福州市轨道交通2号线工程岩土工程问题和勘察对策

滕红军

[摘要]本文通过对福州地铁2号线勘察工作过程遇到的地质问题和勘察方法的总结，分析并提出了针对福州地区特殊的工程地质问题的勘察解决对策，对以后福州市其他类似工程的建设提供借鉴意义。

[关键词]福州地铁；岩土工程问题；勘察方法 文章编号：2095-4085（2017）02-0036-02

1福州市轨道交通2号线沿线主要工程地质问题分析

1.1软土引起的工程地质问题

（1）2号线沿线海相沉积软土的物理力学特征。拟建线路沿线淤泥、淤泥质土普遍存在，且厚度较大，淤泥质土为淤积成因，呈灰色一灰黑色，含有大量有机质，高压缩性，且成软塑一流塑状态，压缩模量E_s较低，力学性质很差。同时软土与砂层互层现象普遍，且砂土的含量直接影响土的工程性质。软土可分为以下几层：第四系全新统淤泥和淤泥质土、淤泥夹砂：灰黑色或深灰色，流塑状态，含腐植质、有机质等，部分夹薄层细砂或烂木，有臭味，无摇振反应，有光泽，切面光滑，干强度及韧性高。天然含水量一般在58%～70%左右，剪切波速一般为119～132 m/s，承载力约55 kPa；第四系上更新统淤泥和淤泥质土、淤泥夹砂：深灰色，软塑～可塑状态，含少量砂、腐植质、有机质，蛤等，无摇振反应，有光泽，切面光滑，干强度及韧性中等。天然含水量一般约36%～54%，剪切波速一般为160～250 m/s，承载力约70 kPa。

（2）软土的工程地质问题。福州地铁2号线沿线软土在空间位置上分布很不均匀，盾构区间在穿越强度差异大的不稳定软硬不均的复合地层时，盾构姿态控制困难，开挖面稳定性控制难度大，可能会发生盾构偏离轴线、开挖面失稳、结泥饼、刀盘具磨损严重等风险事件。设计施工时须根据实际的地质条件，精心设计制作刀具，在保留原刀盘对软土地层适应性的基础上，着重提高刀盘对软硬不均地层的适应性。软土作为地基直接持力层的下卧层时，设计应进行下卧层强度验算，若不能通过验算，须对软土采取加固措施，同时后期须对其进行检测。

1.2地下水引起的工程地质问题

（1）地铁沿线大部分地段淤泥、淤泥质土、松散密实的中砂普遍存在，而且厚度较大。基坑开挖后，在地下水动水压力作用下容易产生流泥、流砂现象，在砂土层甚至产生突涌现象。（2）本线路影响设计施工的主要为第四系松散岩类孔隙水，地下水富水性、透水性较好，水力丰富，勘察期间稳定水位较高，且与闽江及内河有密切水利联系，对明挖车站有不利影响。（3）本工程属于百年重点工程，地下结构埋置深度较大，地下水位远高于地铁结构底板，需进行结构抗浮设计，而提供地下工程抗浮评价计算所需的，保证设防安全和经济合理的抗浮设防水位是进行抗浮设计的主要依据。（4）根据设计资料，地铁隧道洞身范围大部分位于软土地层，但隧道基底位于卵石层，该卵石层为承压水含水层，其富水性好、透水性强，盾构施工时须及时壁后注浆衬砌，并做好注浆止水工作，以防砂土、地下水在水头内外压差的作用下产生流砂、管涌、突涌等地质事故。

1.3砂土液化

根据《福州市轨道交通2号线工程地震安全性评价报告》判定，地震烈度为7度，设计地震分组第三组，地下水位按自然地面考虑时，场地地面下20m深度范圍内饱和砂土及粉土会发生轻微一中等程度砂土液化，局部可达到严重液化。砂土在地震液化现象发生时，土体受到液化作用影响会减弱或失去抗剪强度，甚至失去承载能力，对天然地基、桩基础会产生不利影响，对地下车站和地下隧道可能会产生破坏作用，为严重的不良地质作用。

2勘察对策

城市轨道交通工程勘察，是轨道交通工程建设的规划、设计勘察、建设施工、设备安装和调试运营等众多工作程序中的一部分。它是一个城市轨道交通工程建设的“侦察尖兵”，对于摸清建设城市地下的地质构造及地层岩性、水文地质条件、建设项目的适应性，向规划建设方和设计方提供详实、准确的技术参数，为城市轨道交通工程提供建设依据。因此，勘察过程和勘察数据资料的真实、客观和准确是一个城市轨道工程建设质量好坏的关键。福州地铁2号线勘察工作应重点查明沿线软土的分布情况，通过原位测试和室内试验等综合手段查明其强度和变形特性，软土的结构及其蠕变性；地下水的分布及性质；砂土的颗粒组成及其渗透性，砂土液化特性等。针对不同的工程地质问题，勘察时需采用不同的勘察手段，对勘察的重点部位和程序进行严格的管理和监督，以取得准确的地质资料。

2.1软土的勘察对策

（1）勘察时对于软土地层除需查明其物理力学特性，为地基承载力确定提供依据外，还需要进行软土固结试验、渗透试验，为沉降计算提供依据。（2）勘察时查明软土在7度地震时有否产生震陷的可能性。通过灵敏度试验、静三轴试验、动三轴试验结果，定性计算软土震陷量，准确判定本工程是否发生软土震陷。（3）除室内土工试验外，可采取标贯、十字板剪切试验、静力触探等原位测试手段进一步查明软土的物理力学性质。

2.2地下水的勘察对策

地下水对工程的影响主要包括基坑可能产生的突涌与流砂、抗浮设防水位的高低、地下水对建筑材料的腐蚀性、设计和施工对地下水所采取的处理措施等，为此需按工点提供地下水的类型、埋深、含水层特征、渗透系数、影响半径、水的腐蚀性程度、历年最高水位、近3-5年最高水位、抗洪设防水位资料等。如需要进行降水施工时，还需重点查明地下水的补给来源与排泄条件、与地表水体的水力联系、含水层中细粒土层的分布，同时收集附近类似工程的降水实例和经验，分析降水效果及降水工程对环境的影响。

（1）勘察时需加密勘探点的布置，重点查明饱水砂层的分布，在钻探过程中详细描述其饱和度及密实度。（2）穿越地表水体时，需要查明地表水体与地下水的水力联系，结合施工方法分析施工中发生涌水、涌砂的可能性。（3）通过收集资料、勘探及布置长期观测孔等多种手段查明区域及整个线路的水文地质条件或地下水埋藏条件，为抗浮设防水位专项课题研究提供依据。（4）每个工点均选择代表性地段进行水文地质实验，提供水文地质参数，必要时设置地下水位长期观测孔。

2.3砂土液化的勘察对策

（1）搜集区域资料，对有可能存在液化的地区进行重点勘察。（2）利用标准贯入方法判定液化时，需加强对现场操作的把控，对标准贯入的器具、操作方法都严格检查，以防原始数据有错误。

3结语

通过对福州地铁2号线沿线主要岩土工程问题的分析，在勘察工作中应有针对性的加强勘察工作的重点和勘察手段的综合运用，以更好的查明建设场地的岩土工程地质条件，为设计和施工提供安全、可靠、合理的地质参数，并且建议施工单位采用信息化施工的新技术，加强施工过程的监测，确保安全施工，并尽可能减小地铁建设对城市环境的影响和破坏。