南寧某地鐵車輛基地初勘主要工程地質(zhì)問題及對策

袁延斐

（中鐵第六勘察設計院集團有限公司，天津 300308）

1 工程概況

某地鐵車輛基地位于廣西壯族自治區(qū)南寧市境內(nèi)，勘察階段為初步勘察，車輛基地長約1.1km，寬約0.4km，場地內(nèi)高差最大約25m，本次勘察采用地質(zhì)調(diào)繪、地面物探、鉆探、取樣、原位測試、室內(nèi)試驗等的綜合勘察方法。

2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件

2.1 工程地質(zhì)條件

場地區(qū)域在地質(zhì)構造上位于南華準地臺南端，即右江再生地槽南緣的西大明山東段高峰隆起束內(nèi)，地鐵線路穿越3 個大的地貌分區(qū)，場地屬孤峰平原區(qū)（Ⅰ區(qū)），零星孤峰拔地而起，四周為海拔150～250m 低丘所環(huán)繞，地面平坦，標高一般在100～200m，第四系含鐵錳結核粉質(zhì)黏土覆蓋普遍，厚0～10m，平原上常見孤峰殘丘、塌陷、溶井、溶潭、大泉及積水塘等，孤峰相對高度50～180m，在孤峰山體中可見有水平溶洞。

圖1 車輛基地地貌分區(qū)

場地內(nèi)揭示的地層主要為第四系人工填土層（Q4ml）素填土、耕植土；第四系沖洪積層（Q4al+pl）含黏性土圓礫；第四系殘、坡積層（Qel+dl）粉質(zhì)黏土、黏土、含角礫黏性土、含碎石黏性土；侏羅系下統(tǒng)汪門組（J1w）泥質(zhì)砂巖、礫巖；石炭系中統(tǒng)（C2）灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r；石炭系下統(tǒng)大塘階（C1d）白云質(zhì)灰?guī)r。其中，侏羅系泥質(zhì)砂巖層產(chǎn)狀 20°∠10°，石炭系灰?guī)r層產(chǎn)狀為 340°∠20°，兩者呈角度不整合接觸，接觸帶沉積厚度不均勻的礫巖，礫巖成分為灰?guī)r碎塊夾泥質(zhì)砂巖。

2.2 水文地質(zhì)條件

場地內(nèi)地下水主要為上層滯水、巖溶水及基巖裂隙水。

上層滯水，一般賦存于人工填土層、耕植土中，無統(tǒng)一水位，補給主要來源于大氣降水、自來水、雨水、污水等地下管線的垂直滲漏補給，排泄主要為大氣蒸發(fā)。不同地段含水層的滲透系數(shù)相差很大，補給方式和補給量懸殊較大，分布不均勻，水位不連續(xù)、高低變化很大。本次勘察期間測得該層地下水初見水位埋深1.5～6.9m，水位變化較大，且不連續(xù)。

基巖裂隙水賦存于侏羅系的泥質(zhì)砂巖、礫巖等巖層裂隙中。含水層復雜，構造裂隙比較發(fā)育，儲水條件好，受降水補給。本次勘察期間測得該層地下水穩(wěn)定水位埋深6.3～8.5m，受降水影響較大。

巖溶水賦存于石炭系灰?guī)r層中，上覆第四系坡、殘積黏性土層，補給條件好，除大氣降雨補給外，還得到周邊基巖裂隙水的側(cè)向補給和孔隙水的垂直滲透補給，根據(jù)場地內(nèi)巖溶水調(diào)查及實測資料，巖溶水水位標高在103.748～103.567m，水位年變幅1.4m 左右，見圖2。

3 主要工程地質(zhì)問題

3.1 巖溶

車輛基地勘察場區(qū)為淺覆蓋型巖溶區(qū)，下伏基巖層為石炭系灰白色灰?guī)r。根據(jù)鉆探資料，擬建場地內(nèi)巖溶中等發(fā)育，主要為全充填型溶洞，少量為半充填型及空洞，充填物為黏土、粉質(zhì)黏土等，局部夾強風化巖塊，發(fā)育規(guī)律性不明顯。

