穗莞深城际轨道交通工程宝安隧道工程地质条件及地质灾害危险性评估

杨志明

（深圳市岩土综合勘察设计有限公司，广东深圳518172）

穗莞深城际轨道交通工程宝安隧道工程地质条件及地质灾害危险性评估

杨志明*

（深圳市岩土综合勘察设计有限公司，广东深圳518172）

拟建穗莞深城际轨道交通工程宝安隧道，穿越深圳宝安国际机场，拟建场地原为珠江河口三角洲沉积平原地貌，工程质地质条件较差，根据国家及广东省的地质灾害防治条例和办法，需对拟建工程进行地质灾害危险性评估。

隧道；工程地质条件；地质灾害危险性评估

1 概述

拟建穗莞深城际轨道交通工程宝安隧道，位于珠江三角洲东南部，珠江口东侧，深圳市宝安区福永街道，隧道的起讫里程为DK76+450.00～DK83+880.64，全长7430.64m。其中DK79+338.67～DK79+653.67、DK82+949.00～DK83+880.64地段为地下车站，采用明挖法施工，其余地段为区间地下隧道，采用盾构法暗挖施工，见图1。

拟建场地原为珠江河口三角洲沉积平原地貌，现地面主要建有深圳宝安国际机场，此外北部还分布工业区、住宅区，以及交通道路等建筑设施。场地广泛分布松散人工填土、砂土，流塑淤泥，软—可塑粉质粘土等松软土层，工程地质条件较差，为避免在工程建设中引发地质灾害和对可能出现的地质灾害采取有效的防范措施，根据国家及广东省的地质灾害防治条例和办法，对穗莞深城际轨道交通工程宝安隧道进行地质灾害危险性评估。

2 场地工程地质条件

2.1 地层岩性分布情况

根据已有勘探及现场调查成果，拟建场地自上而下分布有第四系人工填土层、第四系海陆交互相沉积层、第四系残积层，以及加里东期混合花岗岩。

（1）第四系人工填土层：

①素填土：褐红、褐黄、灰褐等色，稍湿—很湿，人工堆积而成，主要由粉质粘土、中粗砂或花岗岩块石等组成，大多结构松散，未完成自重固结，强度低。该层在场地内大部地段地表分布，平均厚度为4.60m。

（2）第四系海陆交互相沉积层：

②淤泥：深灰—灰黑色，饱和，流塑，含有机质，孔隙度高而含水量大，抗剪强度低，压缩性高，并具流变性及触变性，该层场地内大部分地段分布，平均厚度为6.04m。

③粉质粘土：浅灰、灰黄、褐黄色，软塑—可塑状，强度较低，并具高压缩性，该层场地内局部分布，平均厚度为4.18m。

④中、粗砂：浅灰、灰黄色，饱和，松散—稍密状，透水性及富水好，无粘聚力，稳定性差，该层场地内大部地段分布，平均厚度为5.45m。

（3）第四系残积层：

⑤粉质粘土：褐黄、褐红、浅灰色，硬塑状，主要成份为粉、粘粒，由混合花岗岩风化残积而成，具中等压缩性及中等强度，该层场地内大部地段分布，平均厚度为5.99m。

（4）加里东期混合花岗岩：

⑥全风化混合花岗岩：红褐、灰褐色，岩石已风化成土状，具中低压缩性及中等强度，工程性状较好，透水性及富水性中等，该层场地内均有分布，平均厚度为11.02m。

⑦强风化混合花岗岩：褐黄色，岩石受风化强烈变质，节理裂隙很发育，一般呈碎石状及块石状，岩块锤击易碎，具较高强度和承载能力，透水性及富水性中等，该层场地内均有分布，厚度不均，平均厚度为3.55m。

⑧中风化混合花岗岩：灰色，节理裂隙稍发育，岩质较硬，具高强度和承载能力，透水性及富水性中等，该层场地内均有分布。

上述地层岩性分布情况见图1。

2.2 地下水发育情况

图1 穗莞深城际轨道交通工程宝安遂道工程地质纵断面示意图

根据拟建场地地下水的形成、赋存条件及水力特征，地下水可划分为2大基本类型：第四系孔隙潜水和基岩裂隙水。

（1）第四系孔隙潜水：主要含水层为中、粗砂层（层号④），该层场地内呈层状分布，透水性及富水性好，地下水量丰富；次要含水层为淤泥层（层号②），该土层孔隙度高，含水量大，在场地内分布广泛，厚度较大，但其成分以粘粒为主，孔隙间连通性差，属相对的隔水层；微含水层为粉质粘土层（层号③、⑤），成分以粘粒为主，透水性及富水性差，亦为相对隔水层，地下水仅以微量滞水形式存在，水量贫乏。

（2）基岩裂隙水：基岩裂隙水主要赋存在基岩风化带中，主要靠上层的孔隙潜水入渗补给，地下水量中等。基岩裂隙水受基岩裂隙发育程度及其连通性影响，水量分布具不均匀性。

场地位于珠江河口三角洲沉积平原区，地下埋藏浅，水位稳定，水量丰富，勘察期间测得地下水稳定水位埋深介于0.00～4.00m间。地下水主要靠大气降雨垂直入渗及地表河流侧向补给为主。

