广州如意坊放射线系统工程（一期）工程地质评述

韩培培 林 锐 杨旭东

1 中铁隧道集团三处有限公司 广东深圳 518000

2 中南大学 410075

1 工程概况

如意坊放射线系统工程（一期）位于广州市荔湾区，本工程东起内环路如意坊立交，西南下穿珠江后与芳村大道通过相连，项目全长约 2.4km。隧道工程主线双向六车道断面，按城市快速路设计，设计时速除黄沙端环形外50km/h。隧道主线全长1511m，其中岸上段893m，沉管段618m。隧道岸上段分为黄沙端和芳村端两段：黄沙端岸上段总长503m，其中敞开段217m，暗埋闭口段286m；芳村端岸上段总长390m，其中敞开段179m，暗埋闭口段211m。黄沙端暗埋段与地铁 11 号线如意坊站重叠 130m由地铁统一建设，隧道其余配套专业由本工程实施

围堰及护岸以珠江为界，分东岸黄沙端围堰、坞口围堰及护岸及西岸芳村端围堰。黄沙端围堰里程范围 K1+020～K1+056，芳村端围堰里程范围 K1+639～696，岸上段隧道基坑与加强护岸连成整体。干坞坞口围堰在干坞坞口处外扩约20.4m。

沉管沉放前需进行基槽开挖，靠近黄沙及芳村两端堤岸附近的河床不能满足河床下挖的安全支护要求，需在既有护岸结构后方基槽开挖时将既有护岸结构拆除，由加强护岸结构起支挡沉管隧道沉放安装并覆土回填后，再恢复永久护岸。

2 工程地质概况

2.1 自然条件

1）地形、地貌：项目位于广州市荔湾区，拟建工程和芳村大道相接。项目地貌属珠江三角洲冲积平原般为 5.50～11.60m。沿线主要分布有工厂、民宅、古树等。

2）气候、气象：工程位于南亚热带季风海洋气候区，全年降水丰沛，雨季明显，日照充足，夏季炎热，冬季一般较温暖。在季风环流控制下，冬半年（9月～翌年3月）受大陆冷高压影响，气候干燥，降水较少，多偏北风，夏半年（4～8月）受海洋气流影响，气候炎热，降水量大，多偏南风。年平均气温21.9℃，极端高温可达38.7℃，极端最低气温0.0℃。年平均降雨量1696.5mm，历年最大降雨量2864.7mm，最大月平均降水量288.7mm，日最大降水量385mm。年平均风速1.9m/s，极大风速35.4m/s。年平均影响广州的热带气旋3.2个。年均气压1012.3kPa。年均相对湿度77%。

2.2 地质条件

项目的地质构造和岩性情况如下：勘察区位于广州市荔湾区， 互相沉积层（Q4mc）淤泥、淤泥质土 粘土、砂土，残积层（Qel），下伏基岩主要为白垩系大塱含砾粉细砂岩和黄花岗段（K2d）见图1（区域地质略图）。

图1 区域地质略图

2.3 地质构造

1）褶皱

据区域地质资料，项目位于荔湾单斜南翼。荔湾单斜位于新市向斜南面 （K2S2a）和西濠段（K2S2b），紧靠广从断裂走向展布西方向不断超覆于上古生界岩层，呈侧叠式沉积，这是燕山期以来广从断裂继承性活动沉积中心逐渐西移有关，详见图2。

图2 体育馆—王圣堂地质剖面

2）断裂

控制项目的主要断裂为广从断裂和广三断裂。

（1）广从断裂：经五雷岭以北沿白云山西麓切过，向南越过珠江至盐步延出区外，断裂两侧岩性、岩相、古地理都有很大差异是流溪河（Pz2）断陷、白云山—罗岗（Pz1）断隆及广州（Mz）断陷、盐步拗陷等构造单元的分界线。断裂发生于加里东期，活跃于中生代，至今仍在活动，断层呈北东走向，倾向北西 NW，倾角 40°～60°，属正断层。该断裂在项目南侧通过，与拟建工程近平行分布。

