福州市軌道交通2號線工程巖土工程問題和勘察對策

滕紅軍

[摘要]本文通過對福州地鐵2號線勘察工作過程遇到的地質問題和勘察方法的總結，分析并提出了針對福州地區特殊的工程地質問題的勘察解決對策，對以后福州市其他類似工程的建設提供借鑒意義。

[關鍵詞]福州地鐵；巖土工程問題；勘察方法 文章編號：2095-4085（2017）02-0036-02

1福州市軌道交通2號線沿線主要工程地質問題分析

1.1軟土引起的工程地質問題

（1）2號線沿線海相沉積軟土的物理力學特征。擬建線路沿線淤泥、淤泥質土普遍存在，且厚度較大，淤泥質土為淤積成因，呈灰色一灰黑色，含有大量有機質，高壓縮性，且成軟塑一流塑狀態，壓縮模量E_s較低，力學性質很差。同時軟土與砂層互層現象普遍，且砂土的含量直接影響土的工程性質。軟土可分為以下幾層：第四系全新統淤泥和淤泥質土、淤泥夾砂：灰黑色或深灰色，流塑狀態，含腐植質、有機質等，部分夾薄層細砂或爛木，有臭味，無搖振反應，有光澤，切面光滑，干強度及韌性高。天然含水量一般在58%～70%左右，剪切波速一般為119～132 m/s，承載力約55 kPa；第四系上更新統淤泥和淤泥質土、淤泥夾砂：深灰色，軟塑～可塑狀態，含少量砂、腐植質、有機質，蛤等，無搖振反應，有光澤，切面光滑，干強度及韌性中等。天然含水量一般約36%～54%，剪切波速一般為160～250 m/s，承載力約70 kPa。

（2）軟土的工程地質問題。福州地鐵2號線沿線軟土在空間位置上分布很不均勻，盾構區間在穿越強度差異大的不穩定軟硬不均的復合地層時，盾構姿態控制困難，開挖面穩定性控制難度大，可能會發生盾構偏離軸線、開挖面失穩、結泥餅、刀盤具磨損嚴重等風險事件。設計施工時須根據實際的地質條件，精心設計制作刀具，在保留原刀盤對軟土地層適應性的基礎上，著重提高刀盤對軟硬不均地層的適應性。軟土作為地基直接持力層的下臥層時，設計應進行下臥層強度驗算，若不能通過驗算，須對軟土采取加固措施，同時后期須對其進行檢測。

1.2地下水引起的工程地質問題

（1）地鐵沿線大部分地段淤泥、淤泥質土、松散密實的中砂普遍存在，而且厚度較大。基坑開挖后，在地下水動水壓力作用下容易產生流泥、流砂現象，在砂土層甚至產生突涌現象。（2）本線路影響設計施工的主要為第四系松散巖類孔隙水，地下水富水性、透水性較好，水力豐富，勘察期間穩定水位較高，且與閩江及內河有密切水利聯系，對明挖車站有不利影響。（3）本工程屬于百年重點工程，地下結構埋置深度較大，地下水位遠高于地鐵結構底板，需進行結構抗浮設計，而提供地下工程抗浮評價計算所需的，保證設防安全和經濟合理的抗浮設防水位是進行抗浮設計的主要依據。（4）根據設計資料，地鐵隧道洞身范圍大部分位于軟土地層，但隧道基底位于卵石層，該卵石層為承壓水含水層，其富水性好、透水性強，盾構施工時須及時壁后注漿襯砌，并做好注漿止水工作，以防砂土、地下水在水頭內外壓差的作用下產生流砂、管涌、突涌等地質事故。