2.3 隧道洞身经过的岩土及隧道围岩分级

如图1所示，隧道DK76+450.00～+780段，洞身穿越残积粉质粘土及全风化混合花岗岩，围岩分级为Ⅴ级；DK76+780～+920段，洞身穿越强风化混合花岗岩，围岩分级为Ⅳ级；DK76+920～DK78+620段，洞身穿越残积粉质粘土及全风化混合花岗岩，围岩分级为Ⅴ级；DK78+620～+940段，洞身穿越强—中风化混合花岗岩，围岩分级为Ⅳ级；DK78+940～DK82+460段，洞身穿越全风化混合花岗岩，围岩分级为Ⅴ级；DK82+ 460～DK83+880.64段，洞身穿越淤泥、中粗砂，围岩分级为Ⅵ级。

上述Ⅳ级围岩呈块石状，围岩稳定性差，拱部无支扩时，可产生崩塌，侧壁有时失去稳定；Ⅴ级围岩呈土状，强度低且稳定性差，开挖后易产生变形，开挖规模过大，暴露时间过长，可产生崩塌；Ⅵ级围岩为松软土，开挖后极易产生坍塌、突水及涌泥的事故。

3 地质灾害危险性预测评估

穗莞深城际轨道交通工程宝安隧道工程建设，地下车站采用明挖法施工，区间隧道采用盾构法暗挖施工，根据场地工程质条件，结合建设工程类型和施工方法等，预测工程建设可能引发或加剧的，以及工程建设本身可能遭受的地质灾害类型为：崩塌/滑坡、地面塌陷、地面沉降。

3.1 崩塌/滑坡

拟建宝安隧道DK79+338.67～DK79+653.67.0以及DK82+949.00～DK83+880.64地下车站段，地表为深圳宝安国际机场，拟建地下车站采用明挖法施工，基坑开挖深度达18～27m，且不具备放坡开挖条件，须垂直开挖，开挖深度范围内为人工填土、淤泥、砂土、残积粉质粘土、全风化片混合花岗岩等岩土层，大多强度低而容易变形，自稳能力低，基坑开挖后容易产生崩塌/滑坡事故，造成地面建筑及基坑内工程建筑和施工机械设备损坏，甚至发生人员伤亡事故，造成重大经济损失及极大的社会影响，预测崩塌/滑坡地质灾害的危险性大，危害大。

3.2 地面塌陷

拟建宝安隧道DK76+450.00～DK79+338.67及DK79+635.67～DK82+949.00段区间隧道，采用盾构法暗挖施工，隧道埋深10～32m不等，根椐现场工程地质条件，如图1所示，隧道洞身主要穿越第四系残积粉质粘土（⑤层）、全风化混合花岗岩（⑥层），第四系海陆交互相淤泥（②层）、中、粗砂（④层），等Ⅴ-Ⅵ级围岩地层，个别地段穿越强—中风化混合花岗岩等Ⅳ级围岩地层。其中Ⅴ-Ⅵ级围岩软弱，强度低，稳定性差，且场地地下水发育，如隧道开挖支护或止水措施不当，极易产生变形、坍塌，以及突水、涌泥等事故，如洞内坍塌范围不停扩大，会往地面发展，使地表土体陷落而形成地面塌陷地质灾害，既造成机场建筑设施损坏，也造成隧道工程建筑及施工机械设备损坏，甚至酿成人员伤亡事故，造成重大经济损失及社会影响。预测地面塌陷地质灾害危险性大、危害大。

3.3 地面沉降

拟建场地原为珠江河口三角洲沉积平原地貌，分布有松散人工填土，软塑淤泥，松散砂土，软—可塑粉质粘土等松软土层。地面已有建筑设施、施工机械设备及材料等物体会对松软土形成附加荷载，隧道施工抽、排地下水会导致地下水位下降，亦会形成附加荷载，上述附加荷载会使松软土产生较大的压缩沉降。经估算，沉降量介于200～694mm间。根据深圳机场软基处理工程的设计要求：机场滑行道、机坪等地段工后沉降不大于15cm，现估算的地面沉降量远超出其设计允许范围，会对机场机坪、滑行道等建筑设施造成损坏，威胁航班安全，造成重大的经济损失和社会影响。预测地面沉降地质灾害的危险性大，危害大。

4 结束语

平原地区城市地下轨道交通工程建设，因基岩埋深较大，使工程建设常在第四系地层及基岩上部风化带中进行，如开挖、支护等施工措施不当，极易引发崩塌/滑坡、地面沉降、地面塌陷等地质灾害，这在上海、广州、深圳等沿海大城市近年地铁工程建设中屡见不鲜。穗莞深城际轨道交通工程宝安隧道地质灾害危险性评估，可在该隧道工程建设之前，对建设单位、设计单位以及施工单位等项目建设参与方做重要的地质灾害风险提示，促使参与各方预先采取防范措施，其避免和减轻地质灾害发生的作用，是不可或缺的。

[1]工程地质手册[M].4版.中国建筑工业出版社.

[2]TB10012-2007铁路工程地质勘察规范[S].

[3]GB50307-1999地下铁路、轻轨交通岩土工程勘察规范[S].

[4]徐恒力，等.环境地质学[M].地质出版社.

[5]穗莞深城际轨道交通工程宝安隧道工程地质勘察报告[R].中铁第四勘察设计院集团有限公司，2012.

U458

A

1004-5716(2015)05-0173-03

2014-10-20

杨志明（1973-），男（汉族），广东深圳人，工程师，现从事地质技术工作。