通過驗算，須對軟土采取加固措施，同時后期須對其進(jìn)行檢測。

1.2地下水引起的工程地質(zhì)問題

（1）地鐵沿線大部分地段淤泥、淤泥質(zhì)土、松散密實的中砂普遍存在，而且厚度較大?；娱_挖后，在地下水動水壓力作用下容易產(chǎn)生流泥、流砂現(xiàn)象，在砂土層甚至產(chǎn)生突涌現(xiàn)象。（2）本線路影響設(shè)計施工的主要為第四系松散巖類孔隙水，地下水富水性、透水性較好，水力豐富，勘察期間穩(wěn)定水位較高，且與閩江及內(nèi)河有密切水利聯(lián)系，對明挖車站有不利影響。（3）本工程屬于百年重點工程，地下結(jié)構(gòu)埋置深度較大，地下水位遠(yuǎn)高于地鐵結(jié)構(gòu)底板，需進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗浮設(shè)計，而提供地下工程抗浮評價計算所需的，保證設(shè)防安全和經(jīng)濟(jì)合理的抗浮設(shè)防水位是進(jìn)行抗浮設(shè)計的主要依據(jù)。（4）根據(jù)設(shè)計資料，地鐵隧道洞身范圍大部分位于軟土地層，但隧道基底位于卵石層，該卵石層為承壓水含水層，其富水性好、透水性強，盾構(gòu)施工時須及時壁后注漿襯砌，并做好注漿止水工作，以防砂土、地下水在水頭內(nèi)外壓差的作用下產(chǎn)生流砂、管涌、突涌等地質(zhì)事故。

1.3砂土液化

根據(jù)《福州市軌道交通2號線工程地震安全性評價報告》判定，地震烈度為7度，設(shè)計地震分組第三組，地下水位按自然地面考慮時，場地地面下20m深度范圍內(nèi)飽和砂土及粉土?xí)l(fā)生輕微一中等程度砂土液化，局部可達(dá)到嚴(yán)重液化。砂土在地震液化現(xiàn)象發(fā)生時，土體受到液化作用影響會減弱或失去抗剪強度，甚至失去承載能力，對天然地基、樁基礎(chǔ)會產(chǎn)生不利影響，對地下車站和地下隧道可能會產(chǎn)生破壞作用，為嚴(yán)重的不良地質(zhì)作用。

2勘察對策

城市軌道交通工程勘察，是軌道交通工程建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計勘察、建設(shè)施工、設(shè)備安裝和調(diào)試運營等眾多工作程序中的一部分。它是一個城市軌道交通工程建設(shè)的“偵察尖兵”，對于摸清建設(shè)城市地下的地質(zhì)構(gòu)造及地層巖性、水文地質(zhì)條件、建設(shè)項目的適應(yīng)性，向規(guī)劃建設(shè)方和設(shè)計方提供詳實、準(zhǔn)確的技術(shù)參數(shù)，為城市軌道交通工程提供建設(shè)依據(jù)。因此，勘察過程和勘察數(shù)據(jù)資料的真實、客觀和準(zhǔn)確是一個城市軌道工程建設(shè)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。福州地鐵2號線勘察工作應(yīng)重點查明沿線軟土的分布情況，通過原位測試和室內(nèi)試驗等綜合手段查明其強度和變形特性，軟土的結(jié)構(gòu)及其蠕變性；地下水的分布及性質(zhì)；砂土的顆粒組成及其滲透性，砂土液化特性等。針對不同的工程地質(zhì)問題，勘察時需采用不同的勘察手段，對勘察的重點部位和程序進(jìn)行嚴(yán)格的管理和監(jiān)督，以取得準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。

2.1軟土的勘察對策

（1）勘察時對于軟土地層除需查明其物理力學(xué)特性，為地基承載力確定提供依據(jù)外，還需要進(jìn)行軟土固結(jié)試驗、滲透試驗，為沉降計算提供依據(jù)。（2）勘察時查明軟土在7度地震時有否產(chǎn)生震陷的可能性。通過靈敏度試驗、靜三軸試驗、動三軸試驗結(jié)果，定性計算軟土震陷量，準(zhǔn)確判定本工程是否發(fā)生軟土震陷。（3）除室內(nèi)土工試驗外，可采取標(biāo)貫、十字板剪切試驗、靜力觸探等原位測試手段進(jìn)一步查明軟土的物理力學(xué)性質(zhì)。

2.2地下水的勘察對策

地下水對工程的影響主要包括基坑可能產(chǎn)生的突涌與流砂、抗浮設(shè)防水位的高低、地下水對建筑材料的腐蝕性、設(shè)計和施工對地下水所采取的處理措施等，為此需按工點提供地下水的類型、埋深、含水層特征、滲透系數(shù)、影響半徑、水的腐蝕性程度、歷年最高水位、近3-5年最高水位、抗洪設(shè)防水位資料等。如需要進(jìn)行降水施工時，還需重點查明地下水的補給來源與排泄條件、與地表水體的水力聯(lián)系、含水層中細(xì)粒土層的分布，同時收集附近類似工程的降水實例和經(jīng)驗，分析降水效果及降水工程對環(huán)境的影響。

（1）勘察時需加密勘探點的布置，重點查明飽水砂層的分布，在鉆探過程中詳細(xì)描述其飽和度及密實度。（2）穿越地表水體時，需要查明地表水體與地下水的水力聯(lián)系，結(jié)合施工方法分析施工中發(fā)生涌水、涌砂的可能性。（3）通過收集資料、勘探及布置長期觀測孔等多種手段查明區(qū)域及整個線路的水文地質(zhì)條件或地下水埋藏條件，為抗浮設(shè)防水位專項課題研究提供依據(jù)。（4）每個工點均選擇代表性地段進(jìn)行水文地質(zhì)實驗，提供水文地質(zhì)參數(shù)，必要時設(shè)置地下水位長期觀測孔。

2.3砂土液化的勘察對策

（1）搜集區(qū)域資料，對有可能存在液化的地區(qū)進(jìn)行重點勘察。（2）利用標(biāo)準(zhǔn)貫入方法判定液化時，需加強對現(xiàn)場操作的把控，對標(biāo)準(zhǔn)貫入的器具、操作方法都嚴(yán)格檢查，以防原始數(shù)據(jù)有錯誤。

3結(jié)語

通過對福州地鐵2號線沿線主要巖土工程問題的分析，在勘察工作中應(yīng)有針對性的加強勘察工作的重點和勘察手段的綜合運用，以更好的查明建設(shè)場地的巖土工程地質(zhì)條件，為設(shè)計和施工提供安全、可靠、合理的地質(zhì)參數(shù)，并且建議施工單位采用信息化施工的新技術(shù)，加強施工過程的監(jiān)測，確保安全施工，并盡可能減小地鐵建設(shè)對城市環(huán)境的影響和破壞。