武漢市軌道交通前川車輛段項目工程地質評價

徐成斌

（武漢華太巖土工程有限公司，湖北 武漢 430000）

1 工程概況

武漢市軌道交通7 號線北延線（前川線）項目擬建前川車輛段，場地與北車基地鄰近，位于前川新城區的西側，東南側緊鄰北車基地，南側緊鄰北車基地試車線和武麻鐵路，西北側緊鄰合武客專和規劃道路，東北側緊鄰既有省道310。東西約長1265～1820m，南北寬約125～350m。擬建場地南側以挖方為主，最大挖方高度約14m；北側以填方為主，填方高度一般介于3～5m之間，局部最大填高可達8m，填方外邊界擬采用斜坡。

2 工程地質特征

2.1 地形地貌

場地地形有一定起伏，地勢總體上呈南低北高走勢。擬建場地地貌單元屬剝蝕堆積壟崗區。

2.2 地表水

擬建場地范圍內地表水主要分布在場區溝、塘內，水深0.5～2.5m，高程34.68～47.90m。

2.3 地下水

根據擬建場地地下水主要為上層滯水、層間水及基巖裂隙水。

上層滯水主要賦存于場地上部人工填土中，勘察期間實測場地上層滯水靜止地下水位埋深為0.00～10.2m。根據擬建場地勘察成果并結合地區工程經驗，長江三級階地垅崗地區與基巖接觸的殘坡積土層中存在有層間水或潛水。其水量大小與黏性土含量和碎石含量、結構密實程度和孔隙大小以及補給來源的大小有關[1,2,3]，低洼處層間水有一定的承壓性。基巖裂隙水主要賦存于下部基巖中，水量一般較小。

2.4 場地地層分布

擬建工程施工區范圍內上覆土層主要是近代人工填土、新近湖積淤泥（魚塘內）、第四系沖洪積土層，下部基巖白堊一下第三系泥質砂巖、砂礫巖，以及后期噴出的安山巖。

3 場地工程地質條件分析與評價

3.1 區域地質結構

本項目總體位于“團魚山——青山復式向斜”以北，緊鄰武漢臺褶束與新洲凹陷分界線－襄－廣深斷裂，該深大斷裂帶自場地東南方向至西北方向穿過，直線距離3.0km 左右，新構造運動的影響可以忽略。武漢地區沒有新的活動斷層，且地震烈度I ≤6 度，因此為地殼穩定區。

3.2 場地穩定性及適宜性評價

結合武漢城區地質調查和此次勘察，該項目場地無滑坡、泥石流等動力地質作用對場地的破壞，場地無斷層，按設計要求，場地處于基本穩定狀態。經調查，施工現場基本穩定，地勢有一定起伏，地下水對施工的影響不大，地面排水狀況良好，符合技術規范的有關要求，施工現場較適宜本項目施工。

4 地基基礎分析與評價

4.1 地基均勻性評價

根據勘察結果，場地典型工程地質剖面如下圖1所示：

圖1 典型工程地質剖面圖

總體而言，由于擬建場地上覆土層空間分布不均勻且厚度差異大，下伏基巖巖性復雜、風化程度差異大且空間分布不均勻，大部分擬建建（構）筑物基礎持力層需置于不同的巖土層中，工程特性差異顯著；擬選作基礎持力層的底面或相鄰基底標高的坡度大于10%；建議擬建建（構）筑物地基按不均勻地基設計，設計時應進行沉降、差異沉降、傾斜等特征分析評價，并提出相應建議。

4.2 建（構）筑物基礎類型及持力層分析

根據各建筑物荷載特征、基礎埋深以及場地整平標高，結合工程地質剖面圖，綜合分析后建議擬建綜合樓、聯合檢修庫、運用庫、污水處理站、材料棚、蓄電池間采用樁基，以（15a）單元層強～中風化泥質砂巖或（15c）單元層強～中風化安山巖作為樁基持力層，建議擬建綜合維修車間、門衛室等其他建筑物采用天然地基，以（15a-1）強風化泥質砂巖作為基礎持力層。

當天然地基與墩式基礎并用時，其基底的高差必須符合有關規定要求，且基礎間尚應設置基礎聯系梁。單墩承載力特征值計算不考慮墩身側摩阻力，墩底端阻力特征值采用修正后的持力層承載力特征值。

