广州地铁八号线北延段岩溶特征及工程风险浅析.docx

广州地铁八号线北延段岩溶特征及工程风险浅析摘要：广州地铁八号线北延段经过岩溶发育区，对地铁工程影响重大，设计施工存在较大的安全隐患。本文着重对揭露的岩溶工程地质特征进行分析，评价岩溶地质环境下修建地铁（地下隧道、明挖车站）的工程风险。关键词：岩溶；盾构隧道；明挖车站Abstract:GuangzhouNo.eightsubwaylinenorthextensionsectionthroughthekarstdevelopmentarea,asignificantimpactonthesubwayengineeringdesignandconstruction,thereisabigsecurityrisk.Thispaperfocusesontheanalysisofkarstengineeringgeologicalcharacteristicsrevealed,evaluationofkarstgeologicalenvironmentconstructionofthesubway(undergroundtunnel,open-cutstation)projectrisk.Keywords:karst;shieldtunnel;open-cutstation中图分类号：U231+.2文献标识码：A文章编号：1工程概况广州地铁八号线北延段（文化公园～白云湖）线路长16.46km，均为地下线，设13座车站。沿线区间隧道大部分采用盾构法施工，个别区间如文化公园至华林寺区间、华林寺至陈家祠区间采用暗挖法。大部分车站采用明挖法，个别车站如华林寺站受场地条件限制，采用明暗结合的施工方式。2沿线岩溶工程地质特征八号线北延段线路主要位于瘦狗岭断裂以南构造区，广从断裂在华陈区间穿过，又将线路分为两个构造区，即广从断裂以西，广三断裂以北的广花凹陷盆地和广从断裂以东，广三断裂以北的三水断陷盆地。八号线北延段分别处于广花凹陷盆地的南西部和三水断陷盆地的东延部。根据《广州市基岩地质图》（1：50000）等区域地质资料，勘察范围内NE、NW、EW向断裂都有一定发育。根据初勘成果及已完成的详勘资料，岩溶在鹅掌坦至终点白云湖区段内均有发育，主要发育于石炭系地层中，包括上～中统壶天群（C2+3ht）、下统大塘阶梓门桥段（C1dz）、测水段（C1dc）、石磴子段（C1ds）地层，二叠系栖霞组（P1q）地层中亦有发育，分布范围受断层破碎带及岩体节理发育程度等因素控制。岩性主要为灰岩，次为炭质灰岩、炭质页岩、泥岩等。由于可溶岩与非可溶岩相间，地下水活动强烈，加上断裂构造等因素影响，岩溶在水平和垂直方向均较发育，导致岩面起伏较大，土洞、溶洞呈层状分布。（1）溶洞发育情况区段内见灰岩钻孔478个，揭露到溶洞的钻孔有131个，见洞率约27%。揭露的洞体最大高度见于钻孔MHBZ2-171，高达19.8m。在岩面附近由于溶蚀作用，造成岩面起伏变化较大，岩溶的分布在纵横向上变化较大，规律性较差，呈单一或多层状。沿线溶洞大部分呈半充填或全充填状态，充填物主要为流塑、软塑状粘性土，局部充填粉细砂或中粗砂，钻探中表现为漏水，地层软弱，钻具自重下沉现象。部分钻孔揭露的岩溶为空洞，无充填物，在钻探中出现掉钻、漏水现象。根据初勘成果和已完成的详勘资料,在揭露的共201个溶洞洞体中有87个洞体顶板厚度小于洞体高度，比率为43.2%，顶板最小厚度仅为0.1m。由于顶板厚度小，岩溶洞体高度大，且充填物工程性质软弱，在受到外力作用情况下，可造成顶板塌落，地面发生塌陷，对结构稳定性和工程施工影响较大，主要表现为：1、隧道掘进、基坑施工等过程中产生的冲击震动，在穿越溶洞时可能出现失水、涌水或施工过程人为的降低地下水位等，这些因素都有可能造成地面沉陷、突水、盾构机具塌落等工程事故。2、邻近机井的大量开采,以及邻近工程场地施工时人为降低地下水位等，均可能引起地下水位的大幅下降,也可能造成线路范围的地面下沉、塌陷,对线路施工阶段及线路运营阶段都存在很大威胁。（2）土洞发育情况根据初勘成果及已完成的详勘资料，参加统计的478个钻孔，揭露发育土洞的钻孔共有14个。土洞基本上发育在岩石层面附近，埋藏深度一般为12.0～23.8m，揭露最大洞体高度10.2m。土洞基本呈无充填或少量充填状态，充填物为流塑状粉质粘土，局部为砂土。虽然沿线钻探揭露的土洞不多，但场地具备土洞形成条件，基岩中有排水通道，同时人工降低地下水位时引起地下水动力条件变化，如地下水位在岩土交界面附近作频繁升降变化，土洞的发育机率就会增加，土洞的发育速度就可能加快。土洞的发育，对隧道盾构掘进影响较大，可能造成地面沉陷、盾构机具塌落等工程事故,在线路设计和工法选择中，应对土洞引起充分重视。岩溶对施工工法的影响风险评估（1）对盾构法施工的影响在岩溶发