（2）广三断裂：经白鹅潭水道—五凤村—石榴岗—仑头—长洲岛北岸止。断裂东段为广州断陷与仑头—新造（PZ1）断隆分界线，西段为流溪河（PZ2）断陷与盐步石湾（Kz）拗陷分界线。断裂呈近东西走向，向南倾，倾角50°，属正断层。广三断裂于珠江水道处下拟建过江隧道呈正交通过，并在隧道东南侧附近（约370m）与广从断裂相交汇合。

2.4 地层岩性

项目主要出露第四系全新统人工填土层（Q4ml）、第四系全新统海陆交互相沉积层（Q4mc）、第四系上更新统冲积层（Q3al）、残积层（Qel）及白垩系上统（K2d）碎屑沉积岩层，根据岩土层成因类型、岩性及状态自上而下划分见表1。

黄沙端及芳村端岸上隧道结构底板主要位于杂填土层、淤泥层、淤泥质砂层及砂层中，部分位于全、强风化粉砂层中。黄沙端围护结构底主要位于强、中风化粉砂岩层中。芳村端围护结构底主要位于微风化粉砂岩、粉砂质泥岩及中风化安山岩中，部分位于粉质粘土层及全风化安山岩中。

江中沉管段结构底板主要位于⑤3中风化粉砂岩层中，部分位于③2中、粗砂层及液化②2、②3、②4砂层和②1淤泥层。

表1 地层分层及岩性

2.5 不良地质及特殊岩土

项目内不良地质主要为饱和砂土液化及软土震陷。第四系全新统海陆交互相沉积层②2、②3、②4砂层经液化判别为液化土。液化土层在强震时，由于液化造成地基失稳，是场地和地基稳定性的不利因素。施工区软土厚度大且分布广，在强震作用下，有发生软土震陷的可能。

2.6 特殊岩土

项目内特殊岩土主要为人工填土、软土、风化岩和残积土。

人工填土层大部分未完成自动固结，结构松散，压缩性大，而且成分复杂，土质不均匀，承载力低。

项目软土主要为淤泥层，淤泥呈流塑状，具有触变性和流变性，含水量高，孔隙比大，压缩性高，渗透性低，灵敏度高，自然固结度低，固结变形持续时间长，承载能力低的工程性质。在地面荷载作用下或降低地下水位，软土将产生固结沉降，可造成路基的工后沉降过大，管道下沉、断裂或脱节等，并对桩基产生负摩阻力作用。

项目内基岩主要为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩，局部为砂砾岩、石灰岩、安山岩等，其风化残积土及全、强风化岩遇水易软化崩解。

2.7 黄沙端岸上段地质情况

黄沙端岸上暗埋段围护结构插入强风化带，部分插入中风化带，主体结构部分位于淤泥层和强风化带；敞口段围护结构插入强风化带，主体结构位于淤泥层及填土层，部分插入强、中风化带；整体地质情况较差，围护结构施工过程中应关注相关地质情况变化，详细地质情况见图3。

2.8 黄沙端围堰及护岸地质情况

黄沙端围堰及护岸围护结构主要插入强、中风化带；主体结构部分位于中风化带、强风化带，淤泥层。

图3 黄沙端地质纵断面图

图4 江中沉管段地质纵断面图

图5 芳村端地质纵断面图

2.9 沉管段地质情况

江中沉管E4，E5，E3-1（E3-2）管节基底处于中风化带,需在施工过程中处理好基坑的开挖，涉及到工效的情况，可考虑爆破处理；其余管节基坑底处于淤泥层，在基坑开挖回填过程中，需严格控制标高，处理好基底回填材料和标高，以防止基底沉降、渗漏水现象，详细地质断面见图4。

2.10 芳村端围堰及护岸地质情况

芳村端岸上暗埋段围护结构插入强风化带，主体结构部分位于强风化；敞口段围护结构插入强风化带，主体结构位于淤泥层及填土层；整体地质情况较差，围护结构施工过程中应关注相关地质情况变化。

2.11 芳村端岸上段地质情况

芳村端围堰及护岸围护结构主要插入强、中风化带；主体结构部分位于淤泥层，在E6节沉管部位与围堰内结构相接和结构施工中应注意基底的开挖清理、回填工作的标高控制，详细地质情况见图5。

