摘要：武漢市地鐵四號線二期工程鐘家村站為四號線和六號線的換乘站，其所在位置地質條件復雜，巖溶較發育，基坑最大開挖深度約28.4m，本文主要針鐘家村站地質條件進行分析，評價其對工程施工的影響。

　　關鍵詞：武漢地鐵,地質條件,巖溶,影響

　　1、工程概況

　　四號線二期工程鐘家村站位于武漢市漢陽區鐘家村，起于漢陽大道與鸚鵡大道交匯處的新世界百貨，止于西大街附近。車站總長度為325.0m，標準段寬24.0m，局部寬約82.0m。擬建車站設六個客流出入口及一個緊急疏散出入口。

　　擬建鐘家村站現地面標高在24.46～26.87m之間，車站頂部最小埋深在標高26.05m，地下三層軌面標高為2.35～1.76m，基坑底板底標高0.596～-2.644m，基坑最大開挖深度約28.4m。擬建車站為武漢市軌道交通四號線與軌道交通六號線換乘站，擬采用蓋挖法施工，圍護結構擬選用地下連續墻或鉆孔灌注樁樁排[1]。

　　2、場地工程地質條件

　　本場地位于漢陽鐘家村漢陽大道與鸚鵡大道交叉路口處，場地地層分布情況。

　　由上表可看出，本場地地層分布極為復雜，基巖種類較多，層面起伏較大，查閱武漢市區地質圖，本場地斷層和褶皺構造較發育，場地主要位于大橋向斜北翼至近核部地段，巖層傾角較抖，分布有走向NNE向的F1斷層[2]，這是地層復雜的主因。

　　3、場地水文地質條件

　　擬建場地地下水類型主要可分為上層滯水、碎屑巖裂隙水和巖溶裂隙水三種類型：第一，上層滯水主要賦存于(1)層填土層中，接受大氣降水垂直下滲補給，無統一自由水面，水位及水量隨大氣降水大小而波動，場地上層滯水初見水位埋深1.1～6.3m之間，靜止水位埋深1.2～5.8m。第二，碎屑巖裂隙水主要賦存于志留系～二疊系的粉砂質泥巖、巖體較破碎的硅質巖等中風化巖層及構造裂隙中，總體來說水量貧乏。第三，巖溶裂隙水主要賦存于石炭系灰巖中，溶蝕現象較發育，場地內發現兩處溶槽，其寬度在18.0~50.0m間，深度約20.0~26.0m。鉆探過程中在部分鉆孔地段嚴重漏漿，其他地段未見掉鉆或漏漿現象，說明擬建場地巖溶裂隙局部地段有一定連通性，局部地段有一定水量。

　　4、不良地質工程問題

　　4.1地下水

　　填土層中的上層滯水，可能會給明挖段基坑邊坡穩定性構成危害，施工時應采取有效防排水措施。另據現場鉆探顯示，場地局部地段鉆孔存在嚴重漏漿現象，巖溶裂隙連通性較好，根據巖溶專項勘察表明，巖溶裂隙水有一定水量，對地鐵施工有一定影響。

　　4.2軟土

　　擬建場地上部沿線分布有厚度不一的填土、淤泥及淤泥質黏性土，其中(1-1)層雜填土、(1-2)層素填土、(1-3)層淤泥層屬軟土范疇，強度低、自穩性能差，車站明挖段應加強對其支護。

　　4.3老黏性土脹縮性

　　擬建場地沿線地貌單元屬剝蝕堆積壟崗區(長江Ⅲ級階地)，該階地的老黏性土局部地段自由膨脹率大于40%，呈零星狀、雞窩狀分布，老黏性土吸水膨脹后土體強度將急劇下降。地鐵施工時應針對不同土體特性采取不同處理措施，以防止工程事故的發生。

　　4.4巖溶

　　鐘家村站大部分位于可溶巖分布區，溶洞、溶槽較發育，揭露的溶洞高度為0.8～7.7m,溶洞、溶槽內被可～硬塑狀的黏土混碎石充填，部分地段鉆孔過程中嚴重漏漿。地下水承壓水位較高，水量較豐富。

　　本區二疊系可溶巖含硅質、碳質和泥質成份，巖溶不如石碳系可溶巖發育。在不同的構造部位，巖溶作用具明顯的差異性，一般在斷裂帶與褶皺的核部附近巖溶最發育，巖溶率大大高于其它部位。如構造帶附近線巖溶率為6.3%，其它部位為0.3%。

　　巖溶問題是對工程影響最大的地質問題。地鐵施工中，易產生地基塌陷與坑壁坍塌，并伴突水、涌泥，還可能對地鐵的后期運行造成危害，車站設計與施工時需對溶洞進行處理。施工中應注意監測地下水位的變化，必要時可采取降水、封堵或導流等處理措施[3]。

　　5、巖土、地下水對地鐵工程的影響及建議

　　5.1巖土層對基坑開挖及樁基施工的影響

　　擬建鐘家村站現地面標高在24.46～26.87m之間，基坑最大開挖深度約28.4m，基坑周圍多高層建筑。基坑坑壁土層為(1-1)雜填土～(20c-1)層強風化粉砂質泥巖，其中(1-1)、(1-2)層人工填土、(1-3)層淤泥，土層自穩性較差。其余土層自穩性較好，但老粘性土層局部具有弱膨脹性，遇水膨脹或強度下降。(18a-2)層中風化灰巖中賦存有巖溶水，基坑部分地段已經深入或接近該層。若基坑開挖方式不妥，坑壁、地下水不及時處理或處理不當，極有可能發生坑壁土體失穩、地下水突涌等工程事故。因此，對坑壁采取支護加固措施和對地下水采取止水、防水措施尤為重要。

