武漢地鐵二號(hào)線一期工程巖土工程勘察特點(diǎn)分析_工程管理

1、武漢地鐵二號(hào)線一期工程巖土工程勘察特點(diǎn)分析通過對(duì)武漢市軌道交通二號(hào)線一期工程沿線區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特點(diǎn)的分析,說明白在不同地貌單元和不同地質(zhì)條件下針對(duì)地鐵施工工法、進(jìn)行巖土工程勘察的基本內(nèi)容和方法,指出了地鐵勘察在場(chǎng)地條件、勘察要求、試驗(yàn)內(nèi)容等方面不同于一般的工業(yè)與民用建筑巖土工程勘察工作的特點(diǎn),并據(jù)此合理支配勘察實(shí)施方案。0引言武漢是我國(guó)內(nèi)陸腹地重鎮(zhèn),“中部崛起”戰(zhàn)略給武漢市的進(jìn)展建設(shè)帶來極大的機(jī)會(huì),武漢市軌道交通二號(hào)線一期工程是武漢市軌道交通網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中最重要的交通干線,全線長(zhǎng)約27km,全部為地下線,近于南北轉(zhuǎn)東西走向,連接武漢市最繁華的地帶,北起常青花園北端的金銀潭站,跨

2、過張公堤,途經(jīng)漢口火車站、青年路、解放大道、江漢路,在武漢關(guān)下穿長(zhǎng)江至武昌積玉橋,沿和平大道、中山路、穿小龜山到洪山廣場(chǎng)、中南路,沿武珞路、楊家灣到光谷廣場(chǎng)。武漢市軌道交通二號(hào)線一期工程巖土工程勘察工作正在緊急進(jìn)行,依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘表明,沿線交通干道縱橫交叉,地面交通流量大,高層建筑鱗次櫛比,古建筑及需要愛護(hù)的文物建筑眾多,地下管線錯(cuò)綜簡(jiǎn)單,沿江一帶水利、堤防及碼頭設(shè)施生產(chǎn)和施工建設(shè)繁忙,給巖土工程勘察施工帶來了極大的困難,由于本工程貫穿長(zhǎng)江南北,第四系地層分布簡(jiǎn)單,具有多種地貌單元,地質(zhì)構(gòu)造條件、地層巖性組合、土體成因類型、水文地質(zhì)條件等均有明顯差異,使本次地鐵勘察比一般的工業(yè)與民用建筑勘察更簡(jiǎn)

3、單。1沿線工程地質(zhì)特點(diǎn)1.1區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)武漢市區(qū)內(nèi)經(jīng)受了大別、揚(yáng)子、加里東、華里西印支、燕山喜馬拉雅等多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng),主要有褶皺和斷裂兩種構(gòu)造形式,武漢臺(tái)褶皺束由古生界及早三疊系組成的一系列北西西向或近東西向復(fù)式褶皺組成,并伴有與軸線平行或近于的走向斷層及北西向、北東向、北北東或近南北向的斷層。地鐵勘察要留意靠近長(zhǎng)江西岸和中南路的斷裂,該部位基巖較深,但鉆探表明,斷層部位第四系掩蓋層沒有明顯的脆弱土體,與地鐵相關(guān)的地基土和圍巖具有較好的工程性質(zhì)。1.2地形地貌特點(diǎn)武漢市區(qū)總的地勢(shì)是東高西低,南高北低,以丘陵與平原相間的波狀起伏地形為主,長(zhǎng)江兩岸第四系地層較厚,南至武昌小龜山則基巖出露,總體屬

4、于丘陵平原地貌類型。武漢市軌道交通二號(hào)線一期工程沿線通過地段可劃分為五個(gè)地貌單元區(qū):長(zhǎng)江河床河道區(qū)長(zhǎng)江一級(jí)階地區(qū)長(zhǎng)江二級(jí)階地區(qū)長(zhǎng)江三級(jí)階地區(qū)剝蝕丘陵地貌沿線地貌單元?jiǎng)澐忠妶D1。 <CENTER</CENTER地鐵線路經(jīng)過多個(gè)地貌單元,給地鐵設(shè)計(jì)施工帶來簡(jiǎn)單性和多樣性,每個(gè)區(qū)間和每個(gè)車站的施工工法選擇都要結(jié)合地面建筑物的分布狀況和地層分布特點(diǎn),反復(fù)進(jìn)行方案比選。1.3不同地貌單元的地層分布特點(diǎn)1.3.1長(zhǎng)江河床河道區(qū)長(zhǎng)江河道及江北岸5001000m范圍內(nèi),區(qū)域南北直線范圍約2500m,長(zhǎng)江正常水深15.020.0m,水底面標(biāo)高為0-2.0m,水下由新近沉積的松散粉細(xì)砂、中粗砂組成,厚

