穗莞深城際軌道交通工程寶安隧道工程地質條件及地質災害危險性評估

楊志明

（深圳市巖土綜合勘察設計有限公司，廣東深圳518172）

穗莞深城際軌道交通工程寶安隧道工程地質條件及地質災害危險性評估

楊志明*

（深圳市巖土綜合勘察設計有限公司，廣東深圳518172）

擬建穗莞深城際軌道交通工程寶安隧道，穿越深圳寶安國際機場，擬建場地原為珠江河口三角洲沉積平原地貌，工程質地質條件較差，根據國家及廣東省的地質災害防治條例和辦法，需對擬建工程進行地質災害危險性評估。

隧道；工程地質條件；地質災害危險性評估

1 概述

擬建穗莞深城際軌道交通工程寶安隧道，位于珠江三角洲東南部，珠江口東側，深圳市寶安區福永街道，隧道的起訖里程為DK76+450.00～DK83+880.64，全長7430.64m。其中DK79+338.67～DK79+653.67、DK82+949.00～DK83+880.64地段為地下車站，采用明挖法施工，其余地段為區間地下隧道，采用盾構法暗挖施工，見圖1。

擬建場地原為珠江河口三角洲沉積平原地貌，現地面主要建有深圳寶安國際機場，此外北部還分布工業區、住宅區，以及交通道路等建筑設施。場地廣泛分布松散人工填土、砂土，流塑淤泥，軟—可塑粉質粘土等松軟土層，工程地質條件較差，為避免在工程建設中引發地質災害和對可能出現的地質災害采取有效的防范措施，根據國家及廣東省的地質災害防治條例和辦法，對穗莞深城際軌道交通工程寶安隧道進行地質災害危險性評估。

2 場地工程地質條件

2.1 地層巖性分布情況

根據已有勘探及現場調查成果，擬建場地自上而下分布有第四系人工填土層、第四系海陸交互相沉積層、第四系殘積層，以及加里東期混合花崗巖。

（1）第四系人工填土層：

①素填土：褐紅、褐黃、灰褐等色，稍濕—很濕，人工堆積而成，主要由粉質粘土、中粗砂或花崗巖塊石等組成，大多結構松散，未完成自重固結，強度低。該層在場地內大部地段地表分布，平均厚度為4.60m。

（2）第四系海陸交互相沉積層：

②淤泥：深灰—灰黑色，飽和，流塑，含有機質，孔隙度高而含水量大，抗剪強度低，壓縮性高，并具流變性及觸變性，該層場地內大部分地段分布，平均厚度為6.04m。

③粉質粘土：淺灰、灰黃、褐黃色，軟塑—可塑狀，強度較低，并具高壓縮性，該層場地內局部分布，平均厚度為4.18m。

④中、粗砂：淺灰、灰黃色，飽和，松散—稍密狀，透水性及富水好，無粘聚力，穩定性差，該層場地內大部地段分布，平均厚度為5.45m。

（3）第四系殘積層：

⑤粉質粘土：褐黃、褐紅、淺灰色，硬塑狀，主要成份為粉、粘粒，由混合花崗巖風化殘積而成，具中等壓縮性及中等強度，該層場地內大部地段分布，平均厚度為5.99m。

（4）加里東期混合花崗巖：

⑥全風化混合花崗巖：紅褐、灰褐色，巖石已風化成土狀，具中低壓縮性及中等強度，工程性狀較好，透水性及富水性中等，該層場地內均有分布，平均厚度為11.02m。

⑦強風化混合花崗巖：褐黃色，巖石受風化強烈變質，節理裂隙很發育，一般呈碎石狀及塊石狀，巖塊錘擊易碎，具較高強度和承載能力，透水性及富水性中等，該層場地內均有分布，厚度不均，平均厚度為3.55m。

⑧中風化混合花崗巖：灰色，節理裂隙稍發育，巖質較硬，具高強度和承載能力，透水性及富水性中等，該層場地內均有分布。

上述地層巖性分布情況見圖1。

2.2 地下水發育情況

圖1 穗莞深城際軌道交通工程寶安遂道工程地質縱斷面示意圖

根據擬建場地地下水的形成、賦存條件及水力特征，地下水可劃分為2大基本類型：第四系孔隙潛水和基巖裂隙水。

（1）第四系孔隙潛水：主要含水層為中、粗砂層（層號④），該層場地內呈層狀分布，透水性及富水性好，地下水量豐富；次要含水層為淤泥層（層號②），該土層孔隙度高，含水量大，在場地內分布廣泛，厚度較大，但其成分以粘粒為主，孔隙間連通性差，屬相對的隔水層；微含水層為粉質粘土層（層號③、⑤），成分以粘粒為主，透水性及富水性差，亦為相對隔水層，地下水僅以微量滯水形式存在，水量貧乏。

（2）基巖裂隙水：基巖裂隙水主要賦存在基巖風化帶中，主要靠上層的孔隙潛水入滲補給，地下水量中等。基巖裂隙水受基巖裂隙發育程度及其連通性影響，水量分布具不均勻性。

場地位于珠江河口三角洲沉積平原區，地下埋藏淺，水位穩定，水量豐富，勘察期間測得地下水穩定水位埋深介于0.00～4.00m間。地下水主要靠大氣降雨垂直入滲及地表河流側向補給為主。

