中山三角镇福源路下沉式隧道工程地质特征研究

王炭之

[摘要]福源路下沉式隧道为明挖浅埋式隧道，结构形式采用左右线整体式框架结构。隧址区工程地质条件及水文地质条件较复杂；为查明含水层的渗透系数、涌水量等水文地质条件，进行了专门的水文地质勘察和试验。

[关键词]下沉式隧道 软土 渗透系数 涌水量

[中图分类号] U45 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-8-2

1工程概况

拟建隧道位于三角镇镇中心，车流量大。为省道S364改造的重要部分。采用明挖浅埋式隧道，结构形式采用左右线整体式框架结构。为排出隧道范围内汇集的雨水，在K7+280右侧设雨水泵房一座。采用双向四车道，主体结构宽度21.6m～22.0m。

为查明拟建隧道区的工程水文地质情况，按规范要求进行两次勘察，采用“工程地质调绘、钻探、原位测试（标准贯入等）、取样试验、内业综合对比分析等”综合勘察方法和手段，详细探明了下沉隧道岩土层分布及其工程地质特征。

2工程地质条件

2.1地形地貌

本隧道位于冲积平原，地形平坦，陆地地面标高约1.7～2.4m，位于三角镇中心繁华地段，横穿福源路，民房、工厂、公共设施集中分布。

2.2地质构造

根据地质调绘及钻探成果，下沉隧址区未发现断裂构造形迹，属于稳定地块，适宜隧道的建设。

2.3地层岩性

根据勘察资料，隧址区地层覆盖层由素填土、第四系海陆交互相淤泥砂层、淤泥质粉质粘土，以及冲积相粉质粘土、砂层等组成。

3工程地质条件

3.1软土

隧道区全分布软土，组成为淤泥质粉质粘土、淤泥质砂层等组成，厚度较大，埋深深。由于本隧道埋深浅，主体结构顶底板均位于软土层。软土强度低，易压缩变形和失稳，隧道或基坑开挖排水易产生地面沉降和引起地面建筑物变形。

3.2砂土

隧道区砂土普遍分布，埋深及影响深度范围内，存在的砂土为淤泥质砂层。地下水以孔隙水形式赋存，受側向径流及越流补给。饱和砂土对基坑壁的稳定及基底的稳定有影响，挖遇砂土段地下水的涌水量较大，砂土层易产生流土、流砂、管涌等，引起侧壁垮塌。

3.3人工填土

隧道区广泛分布人工填土，厚度较小，主要成分为砂砾、粘土、碎石，为省道S364旧筑路填土。

3.4土石可挖性分级及隧道围岩分级

3.4.1土石可挖性分级

根据《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB5037-1999）附录B，隧址的场地土石分级如下：

Ⅰ级松土：机械能全部直接铲挖满载。淤泥质粘土、淤泥质砂层属此级别土。

Ⅱ级普通土：机械需部分刨松方能铲挖满载，或可直接铲挖但不能满载。人工填土非路面砼部分属此级别土。

3.4.2隧道围岩分级

按《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）要求，将本隧道围岩均划分Ⅵ级围岩：主要由素填土、淤泥质粉质粘土、淤泥质砂层组成，极易坍塌变形，有水时，土、砂常与水一齐涌出。

4水文地质条件

隧址区位于冲积平原，地形平坦，周边分布小河涌，受潮汐、上游河流的影响，为地下水渗入补给提供了充足水源。地下水位埋深较浅，水位高程在0.03米至1.53米之间，平均高程为0.99米；水位埋深在0.50米至2.00米之间，平均埋深为1.00米。地下水类型主要为第四系松散层孔隙潜水，砂层为主要含水层，主要通过大气降水、侧向径流方式接受补给，以蒸发、侧向径流方式排泄。

本隧道区域取得SZK4孔内水样1组，根据水质分析试验成果按《公路工程地质勘察规范》（JTJ C20-2011）附录K及《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/T B07-01-2006）地下水腐蚀性及环境作用等级进行判别。

根据现场地理位置情况，于SZK4号钻孔处进行了一组抽水试验。抽水试验成果如图1～3。

5隧道涌水量预测

（1）（隧道）涌水量预测模型

拟建隧道区工程地质条件较为简单，大致可分为两层，第一层为素填土，第二层为淤泥质砂层，不同地层，其隧道涌水量是不同的，根据所划分的岩土工程分段分别估算基坑涌水量（见表4）。

根据抽水试验成果结合土工试验，计算得渗透系数K=1.61m/d，隧道涌水量Q=964.46m3/d。

6结语

（1）福源路下沉式隧道采用“工程地质调绘、钻探、原位测试（标准贯入等）、取样试验、内业综合对比分析等”综合勘察方法和手段，详细探明了下沉隧道岩土层分布及其工程地质特征。

（2）根据地质调绘及钻探成果，下沉隧址区未发现断裂构造形迹，属于稳定地块，适宜拟建隧道的建设。

（3）地表水、地下水对混凝土结构腐蚀性级别为微腐蚀性，地下水对砼结构中的钢筋腐蚀作用等级为微腐蚀性，环境作用等级为C。

（4）根据抽水试验成果结合土工试验，建议渗透系数K=1.61m/d，建议隧道涌水量取值为964.46m3/d。

（5）拟建隧道区地层岩性主要为第四系海陆交互相淤泥质粘土、淤泥质砂层。此套地层在珠三角地区具有代表性，相似地质情况下可以参考建设。下沉隧道减少因红绿灯所造成的等待时间，为以后交通设施（桥梁）的建设预留了空间，缓解交通压力。下层隧道具有提高地面利用率、安全系数高、减少公路噪音污染、有效疏导车流等优点；下层隧道主要的难题是排水相对较难，应与城市的污水收集系统相结合，有效利用收集来的雨水。

参考文献

[1]省道S364线南三公路（三角至黄圃段）改建工程施工图设计阶段 工程地质勘察报告.广州：广东省公路勘察规划设计院有限公司，2013.

[2]王硕，周巍，张素情.九尾岭下沉式隧道水文地质研究[J] 硅谷 2011（7）

[3]岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）（2009年版）. 北京.中国建筑工业出版社，2009.

[4]公路工程地质勘察规范（JTG C20-2011）.北京. 人民交通出版社，2011.