5、度2025m,砂層飽和,淺部松散粉細(xì)砂具有震驚可液化性;其下為泥質(zhì)砂巖、泥巖、礫巖互層。1.3.2長(zhǎng)江一級(jí)階地區(qū)該地貌單元在本地鐵線路上分布較長(zhǎng),為漢口區(qū)金色雅園站江漢路站、武昌區(qū)積玉橋站及上下區(qū)間范圍。呈現(xiàn)典型的二元結(jié)構(gòu),上部由填土層及第四系全新統(tǒng)沖洪積成因的粘性土組成;中部為稍密中密的粉細(xì)砂、中密密實(shí)的中粗砂夾礫石,粉細(xì)砂層中分布粘性土透鏡體;下部基巖為白堊系下第三系礫巖、砂巖及志留系粉砂巖、泥巖組成。1.3.3長(zhǎng)江二級(jí)階地區(qū)分布于本地鐵線路的北端金銀潭站金色雅園站及常青花園車輛段的范圍。上部為薄層填土和厚度變化較大的全新統(tǒng)沖積成因的軟塑可塑狀態(tài)的一般粘性土;中部為第四系上更新統(tǒng)硬塑狀老粘

6、性土及密實(shí)狀粘質(zhì)砂土及含礫細(xì)砂;下部為白堊系下第三系東湖群的砂巖和礫巖。1.3.4長(zhǎng)江三級(jí)階地區(qū) 分布于螃蟹甲站小龜山站及中南路站一帶。上部為人工填土,其下為第四系沖、洪積成因的上更新統(tǒng)老粘性土層及粘性土混碎石層;下部基巖主要為志留系墳頭組砂巖、泥巖。在小龜山站和中南路站一帶偶見三疊系大冶組灰?guī)r及泥盆系五通組輝綠色石英砂巖。1.3.5剝蝕丘陵地貌主要分布于小龜山、洪山基巖出露地段,石牌嶺站光谷廣場(chǎng)站一帶。場(chǎng)地表層為人工填土,其下即為志留系墳頭組砂巖、泥巖;在楊家灣站四周,灰?guī)r較厚,巖溶比較發(fā)育。2沿線地下水分布特點(diǎn)武漢市地鐵二號(hào)線經(jīng)過不同的地貌單元,地下水的特點(diǎn)也有明顯的不同,沿線場(chǎng)地地下水按

7、賦存條件,分為上層滯水、潛水、孔隙承壓水和基巖裂隙水。1)上層滯水主要賦存于人工填土和粘性土層中,水位不連續(xù),沒有統(tǒng)一的水面標(biāo)高,水位埋深為1.03.5m,主要接受地表水、管道滲漏水和大氣降水的補(bǔ)給。2)潛水主要分布于臨江、臨湖一帶淺部粉土、粉細(xì)砂地層中,具有局部連續(xù)性和統(tǒng)一的地下水面,水位埋深為2.03.0m,主要接受地表水體和大氣降水的補(bǔ)給。3)全新統(tǒng)孔隙承壓水主要分布在長(zhǎng)江兩岸一級(jí)階地,與長(zhǎng)江、漢江的水力聯(lián)系親密,季節(jié)性變化規(guī)律比較明顯,具有互補(bǔ)關(guān)系,賦水地層為粉土、粉細(xì)砂、中粗砂和圓礫、卵石地層,隔水頂板為上部的一般粉質(zhì)粘土、粘土,底板為基巖,含水層厚度一般為1545m,承壓水頭高度1

8、520m。4)上更新統(tǒng)孔隙承壓水主要分布在長(zhǎng)江二級(jí)階地區(qū),賦水地層為黃色、灰綠色粉細(xì)砂、中粗砂和雜色的圓礫、卵石地層,隔水頂板為老粘性土,底板為基巖,含水層厚度一般為1730m,承壓水層底面埋深45m左右。5)基巖裂隙水分為巖溶裂隙水及碎屑巖裂隙水,巖溶裂隙水主要分布在石牌嶺光谷廣場(chǎng)一帶,碎屑巖裂隙水分布在裂隙比較發(fā)育的砂巖、泥巖、礫巖等基巖中,水量不大?；鶐r裂隙水主要通過兩側(cè)暴露基巖接受大氣降水入滲補(bǔ)給,水位埋深6.020.0m。地鐵區(qū)間隧道和車站基底埋深一般為1623m,該深度在一級(jí)、二級(jí)階地和過江段多為粉土、粉細(xì)砂,埋藏豐富的孔隙承壓水,對(duì)地鐵深基坑施工影響最大,施工時(shí)應(yīng)防止流砂和突涌。

