中山市翠海隧道工程地质条件研究

吴飞雄

(广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司，广东 广州 510000)

翠海隧道起始里程K1+930～K2+275，全长345 m，封闭段起始里程K2+030～K2+180，长150 m。隧道左幅按四车道布置，大桩号侧接翠城道左转A匝道；右幅由三车道渐变至四车道，大桩号侧接翠城道右转辅道。主体结构采用开口段(长195m)和封闭段(长150 m)，结构底板宽32.9～36.6 m。隧道拟采用明挖法，挖深约2～15.5 m，与右侧同路段管廊共挖基坑。挖深最大处在K2+092.0左侧雨水泵房。通过本次工程地质勘查，详细查明隧址区的工程地质条件，为后期工程施工提供可靠依据[1]。

1 地质环境概况

1.1 地形地貌

隧址区位于中山市翠亨新区北侧。翠亨新区位于珠江三角洲，原地貌为珠江三角洲滩涂，后经填海造田，地形较为平坦，海拔高度一般在1.0～5.1 m之间。

1.2 地质构造

隧址区发育的北东向断裂构造应为区域上的五桂山北麓断裂带的次级分支，北西向断裂构造是区域上的文冲—狮子洋断裂带西支(化龙—黄阁断裂)的次级分支，局部发育断层破碎带，受区域构造影响，局部基岩破碎。基底为燕山期花岗斑岩及下古生界混合岩，上覆层为第四系冲洪积物、坡积物、海相沉积物及三角洲沉积物组成。

1.3 地震及新构造运动

珠江三角洲地区新构造运动具有继承性和新生性的特点，地震活动为新构造运动的主要形式之一。据记载，自公元288年至近期，珠江三角洲地震活动比较频繁，有感地震超过400次，多数地震强度不大，震级<3～4级，地震活动具有频度高、震级小的特点，对人工构造物一般不构成威胁。

2 工程地质特征

2.1 水文地质特征

(1)地下水赋存类型及水位。根据地下水的赋存方式可划分为两种类型，分别为赋存于第四系松散层中的孔隙水及赋存于基底岩石中的裂隙水。孔隙水主要赋存于素填土、淤泥质细砂、淤泥质中砂、细砂、中砂、粗砂中，为上层滞水，富水程度一般，为隧道开挖后的主要渗水层；基岩裂隙水主要赋存于基岩中，具一定的承压性，受裂隙发育不均的影响，地下水分布极不均匀。

(2)地下水的补给与排泄。隧址区属亚热带季风性气候。降水量大于蒸发量，大气降水是地下水的主要补给来源，每年4—9月份降雨对地下水补给量较大，10月至次年3月对地下水补给量较少。场地内的地下水主要为第四系松散层中的孔隙水，补给量受大气降水的影响明显。地下水位的变化与地下水的赋存形式及排泄、补给方式关系密切，雨季水位会明显抬升，冬季因降水减少地下水位随之下降。

2.2 岩土体特征

隧址区岩土层主要由新近人工素填土、第四系粉质黏土、淤泥质粉质黏土、砂土及燕山期花岗斑岩、下古生界混合岩及其风化层组成。素填土，红褐色夹灰黄色，稍湿，已压实，主要由粉质黏土及少量碎块组成，全场地分布，厚2.00～5.80 m。粉质黏土，灰褐色，稍湿，可塑，土质均匀，砂感较强，黏性一般，零星分布，厚1.20～5.10 m。淤泥质粉质黏土，深灰色，饱和，流塑，土质均匀，黏性较好，具腥臭味，易污手；不均匀含粉细砂薄层，大部分布，厚0.60～17.00 m。砂土，灰色、灰黑色，饱和，松散，级配一般，含少量黏粒，含少量淤泥质，零星分布，厚2.40～2.80 m。微风化花岗斑岩，褐红色，花斑结构，块状构造，节理裂隙较发育，岩质新鲜坚硬，零星分布。风化混合岩，黄褐色夹灰褐色，手捏易散，遇水软化，局部分布，厚1.20～14.00 m。工程场地类别划分见表1。

表1 工程场地类别划分表

3 工程地质分析与评价

3.1 水体的腐蚀性

对地下水、地表水进行水质分析，判定水质对混凝土结构的腐蚀性(表2)。地下水对砼结构具微～弱腐蚀性，对砼结构中的钢筋具微～弱腐蚀性；地表水对砼结构具微腐蚀性，对砼结构中的钢筋具弱腐蚀性。

表2 水质对混凝土的腐蚀性判定表

3.2 不良地质及特殊性岩土

隧道区软基发育，主要为淤泥质粉质黏土、淤泥质中砂、软塑状粉质黏土，状态为流塑、软塑、稍密状。主要分布在基坑的侧壁及坑底，隧道基坑开挖前需先对软基进行加固处理，建议采用水泥浆深层搅拌法或高压旋喷法，并注意基坑开挖时对软土的防护[2-3]。

(1)地震砂土液化。隧道区抗震设防烈度为7度，中砂层遇设防地震时会发生砂土液化现象，液化等级为中等等级；粗砂层、细砂层遇设防地震时会发生砂土液化现象，液化等级为轻微等级。

(2)软土震陷。隧道区揭露淤泥质粉质黏土、淤泥质细砂、淤泥质中砂，厚0.6～17 m，埋深0.9～6.3 m，饱和，流塑、松散。淤泥质土属于松软地基土，抗震性很差，在动力作用下将产生不同程度的压缩和变形，其抗剪强度及承载力随之降低，容易导致不均匀沉陷或地基失效。

3.3 基坑变形及破坏风险分析

(1)基坑侧向位移过大。基坑范围填土层发育，软土局部发育，基坑开挖引起地下墙两侧的土压力差，导致墙体变形，在支撑设置不及时或不密贴时，则会造成周边地表变形大，甚至基坑塌陷、失稳；另外因超荷堆载或基坑渗流也易导致软土压缩变形等引起地面沉降风险[2]。

(2)坑底隆起。隧道坑底主要为淤泥质粉质黏土层，基坑开挖前需对软土进行加固处理。当基坑坑底存在隆起风险时，建议基坑支护结构进入坚硬土层，避免支护结构出现“踢腿”现象；同时控制基坑周边堆载重量，减小基坑内外的压力差[3]。

(3)承压水突涌。隧道坑底主要为淤泥质粉质黏土层，与邻近陵岚虾尾涌最近仅40 m，地下水的连通性好，水量极丰富。若桩基或地基处理施工打穿隔水层，施工中有突水可能[4]。

3.4 场地稳定性和适宜性评价

本次勘察钻孔在其深度控制范围内未发现断裂构造活动形迹，基底为燕山期花岗斑岩、下古生界混合岩及其风化层，为区域稳定地层，拟建场地地基是稳定的，且施工场地较为平整，对拟建工程是适宜的[2-4]。

4 结论

(1)隧址区地形地貌简单；地层主要为素填土、淤泥、冲积黏性土、冲积砂土层等，基底为燕山期花岗斑岩，岩土种类简单；不良地质主要为饱和砂土液化。综合评价，拟建场地地基是稳定的，对拟建工程是适宜的。

(2)场地内地下水对砼结构具微～弱腐蚀性，对砼结构中的钢筋具微～弱腐蚀性；地表水对砼结构具微腐蚀性，对砼结构中的钢筋具弱腐蚀性。

(3)软土及人工填土分布广泛，基岩中存在风化不均现象，隧址区填土层发育，软土局部发育，基坑开挖时需注意支护，工程地质条件属复杂类型。