2.3 隧道洞身經過的巖土及隧道圍巖分級

如圖1所示，隧道DK76+450.00～+780段，洞身穿越殘積粉質粘土及全風化混合花崗巖，圍巖分級為Ⅴ級；DK76+780～+920段，洞身穿越強風化混合花崗巖，圍巖分級為Ⅳ級；DK76+920～DK78+620段，洞身穿越殘積粉質粘土及全風化混合花崗巖，圍巖分級為Ⅴ級；DK78+620～+940段，洞身穿越強—中風化混合花崗巖，圍巖分級為Ⅳ級；DK78+940～DK82+460段，洞身穿越全風化混合花崗巖，圍巖分級為Ⅴ級；DK82+ 460～DK83+880.64段，洞身穿越淤泥、中粗砂，圍巖分級為Ⅵ級。

上述Ⅳ級圍巖呈塊石狀，圍巖穩定性差，拱部無支擴時，可產生崩塌，側壁有時失去穩定；Ⅴ級圍巖呈土狀，強度低且穩定性差，開挖后易產生變形，開挖規模過大，暴露時間過長，可產生崩塌；Ⅵ級圍巖為松軟土，開挖后極易產生坍塌、突水及涌泥的事故。

3 地質災害危險性預測評估

穗莞深城際軌道交通工程寶安隧道工程建設，地下車站采用明挖法施工，區間隧道采用盾構法暗挖施工，根據場地工程質條件，結合建設工程類型和施工方法等，預測工程建設可能引發或加劇的，以及工程建設本身可能遭受的地質災害類型為：崩塌/滑坡、地面塌陷、地面沉降。

3.1 崩塌/滑坡

擬建寶安隧道DK79+338.67～DK79+653.67.0以及DK82+949.00～DK83+880.64地下車站段，地表為深圳寶安國際機場，擬建地下車站采用明挖法施工，基坑開挖深度達18～27m，且不具備放坡開挖條件，須垂直開挖，開挖深度范圍內為人工填土、淤泥、砂土、殘積粉質粘土、全風化片混合花崗巖等巖土層，大多強度低而容易變形，自穩能力低，基坑開挖后容易產生崩塌/滑坡事故，造成地面建筑及基坑內工程建筑和施工機械設備損壞，甚至發生人員傷亡事故，造成重大經濟損失及極大的社會影響，預測崩塌/滑坡地質災害的危險性大，危害大。

3.2 地面塌陷

擬建寶安隧道DK76+450.00～DK79+338.67及DK79+635.67～DK82+949.00段區間隧道，采用盾構法暗挖施工，隧道埋深10～32m不等，根椐現場工程地質條件，如圖1所示，隧道洞身主要穿越第四系殘積粉質粘土（⑤層）、全風化混合花崗巖（⑥層），第四系海陸交互相淤泥（②層）、中、粗砂（④層），等Ⅴ-Ⅵ級圍巖地層，個別地段穿越強—中風化混合花崗巖等Ⅳ級圍巖地層。其中Ⅴ-Ⅵ級圍巖軟弱，強度低，穩定性差，且場地地下水發育，如隧道開挖支護或止水措施不當，極易產生變形、坍塌，以及突水、涌泥等事故，如洞內坍塌范圍不停擴大，會往地面發展，使地表土體陷落而形成地面塌陷地質災害，既造成機場建筑設施損壞，也造成隧道工程建筑及施工機械設備損壞，甚至釀成人員傷亡事故，造成重大經濟損失及社會影響。預測地面塌陷地質災害危險性大、危害大。

3.3 地面沉降

擬建場地原為珠江河口三角洲沉積平原地貌，分布有松散人工填土，軟塑淤泥，松散砂土，軟—可塑粉質粘土等松軟土層。地面已有建筑設施、施工機械設備及材料等物體會對松軟土形成附加荷載，隧道施工抽、排地下水會導致地下水位下降，亦會形成附加荷載，上述附加荷載會使松軟土產生較大的壓縮沉降。經估算，沉降量介于200～694mm間。根據深圳機場軟基處理工程的設計要求：機場滑行道、機坪等地段工后沉降不大于15cm，現估算的地面沉降量遠超出其設計允許范圍，會對機場機坪、滑行道等建筑設施造成損壞，威脅航班安全，造成重大的經濟損失和社會影響。預測地面沉降地質災害的危險性大，危害大。

4 結束語

平原地區城市地下軌道交通工程建設，因基巖埋深較大，使工程建設常在第四系地層及基巖上部風化帶中進行，如開挖、支護等施工措施不當，極易引發崩塌/滑坡、地面沉降、地面塌陷等地質災害，這在上海、廣州、深圳等沿海大城市近年地鐵工程建設中屢見不鮮。穗莞深城際軌道交通工程寶安隧道地質災害危險性評估，可在該隧道工程建設之前，對建設單位、設計單位以及施工單位等項目建設參與方做重要的地質災害風險提示，促使參與各方預先采取防范措施，其避免和減輕地質災害發生的作用，是不可或缺的。

[1]工程地質手冊[M].4版.中國建筑工業出版社.

[2]TB10012-2007鐵路工程地質勘察規范[S].

[3]GB50307-1999地下鐵路、輕軌交通巖土工程勘察規范[S].

[4]徐恒力，等.環境地質學[M].地質出版社.

[5]穗莞深城際軌道交通工程寶安隧道工程地質勘察報告[R].中鐵第四勘察設計院集團有限公司，2012.

U458

A

1004-5716(2015)05-0173-03

2014-10-20

楊志明（1973-），男（漢族），廣東深圳人，工程師，現從事地質技術工作。