9、3地鐵施工工法與工程勘察特點(diǎn)及要求3.1試驗(yàn)項(xiàng)目與取樣部位的基本要求武漢市軌道交通二號(hào)線一期工程沿線車站多采納明挖法施工,部分車站采納半蓋挖順作法施工;江北漢口一線及過江段區(qū)間擬采納盾構(gòu)法施工,武昌螃蟹甲站以南區(qū)間主要采納礦山法施工,因此,巖土工程勘察工作要結(jié)合施工工法、地層巖性分布狀況、地下水分布狀況、地面建筑物及地下管線分布等,有針對(duì)性地進(jìn)行鉆探、試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作,詳見表1,取樣數(shù)量根據(jù)地質(zhì)地貌單元,分別滿意規(guī)范要求的數(shù)量掌握,對(duì)試驗(yàn)結(jié)果離散性大、試驗(yàn)方法不統(tǒng)一、試驗(yàn)造價(jià)特別高的部分項(xiàng)目,結(jié)合閱歷數(shù)值,削減試驗(yàn)數(shù)量;水文地質(zhì)試驗(yàn)單獨(dú)做試驗(yàn)方案。 <CENTER</CENTER

10、 <CENTER</CENTER3.2工程勘察特點(diǎn)沿線巖土工程勘察工作具有如下幾個(gè)明顯的特點(diǎn):1)由于地鐵埋深的技術(shù)需要,鉆孔深度全部可以通過第四系地層,并最少進(jìn)入基巖3.010.0m,勘察剖面能夠完整反映武漢第四系南北向地層分布規(guī)律,為武漢市巖土工程勘察討論供應(yīng)了完整的貫穿長(zhǎng)江南北的工程地質(zhì)剖面圖資料。2)地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪工作要求對(duì)沿線基巖出露狀況、地質(zhì)構(gòu)造特征、地質(zhì)年月、分布范圍、巖溶發(fā)育、地下古河道、古建筑遺址、基巖巖性與新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的關(guān)系等進(jìn)行深層次區(qū)域范圍的討論,是武漢市地質(zhì)地理討論的進(jìn)步和進(jìn)展。3)武漢地鐵二號(hào)線巖土工程勘察要在長(zhǎng)江江面上進(jìn)行鉆探和測(cè)試,需要水道和航運(yùn)部門的

11、協(xié)作,水上鉆探施工難度大,鉆孔定位采納當(dāng)今先進(jìn)的GPS測(cè)量定位方法,鉆探施工時(shí)間不允許在汛期進(jìn)行,長(zhǎng)江兩岸500m防洪大堤范圍內(nèi),對(duì)鉆孔封孔有嚴(yán)格的法 律規(guī)定,必需符合恢復(fù)性回填封孔要求,鉆探程序簡(jiǎn)單,造價(jià)較高。4)靜力觸探試驗(yàn)是武漢地區(qū)巖土工程勘察最常用的試驗(yàn)手段,但靜力觸探試驗(yàn)只適用于一級(jí)階地和二級(jí)階地,長(zhǎng)江兩岸堤防范圍內(nèi)不宜使用,三級(jí)階地區(qū)和剝蝕丘陵地貌不適用靜力觸探試驗(yàn),因此不同的地貌單元,試驗(yàn)方法和手段也不相同。5)依據(jù)沿線地下水水位埋深、地下水類型,采納水文地質(zhì)抽水試驗(yàn)和注水試驗(yàn)方法進(jìn)行分層抽水試驗(yàn),確定第四系各巖土地層的滲透系數(shù)、地下水涌水量、地下水的補(bǔ)給與排泄關(guān)系等,為地鐵車站深大基坑降水施工和基坑支護(hù)技術(shù)供應(yīng)最直接、最牢靠的依據(jù)。6)本次地鐵勘察經(jīng)過市區(qū)最繁華路段,地面交通流量大,地下管線分布簡(jiǎn)單,勘察工作涉及政府多個(gè)管理部門,需要沿線單位和個(gè)人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)鉆探用地的支持和理解,施工工期長(zhǎng),協(xié)調(diào)難度大。3.3勘察工作支配1)工程勘察工作基本根據(jù)地貌單元分段,便于標(biāo)段勘察單位合理支配鉆探工藝、取土數(shù)量、室內(nèi)土工試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),便于勘察資料的分析和討論。