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(zhì)條件復(fù)雜，巖溶較發(fā)育，基坑最大開挖深度約28.4m，本文主要針鐘家村站地質(zhì)條件進(jìn)行分析，評價(jià)其對工程施工的影響。

　　關(guān)鍵詞：武漢地鐵,地質(zhì)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(qū)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(biāo)準(zhǔn)段寬24.0m，局部寬約82.0m。擬建車站設(shè)六個(gè)客流出入口及一個(gè)緊急疏散出入口。

　　擬建鐘家村站現(xiàn)地面標(biāo)高在24.46～26.87m之間，車站頂部最小埋深在標(biāo)高26.05m，地下三層軌面標(biāo)高為2.35～1.76m，基坑底板底標(biāo)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(hù)結(jié)構(gòu)擬選用地下連續(xù)墻或鉆孔灌注樁樁排[1]。

　　2、場地工程地質(zhì)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(fù)雜，基巖種類較多，層面起伏較大，查閱武漢市區(qū)地質(zhì)圖，本場地?cái)鄬雍婉薨櫂?gòu)造較發(fā)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(fù)雜的主因。

　　3、場地水文地質(zhì)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(bǔ)給，無統(tǒng)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(zhì)泥巖、巖體較破碎的硅質(zhì)巖等中風(fēng)化巖層及構(gòu)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?guī)r中，溶蝕現(xiàn)象較發(fā)育，場地內(nèi)發(fā)現(xiàn)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(yán)重漏漿，其他地段未見掉鉆或漏漿現(xiàn)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(zhì)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(wěn)定性構(gòu)成危害，施工時(shí)應(yīng)采取有效防排水措施。另據(jù)現(xiàn)場鉆探顯示，場地局部地段鉆孔存在嚴(yán)重漏漿現(xiàn)象，巖溶裂隙連通性較好，根據(jù)巖溶專項(xiàng)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(zhì)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(qiáng)度低、自穩(wěn)性能差，車站明挖段應(yīng)加強(qiáng)對其支護(hù)。

　　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(qū)(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(qiáng)度將急劇下降。地鐵施工時(shí)應(yīng)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(fā)生。

　　4.4巖溶

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

　　本區(qū)二疊系可溶巖含硅質(zhì)、碳質(zhì)和泥質(zhì)成份，巖溶不如石碳系可溶巖發(fā)育。在不同的構(gòu)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(fā)育，巖溶率大大高于其它部位。如構(gòu)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(zhì)問題。地鐵施工中，易產(chǎn)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(yùn)行造成危害，車站設(shè)計(jì)與施工時(shí)需對溶洞進(jìn)行處理。施工中應(yīng)注意監(jiān)測地下水位的變化，必要時(shí)可采取降水、封堵或?qū)Я鞯忍幚泶胧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(xiàn)地面標(biāo)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(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，其中(1-1)、(1-2)層人工填土、(1-3)層淤泥，土層自穩(wěn)性較差。其余土層自穩(wěn)性較好，但老粘性土層局部具有弱膨脹性，遇水膨脹或強(qiáng)度下降。(18a-2)層中風(fēng)化灰?guī)r中賦存有巖溶水，基坑部分地段已經(jīng)深入或接近該層。若基坑開挖方式不妥，坑壁、地下水不及時(shí)處理或處理不當(dāng)，極有可能發(fā)生坑壁土體失穩(wěn)、地下水突涌等工程事故。因此，對坑壁采取支護(hù)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(zhì)黏土混碎石～(20c-1)層強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)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(hù)采用樁排+內(nèi)支撐或地下連續(xù)墻的支護(hù)形式。

　　車站地下結(jié)構(gòu)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(zhì)巖、灰?guī)r、泥灰?guī)r、石英砂巖地段成樁難度較大，其中灰?guī)r分布范圍最大，硅質(zhì)巖分布范圍次之、但層厚較大，泥灰?guī)r及石英砂巖分布范圍最小，鉆孔灌注樁施工應(yīng)配套選擇沖孔設(shè)備。另鉆(沖)孔施工完畢后基坑內(nèi)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(chǎn)生差異沉降，建議在基底下鋪設(shè)一定厚度的砂石縟墊以協(xié)調(diào)差異沉降[1]。

　　本車站巖溶較發(fā)育(特別是位于F1斷層帶及附近)，在車站基坑開挖施工時(shí)，易引起地基塌陷與坑壁坍塌，還可能對地鐵的后期運(yùn)行造成危害。建議對底板以下10m范圍內(nèi)的溶洞進(jìn)行工程處理，并對進(jìn)入底板以下3m范圍內(nèi)、洞徑大于3m的溶洞進(jìn)行重點(diǎn)處理，處理方法可采用壓力注漿[4]。由于灰?guī)r中溶洞發(fā)育具有隨機(jī)性，建筑物樁基應(yīng)施工前逐樁布置超前孔，查明巖溶發(fā)育情況，合理選擇安全的樁底標(biāo)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(nèi)積水的主要來源。為確保基坑側(cè)壁土體穩(wěn)定、坑內(nèi)無水作業(yè)，建議采用外排內(nèi)防的方式控制地下水，對于可能進(jìn)入基坑內(nèi)的積水可采用基坑內(nèi)明溝導(dǎo)流，集中予以排放。

　　巖溶裂隙水賦存于石炭系灰?guī)r中，場地灰?guī)r溶蝕現(xiàn)象較發(fā)育，亦發(fā)現(xiàn)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(yán)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(biāo)高為19.4～20.6m，車站底板標(biāo)高約0.5m，基坑均已進(jìn)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(jù)簡易抽水據(jù)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(shí)，易產(chǎn)生突水、涌泥問題，對施工安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響。建議在施工中采取降水、封堵或?qū)Я鞯却胧乐故鹿拾l(fā)生。

　　場地地下水主要為上部填土層中的上層滯水和下部灰?guī)r中的巖溶裂隙水，上層滯水會沿地下室外墻下滲，對地下結(jié)構(gòu)形成一定的浮托力，另本地下結(jié)構(gòu)底板直接穿巖或離灰?guī)r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(dǎo)至結(jié)構(gòu)底板，對地下結(jié)構(gòu)形成很大的浮托力，故此擬建地下結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)，抗浮設(shè)計(jì)水位的確定，宜根據(jù)武漢地區(qū)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)確定，建議取 “高階地灰?guī)r區(qū)巖溶承壓水的最高水位”與“高階地老黏性土區(qū)室外地坪標(biāo)高乘以0.7折減系數(shù)”二者間的高值[1]。為防止坑底產(chǎn)生突涌，基坑開挖至1時(shí)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(jié)論

　　鐘家村站所處位置斷層和褶皺構(gòu)造較發(fā)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(fā)育，建議對底板以下一定范圍內(nèi)的溶洞進(jìn)行重點(diǎn)處理，建筑物樁基應(yīng)施工前逐樁布置超前鉆。建議在施工中對坑壁采取支護(hù)加固措施和對地下水采取降水、封堵或?qū)Я鞯却胧Φ叵陆Y(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)，防止事故發(fā)生。車站地下結(jié)構(gòu)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(shè)備和工藝，如需采取爆破，應(yīng)考慮爆破對基坑及周圍建筑物的影響。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[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(xué),2006.