表層發(fā)育的巖溶，其上覆土層在地下水作用下，可能會形成土洞，進而會引起地面塌陷。發(fā)育于構筑物底板的溶溝、溶蝕裂隙、溶洞，隨著時間推移，地下水流易將物質(zhì)遷運至別處，使土層不斷瓦解形成溶洞，最終上部覆蓋層失穩(wěn)，進而影響構筑物基礎穩(wěn)定，特別是土石界面附近的溶洞受地下水變化等因素的影響可能會進一步發(fā)展成土洞，引起地面塌陷。巖溶裂隙的存在，可能造成樁基混凝土超灌比的加大，當持續(xù)長時間漏漿時，易造成斷樁或樁頂標高降低，影響成樁質(zhì)量。樁基成孔施工時，遇無填充或少量填充的大空洞，漿液迅速涌入空洞，孔內(nèi)水頭急劇下降，孔壁失去孔內(nèi)壓力，外部地下滲透水壓過高而產(chǎn)生過高水壓力，引起孔壁坍塌，進而造成埋鉆。

圖2 車輛基地水文地質(zhì)

表1 地質(zhì)風險因素分析與對策

后續(xù)詳勘工作過程中，應著重進一步查明巖溶發(fā)育情況，排除工程風險，不排除深部大巖溶發(fā)育的可能性，巖溶發(fā)育情況仍為詳勘的重點。

3.2 膨脹土

勘察場區(qū)范圍內(nèi)分布有第四系殘、坡積粉質(zhì)黏土層，該土層自由膨脹率平均值27.18～28.42，相對膨脹率平均值0.19～0.20，脹縮總率平均值5.54～6.74，根據(jù)《廣西膨脹土地區(qū)建筑勘察設計施工技術規(guī)程》判定該類土層具脹縮性，為B1 亞類膨脹土，膨脹土的脹縮性等級為中等脹縮土。

該土層抗風化能力弱，風干易裂，具有吸水膨脹、失水收縮干裂的性質(zhì)。此外，膨脹土風化作用強烈，脹縮頻繁，導致膨脹土常具有多裂隙性，大大降低了其結構強度，特別是在遇水和失水的情況下，工程力學性質(zhì)變化較大，水泡后強度顯著降低，易導致邊坡失穩(wěn)，對工程影響較大，設計應采取措施對其進行處理。

3.3 風化巖

勘察場區(qū)范圍內(nèi)分布有全～強風化泥質(zhì)砂巖、強風化礫巖等，基巖風化程度、裂隙發(fā)育程度、穩(wěn)定巖層巖面埋深在縱橫向上變化大，不穩(wěn)定。

本次勘察顯示風化巖發(fā)育規(guī)律性不明顯，尤其是侏羅系和石炭系的角度不整合界面附近，泥質(zhì)砂巖和礫巖風化較嚴重，下伏灰?guī)r風化程度弱，風化程度差異較大，地層軟硬不均。土巖結合面或軟硬結合面穩(wěn)定性差，對邊坡穩(wěn)定性有不利影響。詳勘階段需重點查明巖層分界面的分布。

3.4 人工填土

場區(qū)內(nèi)人工填土層分為素填土和耕植土。

素填土成分為黏性土夾少量碎石塊，欠壓實，力學性質(zhì)較差且差異較大，穩(wěn)定性差。耕植土成分為黏性土，表層夾少量植物根系，鄰近居民居住區(qū)的地段，混雜部分建筑、生活垃圾，欠壓實，力學性質(zhì)差，穩(wěn)定性差。

填土堆積時間一般較短，孔隙比大，壓縮性高，抗剪強度低，穩(wěn)定性差，易造成承臺基坑側(cè)壁場塌、樁基成孔時孔壁坍塌；且人工填土的透水性相對較強，如周邊管線漏水或遇強降雨，容易形成水囊，或者將土細中顆粒被流水帶走。容易在地下形成陷穴。發(fā)生場塌，施工時應子以重點關注。大厚度的人工填土會產(chǎn)生負摩阻，對樁基受力產(chǎn)生不利影響。

因人工填土具有成分不均、厚度及密度變化大、強度低、壓縮性高、孔隙大且滲透性不均、未完成自重固結等特性，工程性質(zhì)復雜、穩(wěn)定性差，對擬建工程有一定影響，可根據(jù)其具體分布情況和規(guī)模，采取清除、換填、加固等處理措施。

4 地質(zhì)風險因素分析與對策

根據(jù)初勘階段的勘察成果，分析車輛基地內(nèi)存在的地質(zhì)風險因素及對策見表1。

5 結論

（1）采用綜合勘察的方法，各勘察手段相互印證，綜合分析，查明了場地內(nèi)工程地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件，為設計提供地質(zhì)依據(jù)。

（2）場地內(nèi)主要工程地質(zhì)問題為巖溶、風化巖、膨脹土和人工填土，針對存在的工程地質(zhì)問題提出了應對措施。其中巖溶發(fā)育情況及巖性分界面仍是本工程不可忽視的重點，下階段勘察設計工作仍應引起重視。