廣州如意坊放射線系統(tǒng)工程（一期）工程地質(zhì)評述

韓培培 林 銳 楊旭東

1 中鐵隧道集團三處有限公司 廣東深圳 518000

2 中南大學 410075

1 工程概況

如意坊放射線系統(tǒng)工程（一期）位于廣州市荔灣區(qū)，本工程東起內(nèi)環(huán)路如意坊立交，西南下穿珠江后與芳村大道通過相連，項目全長約 2.4km。隧道工程主線雙向六車道斷面，按城市快速路設計，設計時速除黃沙端環(huán)形外50km/h。隧道主線全長1511m，其中岸上段893m，沉管段618m。隧道岸上段分為黃沙端和芳村端兩段：黃沙端岸上段總長503m，其中敞開段217m，暗埋閉口段286m；芳村端岸上段總長390m，其中敞開段179m，暗埋閉口段211m。黃沙端暗埋段與地鐵 11 號線如意坊站重疊 130m由地鐵統(tǒng)一建設，隧道其余配套專業(yè)由本工程實施

圍堰及護岸以珠江為界，分東岸黃沙端圍堰、塢口圍堰及護岸及西岸芳村端圍堰。黃沙端圍堰里程范圍 K1+020～K1+056，芳村端圍堰里程范圍 K1+639～696，岸上段隧道基坑與加強護岸連成整體。干塢塢口圍堰在干塢塢口處外擴約20.4m。

沉管沉放前需進行基槽開挖，靠近黃沙及芳村兩端堤岸附近的河床不能滿足河床下挖的安全支護要求，需在既有護岸結(jié)構(gòu)后方基槽開挖時將既有護岸結(jié)構(gòu)拆除，由加強護岸結(jié)構(gòu)起支擋沉管隧道沉放安裝并覆土回填后，再恢復永久護岸。

2 工程地質(zhì)概況

2.1 自然條件

1）地形、地貌：項目位于廣州市荔灣區(qū)，擬建工程和芳村大道相接。項目地貌屬珠江三角洲沖積平原般為 5.50～11.60m。沿線主要分布有工廠、民宅、古樹等。

2）氣候、氣象：工程位于南亞熱帶季風海洋氣候區(qū)，全年降水豐沛，雨季明顯，日照充足，夏季炎熱，冬季一般較溫暖。在季風環(huán)流控制下，冬半年（9月～翌年3月）受大陸冷高壓影響，氣候干燥，降水較少，多偏北風，夏半年（4～8月）受海洋氣流影響，氣候炎熱，降水量大，多偏南風。年平均氣溫21.9℃，極端高溫可達38.7℃，極端最低氣溫0.0℃。年平均降雨量1696.5mm，歷年最大降雨量2864.7mm，最大月平均降水量288.7mm，日最大降水量385mm。年平均風速1.9m/s，極大風速35.4m/s。年平均影響廣州的熱帶氣旋3.2個。年均氣壓1012.3kPa。年均相對濕度77%。

2.2 地質(zhì)條件

項目的地質(zhì)構(gòu)造和巖性情況如下：勘察區(qū)位于廣州市荔灣區(qū)， 互相沉積層（Q4mc）淤泥、淤泥質(zhì)土 粘土、砂土，殘積層（Qel），下伏基巖主要為白堊系大塱含礫粉細砂巖和黃花崗段（K2d）見圖1（區(qū)域地質(zhì)略圖）。

圖1 區(qū)域地質(zhì)略圖

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

1）褶皺

據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，項目位于荔灣單斜南翼。荔灣單斜位于新市向斜南面 （K2S2a）和西濠段（K2S2b），緊靠廣從斷裂走向展布西方向不斷超覆于上古生界巖層，呈側(cè)疊式沉積，這是燕山期以來廣從斷裂繼承性活動沉積中心逐漸西移有關，詳見圖2。

圖2 體育館—王圣堂地質(zhì)剖面

2）斷裂

控制項目的主要斷裂為廣從斷裂和廣三斷裂。

（1）廣從斷裂：經(jīng)五雷嶺以北沿白云山西麓切過，向南越過珠江至鹽步延出區(qū)外，斷裂兩側(cè)巖性、巖相、古地理都有很大差異是流溪河（Pz2）斷陷、白云山—羅崗（Pz1）斷隆及廣州（Mz）斷陷、鹽步拗陷等構(gòu)造單元的分界線。斷裂發(fā)生于加里東期，活躍于中生代，至今仍在活動，斷層呈北東走向，傾向北西 NW，傾角 40°～60°，屬正斷層。該斷裂在項目南側(cè)通過，與擬建工程近平行分布。

（2）廣三斷裂：經(jīng)白鵝潭水道—五鳳村—石榴崗—侖頭—長洲島北岸止。斷裂東段為廣州斷陷與侖頭—新造（PZ1）斷隆分界線，西段為流溪河（PZ2）斷陷與鹽步石灣（Kz）拗陷分界線。斷裂呈近東西走向，向南傾，傾角50°，屬正斷層。廣三斷裂于珠江水道處下擬建過江隧道呈正交通過，并在隧道東南側(cè)附近（約370m）與廣從斷裂相交匯合。

