地铁地质灾害危险性预测评估

殷浩

（长安大学地质工程与测绘学院）

1 概况

1.1 工程概况

二号线首期工程于2011年9月16日建成通车。拆解工程121系指在现有二号线首期工程基础上将其拆解并向两端延伸而成，其延伸线分别为长约14.389km；一号线基本上呈东西走向，其西延部分全长约3322km。其余地段采用地面线及地下明挖隧道；一号线采用地下线。各车站均有条件采用明挖法施工用明挖法施工，区间矿山法施工。

评估区地层为新元古界震旦系、古生界中一上石炭统壶天群、下统二叠、中生界三叠系、白垩系及新生界第四系。壶天群灰岩分布于一号线；第四系厚度以一号线较厚，一般12～16m最厚达28.15m，岩性为淤泥、淤泥质砂及粉质亚粘土等。

2 地质灾害危险性预测

2.1 工程建设引起或加剧地质灾害危险性预测

该工程除一号线段采用普通法，其余路段均采用地下隧道，隧道总长19.301km，所经地段为关中平原，第四系厚一般12～16m围岩岩性主要为强一微风化砂岩、粉砂岩。预测隧道施工过程中可能出现的地质灾害主要为洞身围岩顶板塌落、掉块及隧道进出口开挖边坡失稳。

计算得出的基坑涌水量较大。断裂带多处与隧道相交。不排除断裂带导水对隧道挖通后产生大量涌水的可能。在穿越段，局部隧道通过第四系松散饱和砂层，产生突水的可能性大。在地下水涌水过程中，常将粉细砂层、粉土层等带出，造成流沙、流泥。长时间作用，使地下土层被掏空，产生地面塌陷，危及上部建筑物的安全。地下水对工程施工形成威胁。预测基坑突水的危害性中等、危险性中等。因此，在断裂与隧道相交段，预测隧道突水等、危险性中等。

一号线隧道顶板无明显隔水层，长范围内坑道疏干排水可能引起区内地下水渗流场及迳流场的改变，导致地下水位下降等环境地质问题。基坑疏干排水必将引起基坑周边地下水位下降等工程地质问题，地下水水位以基坑为中心呈漏斗状向四周扩散。根据太沙基理论可知，地下水位以下的地基承载力由孔隙水压力与土粒的支撑力组成，水位降低后，孔隙水压力大幅度消减，地基可能因承载力不足而产生不均匀沉降。基坑开挖支护不当时易引起流泥、流砂，措施不当或不及时可诱发地面塌陷和区域地面不均匀沉降。由于评估线路横穿西安市市区，沿线建筑物密集灾害发生造成的危害较大。但评估区多采用粧基础，地下水水位降低对其影响较小，预测地质灾害危害小、危险性小。

2.2 工程建设可能遭受地质灾害危险性预测

对评估区有影响的断裂为陕西三断裂及大雁塔温泉断裂，其中陕西三断裂对线路影响较大。活动断裂对盘位移活动频繁，造成差异沉降、错动；断裂带附近岩性复杂，软硬夹层发育。活动断裂带附近或其交汇处是地震震中的主要部位，地震频繁，但震级小。陕西从断裂与瘦狗岭断裂交汇处历史上发生过475级破坏性地震2次，3～4.5级地震多次。1982～1983年该地又发生0.6～2级地震5次。陕西从断裂与NW向的沙湾断裂交汇处（沙滘附近）1976年曾发生3.3级地震。西安地震区划图将评估区划分为地震基本烈度vn度区。据（〈建筑抗震设计规范〉＞161，重要抗震建筑物如隧道等，应按度进行抗震设防。

推测陕西三断裂从一号线段YAK12+200处通过。据《〈西安地区第四纪地质》17，陕西三断裂的挽近活动表现在它控制了流向，断裂两盘地貌形态差异较大，第四纪沉积物厚度不同。另外，汞气测量显示断裂的活动性。在大沥一带，陕西三断裂SN两侧200多米和500多米处的EW向次级断裂汞气异常值达1.012mgL高于异常下限值5.7倍。对陕西三断裂北侧影响带的宁溪村向劈理化花斑状泥岩进行热释光年代侧定，为距今56±3.3万a，说明在中更新世期间有过活动。与陕西从断裂交汇处也常有地震发生。因此，断裂活动将对拟建线路造成的损失大，后果严重，危害性中等一大，危险性中等一大。

3 结论

根据岩土体特征、工程地质条件、水文地质条件、构造地质条件、地形地貌条件、气候条件及人类工程活动条件等评价要素进行综合评价。危险性大的为桥梁地基失稳及岩溶地面塌陷；危险性中等一大为断裂活动破坏；危险性中等为隧道围岩失稳、基坑突水、基坑边坡失稳及砂土液化；危险性小为地面沉陷。

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