砂层岩溶地质条件下明挖车站设计施工关键技术

陆 平 张 虎 钟世华

(1.中铁隧道勘测设计院有限公司，天津 300133； 2.中铁五局集团有限公司，天津 300133)

砂层岩溶地质条件下明挖车站设计施工关键技术

陆 平1张 虎1钟世华2

(1.中铁隧道勘测设计院有限公司，天津 300133； 2.中铁五局集团有限公司，天津 300133)

以武汉地铁6号线红建路站明挖工程为例，通过分析工程场地的地质条件，研究了该站设计施工过程中遇到可溶性岩面直接覆盖第四系粉细砂层的处理措施，并对该种地层在施工及运营期的处理技术作了探讨，对以后相关工程提供参考。

地铁车站，覆盖型砂层岩溶，工程地质，塌陷

0 引言

武汉地铁6号线红建路站所处场地为可溶性岩面直接覆盖第四系粉细砂层，可溶性岩岩溶强发育。场地附近的汉阳中南轧钢厂曾发生岩溶地面塌陷，因此场地属于不稳定场地，有可能发生岩溶地面塌陷。鉴于岩溶地面塌陷的突发性，难以预报及处理，将对地铁车站的安全带来重大威胁，造成灾难性后果，应予以高度重视，确保安全。

1 工程概况

武汉市地铁6号线一期工程红建路站，位于武汉市汉阳区鹦鹉大道下方，处红建路与鹦鹉大道交叉口，沿鹦鹉大道南北向布置。车站起点里程为K11+431.213,终点里程为K11+659.213，全长228 m，地下2层12 m单柱岛式站台，地下1层为设备层及公共区，地下2层为站台层。标准段顶板覆土约3.21 m，结构宽21.1 m，基坑深度约18.35 m。围护结构采用地连墙。

2 地质条件

3 岩溶概况

3.1 岩溶勘察方法

根据场地区基本工程、水文地质条件和主要地质问题，本次研究工作主要选择了如下方法：1)资料搜集；2)工程钻探；3)地球物理探测；4)地下水位长期观测；5)室内试验。

3.2 工程地质

场地由老至新分布有石炭系—三叠系及第四系地层，基岩均埋藏于第四系中细砂层之下。车站范围内岩面埋深绝对标高：-6 m～-10 m,距车站底板约12 m。

据钻探揭示，根据埋藏条件，本场地岩溶属于覆盖型岩溶。场地内岩溶属弱～中等发育。基岩面以下1 m～10 m溶蚀相对较强。

3.3 场地地下水动态

长江位于场地以东，距地铁线路450 m～650 m。

场地岩溶水水位标高17.1 m～21.5 m，砂层孔隙水水位标高17.1 m～19.3 m，并具有如下特点：

1)岩溶水、砂层孔隙水水位随长江水位变化，具有滞后现象。

2)砂层孔隙水与岩溶水水位变化具有同步性，变化幅度基本相同。

3.4 溶洞分布情况

岩溶主要发育在灰岩的上部，发育方向和强度受层面和裂隙控制，多沿陡立灰岩层面垂向呈溶隙形态发育，水平向连续性较差。

3.5 溶洞发育情况

钻孔揭露的82个溶洞铅直高度统计：溶洞以洞高小于3 m的溶洞占主导，其中洞高介于0.2 m～1 m之内的溶洞占全部溶洞的57.3%，洞高1 m～2 m之内的溶洞占全部溶洞的28.1%，洞高2 m～3 m之内的溶洞占全部溶洞的6.1%，其余洞高大于3 m的溶洞零星分布，占全部溶洞的8.5%。

溶洞与岩面的关系：岩面下6 m内溶洞占全部溶洞的48.8%，岩面下6 m外溶洞占全部溶洞的51.2%。

3.6 溶洞填充情况

钻孔揭示溶洞的31.7%未填充，30.5%半填充，37.8%全填充。

溶洞半填充物主要为流塑～软塑状粘土及少量碎石；全填充物主要为可塑状粘土，含少量角砾、碎石。充填物少数硬塑状。

4 岩溶塌陷机理

覆盖型岩溶地面塌陷，是指隐伏在第四纪覆盖层下的可溶岩中存在岩溶空洞，且存在与覆盖层相连的通道。在某些自然因素或人为因素作用下，覆盖层物质沿着岩溶通道进入到岩溶空洞中，引起覆盖土体发生漏失，导致地面出现塌陷的自然现象。一是“地面塌陷”，二是“覆盖层土体”塌陷，而非可溶岩溶洞塌陷。

5 结论与建议

地铁车站岩溶处理既要解决施工期的岩溶塌陷问题，又要解决运营期间由于列车长期震动及基坑周边临近人类活动对其产生的不利影响，尤其是运营期的安全尤为重要。本文对这种砂层直接覆盖在灰岩上的岩溶处理主要是以解决由于地下水流动带动砂层流失而产生的地面塌陷问题。运营期间建议考虑采用行政手段与市相关单位进行协调，扩大本区段地铁影响控制红线，严格控制该范围内的其余工程项目的建设。尤其是涉及到基坑深层降水及入岩桩基的工程，有关职能部门应要求该项目建设方进行安全风险专项评估并报地铁审批。

[1] 范士凯.武汉(湖北)地区岩溶地面塌陷[J].资源环境与工程,2006(S1):52-53.

[2] 罗小杰.试论武汉地区构造演化与岩溶发育史[J].中国岩溶，2013(2):26-27.

[3] 杨光煦.在岩基中灌注稳定浆液形成防渗帷幕[J].湖北水力发电，2002(2):31-32.

Research on the key technology of design and construction of open cut station sand karst geological conditions

Lu Ping1Zhang Hu1Zhong Shihua2

(1.ChinaRailwayTunnelSurvey&DesignInstituteCo.,Ltd,Tianjin300133,China; 2.TheFifthBureau(Group)CorporationofChinaRailway,Tianjin300133,China)

Taking open excavation engineering of Hongjian road of Wuhan subway No.6 as an example, through analyzing engineering field geology conditions, the paper studies processing measures of karst sand covering quaternary silty sand layer in the station design construction process, and explores the stratum processing measures during the construction and operation period, which has provided some guidance for relevant projects.

subway station, covered-style sandy karst, engineering geology, collapse

1009-6825(2015)07-0149-02

2014-12-24

陆 平(1984- )，男，工程师； 张 虎(1986- )，男，工程师； 钟世华(1982- )，男，工程师

U231

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