2.4 地層巖性

項目主要出露第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）、第四系全新統(tǒng)海陸交互相沉積層（Q4mc）、第四系上更新統(tǒng)沖積層（Q3al）、殘積層（Qel）及白堊系上統(tǒng)（K2d）碎屑沉積巖層，根據(jù)巖土層成因類型、巖性及狀態(tài)自上而下劃分見表1。

黃沙端及芳村端岸上隧道結(jié)構(gòu)底板主要位于雜填土層、淤泥層、淤泥質(zhì)砂層及砂層中，部分位于全、強風化粉砂層中。黃沙端圍護結(jié)構(gòu)底主要位于強、中風化粉砂巖層中。芳村端圍護結(jié)構(gòu)底主要位于微風化粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖及中風化安山巖中，部分位于粉質(zhì)粘土層及全風化安山巖中。

江中沉管段結(jié)構(gòu)底板主要位于⑤3中風化粉砂巖層中，部分位于③2中、粗砂層及液化②2、②3、②4砂層和②1淤泥層。

表1 地層分層及巖性

2.5 不良地質(zhì)及特殊巖土

項目內(nèi)不良地質(zhì)主要為飽和砂土液化及軟土震陷。第四系全新統(tǒng)海陸交互相沉積層②2、②3、②4砂層經(jīng)液化判別為液化土。液化土層在強震時，由于液化造成地基失穩(wěn)，是場地和地基穩(wěn)定性的不利因素。施工區(qū)軟土厚度大且分布廣，在強震作用下，有發(fā)生軟土震陷的可能。

2.6 特殊巖土

項目內(nèi)特殊巖土主要為人工填土、軟土、風化巖和殘積土。

人工填土層大部分未完成自動固結(jié)，結(jié)構(gòu)松散，壓縮性大，而且成分復雜，土質(zhì)不均勻，承載力低。

項目軟土主要為淤泥層，淤泥呈流塑狀，具有觸變性和流變性，含水量高，孔隙比大，壓縮性高，滲透性低，靈敏度高，自然固結(jié)度低，固結(jié)變形持續(xù)時間長，承載能力低的工程性質(zhì)。在地面荷載作用下或降低地下水位，軟土將產(chǎn)生固結(jié)沉降，可造成路基的工后沉降過大，管道下沉、斷裂或脫節(jié)等，并對樁基產(chǎn)生負摩阻力作用。

項目內(nèi)基巖主要為粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖，局部為砂礫巖、石灰?guī)r、安山巖等，其風化殘積土及全、強風化巖遇水易軟化崩解。

2.7 黃沙端岸上段地質(zhì)情況

黃沙端岸上暗埋段圍護結(jié)構(gòu)插入強風化帶，部分插入中風化帶，主體結(jié)構(gòu)部分位于淤泥層和強風化帶；敞口段圍護結(jié)構(gòu)插入強風化帶，主體結(jié)構(gòu)位于淤泥層及填土層，部分插入強、中風化帶；整體地質(zhì)情況較差，圍護結(jié)構(gòu)施工過程中應關注相關地質(zhì)情況變化，詳細地質(zhì)情況見圖3。

2.8 黃沙端圍堰及護岸地質(zhì)情況

黃沙端圍堰及護岸圍護結(jié)構(gòu)主要插入強、中風化帶；主體結(jié)構(gòu)部分位于中風化帶、強風化帶，淤泥層。

圖3 黃沙端地質(zhì)縱斷面圖

圖4 江中沉管段地質(zhì)縱斷面圖

圖5 芳村端地質(zhì)縱斷面圖

2.9 沉管段地質(zhì)情況

江中沉管E4，E5，E3-1（E3-2）管節(jié)基底處于中風化帶,需在施工過程中處理好基坑的開挖，涉及到工效的情況，可考慮爆破處理；其余管節(jié)基坑底處于淤泥層，在基坑開挖回填過程中，需嚴格控制標高，處理好基底回填材料和標高，以防止基底沉降、滲漏水現(xiàn)象，詳細地質(zhì)斷面見圖4。

2.10 芳村端圍堰及護岸地質(zhì)情況

芳村端岸上暗埋段圍護結(jié)構(gòu)插入強風化帶，主體結(jié)構(gòu)部分位于強風化；敞口段圍護結(jié)構(gòu)插入強風化帶，主體結(jié)構(gòu)位于淤泥層及填土層；整體地質(zhì)情況較差，圍護結(jié)構(gòu)施工過程中應關注相關地質(zhì)情況變化。

2.11 芳村端岸上段地質(zhì)情況

芳村端圍堰及護岸圍護結(jié)構(gòu)主要插入強、中風化帶；主體結(jié)構(gòu)部分位于淤泥層，在E6節(jié)沉管部位與圍堰內(nèi)結(jié)構(gòu)相接和結(jié)構(gòu)施工中應注意基底的開挖清理、回填工作的標高控制，詳細地質(zhì)情況見圖5。