1.3砂土液化

根據《福州市軌道交通2號線工程地震安全性評價報告》判定，地震烈度為7度，設計地震分組第三組，地下水位按自然地面考慮時，場地地面下20m深度范圍內飽和砂土及粉土會發生輕微一中等程度砂土液化，局部可達到嚴重液化。砂土在地震液化現象發生時，土體受到液化作用影響會減弱或失去抗剪強度，甚至失去承載能力，對天然地基、樁基礎會產生不利影響，對地下車站和地下隧道可能會產生破壞作用，為嚴重的不良地質作用。

2勘察對策

城市軌道交通工程勘察，是軌道交通工程建設的規劃、設計勘察、建設施工、設備安裝和調試運營等眾多工作程序中的一部分。它是一個城市軌道交通工程建設的“偵察尖兵”，對于摸清建設城市地下的地質構造及地層巖性、水文地質條件、建設項目的適應性，向規劃建設方和設計方提供詳實、準確的技術參數，為城市軌道交通工程提供建設依據。因此，勘察過程和勘察數據資料的真實、客觀和準確是一個城市軌道工程建設質量好壞的關鍵。福州地鐵2號線勘察工作應重點查明沿線軟土的分布情況，通過原位測試和室內試驗等綜合手段查明其強度和變形特性，軟土的結構及其蠕變性；地下水的分布及性質；砂土的顆粒組成及其滲透性，砂土液化特性等。針對不同的工程地質問題，勘察時需采用不同的勘察手段，對勘察的重點部位和程序進行嚴格的管理和監督，以取得準確的地質資料。

2.1軟土的勘察對策

（1）勘察時對于軟土地層除需查明其物理力學特性，為地基承載力確定提供依據外，還需要進行軟土固結試驗、滲透試驗，為沉降計算提供依據。（2）勘察時查明軟土在7度地震時有否產生震陷的可能性。通過靈敏度試驗、靜三軸試驗、動三軸試驗結果，定性計算軟土震陷量，準確判定本工程是否發生軟土震陷。（3）除室內土工試驗外，可采取標貫、十字板剪切試驗、靜力觸探等原位測試手段進一步查明軟土的物理力學性質。

2.2地下水的勘察對策

地下水對工程的影響主要包括基坑可能產生的突涌與流砂、抗浮設防水位的高低、地下水對建筑材料的腐蝕性、設計和施工對地下水所采取的處理措施等，為此需按工點提供地下水的類型、埋深、含水層特征、滲透系數、影響半徑、水的腐蝕性程度、歷年最高水位、近3-5年最高水位、抗洪設防水位資料等。如需要進行降水施工時，還需重點查明地下水的補給來源與排泄條件、與地表水體的水力聯系、含水層中細粒土層的分布，同時收集附近類似工程的降水實例和經驗，分析降水效果及降水工程對環境的影響。

（1）勘察時需加密勘探點的布置，重點查明飽水砂層的分布，在鉆探過程中詳細描述其飽和度及密實度。（2）穿越地表水體時，需要查明地表水體與地下水的水力聯系，結合施工方法分析施工中發生涌水、涌砂的可能性。（3）通過收集資料、勘探及布置長期觀測孔等多種手段查明區域及整個線路的水文地質條件或地下水埋藏條件，為抗浮設防水位專項課題研究提供依據。（4）每個工點均選擇代表性地段進行水文地質實驗，提供水文地質參數，必要時設置地下水位長期觀測孔。

2.3砂土液化的勘察對策

（1）搜集區域資料，對有可能存在液化的地區進行重點勘察。（2）利用標準貫入方法判定液化時，需加強對現場操作的把控，對標準貫入的器具、操作方法都嚴格檢查，以防原始數據有錯誤。

3結語

通過對福州地鐵2號線沿線主要巖土工程問題的分析，在勘察工作中應有針對性的加強勘察工作的重點和勘察手段的綜合運用，以更好的查明建設場地的巖土工程地質條件，為設計和施工提供安全、可靠、合理的地質參數，并且建議施工單位采用信息化施工的新技術，加強施工過程的監測，確保安全施工，并盡可能減小地鐵建設對城市環境的影響和破壞。