5 邊坡工程分析與評價

5.1 邊坡工程概括

擬建場地地形有一定起伏，地勢總體上呈南低北高走勢，地面標高33.5～55.5m 左右，最大高差約22m。根據設計提供的資料，擬建場地場平標高為41.5m，軌面標高42.15m，擬建場地南側以挖方為主，擬建場地周邊最大挖方高度約10m；北側以填方為主，填方高度一般介于3～5m 之間，局部最大填高可達8m，填方外邊界擬采用斜坡。

5.2 邊坡穩定性分析

據測繪，擬建場地下伏基巖層面的產狀約315°∠32°（P）。基巖中節理裂隙較發育，各組結構面的平均間距3～5 條/m，主要分布結構面有三組，其產狀分別為120°～135°∠70°～78°（J1）、175 °～182 ° ∠40 °～52 °（J2）、211°～223°∠55°～62°（J3）等。基巖節理裂隙張開度以2mm～5mm 為主，延伸長度較好，節理面較光滑，裂隙間基本無充填或充填少量泥質成分。

根據場區巖質邊坡分布區位、邊坡形態、結構面組合情況，將邊坡分為三個區域。針對各巖質邊坡選取典型結構面測繪點作邊坡結構面赤平極射投影圖如圖2所示，

圖2 巖質邊坡結構面赤平極射投影圖

1 區：層面P 傾向于坡內，為逆向坡，因此可判定邊坡不會發生沿層理面剪切破壞的整體滑坡。邊坡中的各組節理面的交點與邊坡投影弧S 在同一側，且在邊坡的內側，說明結構面組合交線的傾向與坡面傾向一致，傾角大于坡角，屬于穩定結構。由于邊坡巖體破碎，當邊坡巖土體中的軟弱層經差異風化、遇水軟化等地質作用崩解后形成凹腔時，易出現側緣受J1、J2 或J3 控制的傾倒型崩塌破壞。

2 區及3 區：層面P 傾向于坡外，為順向坡，因此可判定邊坡可能發生沿層理面剪切破壞的整體滑坡。邊坡中的各組節理面的交點與邊坡投影弧S 在不同側，說明結構面組合后與邊坡臨空面呈大傾角反向坡的傾倒型崩塌的不穩定組合，易發生邊坡表層傾倒型崩塌破壞[4]。

綜上所述，1 區邊坡不會發生沿層理面剪切破壞的整體滑坡；2 區及3 區邊坡存在發生沿層理面剪切破壞的整體滑坡可能，且易發生邊坡表層傾倒型崩塌破壞。

6 施工建議

現針對項目特點，就關鍵問題提出以下幾點相關建議：

（1）擬選作基礎持力層的底面或相鄰基底標高的坡度大于10%，建議擬建建（構）筑物地基按不均勻地基設計，設計時應進行沉降、差異沉降、傾斜等特征分析評價，并提出相應建議。

（2）場地局部地段不均勻地具弱膨脹潛勢；在基坑、邊坡及地基基礎設計與施工過程中應考慮膨脹土的影響，擬建場地膨脹土地基的脹縮等級可按Ⅰ級考慮，基礎埋置深度應不小于武漢市大氣影響急劇層深度（1.35m）；當需考慮土層膨脹力對車輛段建（構）筑物支護結構側壓力影響時，建議膨脹力取30kPa。

（3）擬建場地內現有邊坡穩定性較好。平場后，施工場地周遭將會形成高為2—10m 的邊坡，安全等級為二級，建議采用坡率法，坡面宜采取錨噴、漿砌片石、格構及生態環境保護等措施進行保護和美化。坡頂周邊要有截流槽，坡頂、坡面、坡腳和臺階等處要有排水管，并要對坡腳進行保護。在邊坡工程中，應用信息技術進行施工。

（4）場地附近未見其他合適料場，可考慮本場地自身挖方棄土的合理利用。本場地表層耕植土、軟土均不宜作為填料使用，膨脹土未經改良不宜直接作為填筑土；強風化巖石遇水易軟化崩解，未經改良不宜作為填筑土；泥質粉砂巖及砂礫巖基巖作為填料時，應考慮其強度低、易軟化等特點。