　　基坑基底將置于(10-2)層粉質黏土混碎石～(20c-1)層強風化粉砂質泥巖中，且基底大部位于基巖中，建議擬建鐘家村車站基坑支護采用樁排+內支撐或地下連續墻的支護形式。

　　車站地下結構基底大部位于基巖中，鉆孔灌注樁在基巖中成樁會有較大的難度，特別是在硅質巖、灰巖、泥灰巖、石英砂巖地段成樁難度較大，其中灰巖分布范圍最大，硅質巖分布范圍次之、但層厚較大，泥灰巖及石英砂巖分布范圍最小，鉆孔灌注樁施工應配套選擇沖孔設備。另鉆(沖)孔施工完畢后基坑內巖體需爆破施工。鑒于擬建車站基底持力層種類較多，地基均勻性差，為避免產生差異沉降，建議在基底下鋪設一定厚度的砂石縟墊以協調差異沉降[1]。

　　本車站巖溶較發育(特別是位于F1斷層帶及附近)，在車站基坑開挖施工時，易引起地基塌陷與坑壁坍塌，還可能對地鐵的后期運行造成危害。建議對底板以下10m范圍內的溶洞進行工程處理，并對進入底板以下3m范圍內、洞徑大于3m的溶洞進行重點處理，處理方法可采用壓力注漿[4]。由于灰巖中溶洞發育具有隨機性，建筑物樁基應施工前逐樁布置超前孔，查明巖溶發育情況，合理選擇安全的樁底標高。

　　5.2地下水對基坑工程的影響及處理建議

　　賦存于場地上部(1-1)層雜填土及(1-2)層素填土中的上層滯水，是基坑內積水的主要來源。為確保基坑側壁土體穩定、坑內無水作業，建議采用外排內防的方式控制地下水，對于可能進入基坑內的積水可采用基坑內明溝導流，集中予以排放。

　　巖溶裂隙水賦存于石炭系灰巖中，場地灰巖溶蝕現象較發育，亦發現了溶洞、溶槽，溶洞、溶槽雖為黏性土混碎石所充填，但部分鉆探孔嚴重漏漿，說明擬建場地局部地段巖溶裂隙有一定連通性，局部地段有一定水量。測得本段巖溶水測壓水位標高為19.4～20.6m，車站底板標高約0.5m，基坑均已進入含水層，且基坑南端位分布有F1斷層，地下巖溶水可能較豐，據簡易抽水據算單孔涌水量為3m3/h ～5m3/h;部分溶洞、溶隙中富含巖溶水或充填有泥，地鐵施工中，在突遇溶洞、溶隙或斷層帶時，易產生突水、涌泥問題，對施工安全產生嚴重影響。建議在施工中采取降水、封堵或導流等措施，防止事故發生。

　　場地地下水主要為上部填土層中的上層滯水和下部灰巖中的巖溶裂隙水，上層滯水會沿地下室外墻下滲，對地下結構形成一定的浮托力，另本地下結構底板直接穿巖或離灰巖面較近，巖溶裂隙水具承壓性且水頭較高，將直接通過貫通裂隙傳導至結構底板，對地下結構形成很大的浮托力，故此擬建地下結構應進行抗浮設計，抗浮設計水位的確定，宜根據武漢地區相關經驗確定，建議取 “高階地灰巖區巖溶承壓水的最高水位”與“高階地老黏性土區室外地坪標高乘以0.7折減系數”二者間的高值[1]。為防止坑底產生突涌，基坑開挖至1時須采取降水措施，并將地下水降至基坑底板以下1m左右，確保施工安全。

　　6、結論

　　鐘家村站所處位置斷層和褶皺構造較發育，巖土層種類繁多，基巖起伏較大，車站基坑開挖深度大。可溶巖分布范圍最大，有溶洞和溶槽發育，建議對底板以下一定范圍內的溶洞進行重點處理，建筑物樁基應施工前逐樁布置超前鉆。建議在施工中對坑壁采取支護加固措施和對地下水采取降水、封堵或導流等措施，并對地下結構應進行抗浮設計，防止事故發生。車站地下結構基底大部位于基巖中，鉆孔灌注樁在基巖中成樁會有較大的難度，建議采用合適的成孔設備和工藝，如需采取爆破，應考慮爆破對基坑及周圍建筑物的影響。

　　參考文獻：

　　[1]武漢市勘測設計研究院.武漢市軌道交通四號線二期工程第三標段鐘家村站巖土工程詳細勘察報告[R].武漢市勘測設計研究院,2011.

　　[2]湖北省地質礦產局.1:5萬武漢市地質圖系及說明書[R].湖北省地質礦產局,1990.

　　[3]林國慶,馮青華.淺談地下水對武漢市地鐵工程建設的影響[J].資源環境與工程,2011.1.

　　[4]廖景.巖溶地層對地鐵工程影響分析與處理[D].廣州：華南理工大學,2006.