2.12 道路段地质情况

该区域与总体地质情况相同，部分区域需进行软基处理，其余地质情况不做累述。

3 水文地质

3.1 地表水

广州市中心城区境内河流属珠江三角洲水系，河网密布，如意坊隧道工程地处珠江流域，地表水发育，隧道沉管段直接穿越珠江广州河道，隧道处水面宽约650m，水深4.5～6.5m，河床标高-1.20～-4.20m。河道断面呈“U”字形，属老年期河流。

珠江广州河道受潮汐影响显著，潮汐性质与珠江口基本一致，潮汐为不规则半日型，年平均涨潮、落潮潮差均在2.0m以下，潮差年际变化不大，年内变化则较大。

河道径流由降雨形成，径流年际变化不均，最大、最小年径流量的比值可达4～5，径流年内分配不均，汛期（4～9月）径流量占年总量的80～85%，最大径流量多出现在5、6月份，12月～翌年1月径流量最水，仅占年径流量的6～8%。

近年来，除白沙河个别断面受2009年开始的白坭河航道整治工程影响下切明显，如意坊隧道附近河段整体处于轻微淤积状态，未来演变趋势主要受河床自然冲淤的影响。目前河段河床演变呈淤积状态，河床变化较为平缓。

3.2 地下水

项目地下水类型主要有上层滞水、孔隙潜水、承压水及基岩孔隙裂隙承压水和岩溶承压水。区域内地下水混合稳定水位埋深一般为0.7～3.4m，地面标高一般为6.5～8.5m，地下水位的变化幅度一般为1.0～2.0m。

上层滞水：赋存于人工填土层。人工填土层结构疏松，含上层滞水。但含水量不大，其动态受季节性控制。主要接受大气降水和河涌水补给。

孔隙潜水、承压水：赋存于第四系全新统海陆交互相沉积层砂层和上更新统冲积层砂层中。场区内砂层较发育，厚度较大，透水性良好，含丰富的孔隙水。孔隙水主要为承压水，部分地段含水砂层直接位于填土层之下则为潜水。地下水主要接受大气降水的渗入补给和周边水系侧向补给，由于场区河涌发育，地下水与河水具有水力联系，补给来源充足。

基岩孔隙裂隙承压水：基岩强、中风化岩石裂隙发育，含地下水，具承压性。主要靠上部孔隙水的直接补给或越流补给，补给来源充足。

岩溶承压水：赋存于场区石灰岩裂隙或溶洞中，具较高承压性，水量较大，主要接受上部砂层的越流补给和上游地下水的侧向补给。

项目内地下水对砼结构及砼结构中钢筋具有微腐蚀性。

4 气候、气象特征

工程位于南亚热带季风海洋气候区，全年降水丰沛，雨季明显，日照充足，夏季炎热，冬季一般较温暖。在季风环流控制下，冬半年（9月～翌年3月）受大陆冷高压影响，气候干燥，降水较少，多偏北风，夏半年（4～8月）受海洋气流影响，气候炎热，降水量大，多偏南风。年平均气温21.9℃，极端高温可达38.7℃，极端最低气温0.0℃。年平均降雨量1696.5mm，历年最大降雨量2864.7mm，最大月平均降水量288.7mm，日最大降水量385mm。年平均风速1.9m/s，极大风速35.4m/s。年平均影响广州的热带气旋3.2个。年均气压1012.3kPa。年均相对湿度77%。

5 项目稳定性评价

根据区域地质资料，项目位于荔湾单斜南翼，项目的稳定性主要受区域性广从断裂和广三断裂控制。广从断裂在场区东侧约260～440m 处经过，与拟建工程近平行展布，并在芳村立交左转匝道处正交通过；广三断裂于珠江水道处与拟建过江隧道呈正交通过，并在隧道东侧附近（约 370.00m）与广从断裂相交汇合。广从断裂和广三断裂均为广州市主要活动断裂，广三断裂直接与拟建隧道正交，且两断裂在拟建隧道的东侧附近相交汇合，两断裂对拟建工程的稳定性有直接的影响。根据该项目地震安评报告，项目的广州—三水断裂的断裂活动时代在早、中更新世，晚更新世以来无明显的活动，属于早第四纪断层，可忽略该断裂错动对地面工程的影响。