2.12 道路段地質(zhì)情況

該區(qū)域與總體地質(zhì)情況相同，部分區(qū)域需進行軟基處理，其余地質(zhì)情況不做累述。

3 水文地質(zhì)

3.1 地表水

廣州市中心城區(qū)境內(nèi)河流屬珠江三角洲水系，河網(wǎng)密布，如意坊隧道工程地處珠江流域，地表水發(fā)育，隧道沉管段直接穿越珠江廣州河道，隧道處水面寬約650m，水深4.5～6.5m，河床標高-1.20～-4.20m。河道斷面呈“U”字形，屬老年期河流。

珠江廣州河道受潮汐影響顯著，潮汐性質(zhì)與珠江口基本一致，潮汐為不規(guī)則半日型，年平均漲潮、落潮潮差均在2.0m以下，潮差年際變化不大，年內(nèi)變化則較大。

河道徑流由降雨形成，徑流年際變化不均，最大、最小年徑流量的比值可達4～5，徑流年內(nèi)分配不均，汛期（4～9月）徑流量占年總量的80～85%，最大徑流量多出現(xiàn)在5、6月份，12月～翌年1月徑流量最水，僅占年徑流量的6～8%。

近年來，除白沙河個別斷面受2009年開始的白坭河航道整治工程影響下切明顯，如意坊隧道附近河段整體處于輕微淤積狀態(tài)，未來演變趨勢主要受河床自然沖淤的影響。目前河段河床演變呈淤積狀態(tài)，河床變化較為平緩。

3.2 地下水

項目地下水類型主要有上層滯水、孔隙潛水、承壓水及基巖孔隙裂隙承壓水和巖溶承壓水。區(qū)域內(nèi)地下水混合穩(wěn)定水位埋深一般為0.7～3.4m，地面標高一般為6.5～8.5m，地下水位的變化幅度一般為1.0～2.0m。

上層滯水：賦存于人工填土層。人工填土層結(jié)構(gòu)疏松，含上層滯水。但含水量不大，其動態(tài)受季節(jié)性控制。主要接受大氣降水和河涌水補給。

孔隙潛水、承壓水：賦存于第四系全新統(tǒng)海陸交互相沉積層砂層和上更新統(tǒng)沖積層砂層中。場區(qū)內(nèi)砂層較發(fā)育，厚度較大，透水性良好，含豐富的孔隙水?？紫端饕獮槌袎核糠值囟魏皩又苯游挥谔钔翆又聞t為潛水。地下水主要接受大氣降水的滲入補給和周邊水系側(cè)向補給，由于場區(qū)河涌發(fā)育，地下水與河水具有水力聯(lián)系，補給來源充足。

基巖孔隙裂隙承壓水：基巖強、中風化巖石裂隙發(fā)育，含地下水，具承壓性。主要靠上部孔隙水的直接補給或越流補給，補給來源充足。

巖溶承壓水：賦存于場區(qū)石灰?guī)r裂隙或溶洞中，具較高承壓性，水量較大，主要接受上部砂層的越流補給和上游地下水的側(cè)向補給。

項目內(nèi)地下水對砼結(jié)構(gòu)及砼結(jié)構(gòu)中鋼筋具有微腐蝕性。

4 氣候、氣象特征

工程位于南亞熱帶季風海洋氣候區(qū)，全年降水豐沛，雨季明顯，日照充足，夏季炎熱，冬季一般較溫暖。在季風環(huán)流控制下，冬半年（9月～翌年3月）受大陸冷高壓影響，氣候干燥，降水較少，多偏北風，夏半年（4～8月）受海洋氣流影響，氣候炎熱，降水量大，多偏南風。年平均氣溫21.9℃，極端高溫可達38.7℃，極端最低氣溫0.0℃。年平均降雨量1696.5mm，歷年最大降雨量2864.7mm，最大月平均降水量288.7mm，日最大降水量385mm。年平均風速1.9m/s，極大風速35.4m/s。年平均影響廣州的熱帶氣旋3.2個。年均氣壓1012.3kPa。年均相對濕度77%。

5 項目穩(wěn)定性評價

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，項目位于荔灣單斜南翼，項目的穩(wěn)定性主要受區(qū)域性廣從斷裂和廣三斷裂控制。廣從斷裂在場區(qū)東側(cè)約260～440m 處經(jīng)過，與擬建工程近平行展布，并在芳村立交左轉(zhuǎn)匝道處正交通過；廣三斷裂于珠江水道處與擬建過江隧道呈正交通過，并在隧道東側(cè)附近（約 370.00m）與廣從斷裂相交匯合。廣從斷裂和廣三斷裂均為廣州市主要活動斷裂，廣三斷裂直接與擬建隧道正交，且兩斷裂在擬建隧道的東側(cè)附近相交匯合，兩斷裂對擬建工程的穩(wěn)定性有直接的影響。根據(jù)該項目地震安評報告，項目的廣州—三水斷裂的斷裂活動時代在早、中更新世，晚更新世以來無明顯的活動，屬于早第四紀斷層，可忽略該斷裂錯動對地面工程的影響。