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1、轨道交通环卫地质缺陷分析
0引言
工程场地环境地质问题分析是由工程建设过程中及建成后引发或工程建设本身可能遭受的环境地质问题的分析,它包括饱和砂土液化、基坑涌水、软土震陷、岩体崩塌、开裂、滑坡、塌陷、边坡失稳和地面变形等。事实表明,具有不良地质条件的工程场地常诱发产生各种地质环境问题。为此,笔者根据5建筑抗震设计规范6(GB50011-2001)[1]等有关规定,结合福州市轨道交通1号线工程场地的地质、地形、地貌和工程地质水文地质勘探、测试资料,以及地震危险性分析、计算结果等,对场地的主要地质灾害,如饱和砂土的液化等环境地质问题进行了分析和评价。
1拟建工程概况
福州
2、轨道交通1号线起于福州市中心城区北部的新店象峰,终于东部新城,途经晋安、鼓楼、台江和仓山4个区,全线线路长约29.26km,共设24座车站,平均站间距为1.24km,见图1。为了城市景观与环境相协调,并充分吸取福州市规划等相关部门的建议,轨道交通1号线全线暂考虑全部采用地下线。工程可行性阶段将根据相关部门意见,就象峰站至罗汉山段(长约2.6km,包括敞开段约0.2km)、南二环站至福州南站段(长约5.8km,包括敞开段约0.5km)的线路采用高架敷设方式进行进一步深入比选[2]。
研究区评估范围内地层出露简单,主要为侏罗系上统南园组(J3n)和第四系(Q)上更新统龙海组、
3、全新统东山组、长乐组堆积层;侵入岩主要是燕山晚期(C5)花岗岩,分布在主城区第四系地层下部[3],部分地区呈孤岛状出露(见表1)。
2环境地质问题分析
2.1工程建设中及建成后可能引发或加剧的环境地质问题
通过对拟建轻轨交通1号线的所处地质环境的实地调查,并结合铁路工程技术标准、施工方式及工程结构要求,选取水文工程地质条件、构造条件、地形地貌条件、气候条件、施工条件等为主要评价要素,预测分析和评价拟建工程项目建设中及建成后可能引发或加剧的各种环境地质问题如下:
2.1.1隧道涌水、涌砂和基坑突水
拟建轨道1号线隧道工程穿越闽江高漫滩、河谷底部和古河道区,根据水力学
4、、水文地质学原理可知地下水位是从高水位向低水位流动且有其特定的流线,由于水位埋深仅1~2m,隧道底界深度在12~30m之间,开挖涉及到强降水,会形成临空面低水位区,改变了原有的水力学性质和地下水径流路线,使周围地下水向隧道内汇集和积聚。闽江高漫滩区中砂层厚度一般在25~35m之间,单井涌水量达1000t/d;闽江谷底、古河床区含中粗砂厚达37~50m,单井涌水量可大于1500t/d;晋安河道两侧含水层为淤泥、粉砂夹粉土,厚15~20m,单井涌水量为500t/d~1000t/d。可见闽江高漫滩、古河床区、晋安河两侧砂层厚度大、导水性能强;另外轻轨隧道开挖断面大、渗流量也大,产
5、生突水的可能性大,给衬砌和注浆带来施工困难,尤其衬砌底部渗漏施工难度更大,当隧道穿越闽江高漫滩、河谷底部巨厚砂层时,易引发涌水、涌砂灾害,部分卵石层也可能产生崩落现象,长时间作用还会使地下土层被掏空,产生地面塌陷,危及上部建筑物的安全。因此预测在隧道穿过闽江高漫滩、河谷底部段,会出现隧道涌水、涌砂和基坑突水等灾害,其危害性大,其他地段危害性中等,由此可见地下水对工程施工构成了威胁。
另外,在巨厚砂层区施工地下车站(群众路站、达道路站),需在支护条件下降水大开挖,开挖断面大,断面高一般8m、宽在40~50m、长度百余米至几百米不等,且降水极易引发周边地面变形和沉降,由于车站
6、设置在繁华和人流量大的路口,引发涌水、涌砂灾害的可能性及危害性会更甚,若工程建设中不采取严密止水防范措施,将会危及上部及周边的居民安全。
2.1.2基坑边坡失稳
拟建轨道沿线车站基坑较多,在基坑开挖施工过程中,必然涉及基坑边坡的稳定性问题。基坑开挖深度范围内一般为软土、残积土等,少数挖到基岩,开挖深度一般大于10m,因此有必要对土的允许自立高度进行验算。根据黏性土侧壁公式[4],进行验算的公式为z0估=2cCtan45b+<2式中:z0估为允许自立高度(m);c为侧壁土体内聚力(kPa);C为侧壁土体天然重度(kN/m3);<为侧壁土体内摩擦角(b)。计算时
7、各土层侧壁黏性土内聚力c、内摩擦角<、土体的天然重度C的取值可参见5岩土工程勘察报告6。计算结果显示z0估约在2~3m之间,因此基坑开挖时应根据岩土分层及地下构筑物情况进行专门的基坑支护设计,并经专家评审。具体基坑支护可采用连续墙(排桩)内支撑或锚杆,在土体侧壁自立高度允许范围内分级开挖,故其失稳的可能性小;但由于开挖基坑较深,且其失稳后造成的后果严重,综合评估其危害性为中等。
2.1.3压覆温泉
福州乃是我国的三大温泉都市之一,福州温泉位于闹市区,埋藏浅、温度高、矿化度低,是都市生活不可多得的自然资源,
