成都某地下综合管廊岩土工程勘察与地基土评价

廖勇，李晓涛，焦佩星，刘畅



成都某地下综合管廊岩土工程勘察与地基土评价

廖勇，李晓涛，焦佩星，刘畅

（四川省煤田地质局地质测量队 成都兴蜀勘察基础工程公司 ，成都 610072）

日月大道（成温路）快速路改造工程地下综合管廊长约5 100m，现为成都市第一长的地下综合管廊。通过以日月大道（成温路）快速路改造工程地下综合管廊岩土工程勘察为例，研究了地下综合管廊勘察方法和地基土的评价，为设计施工提供各地基土层重要参数的同时，针对地铁保护、管线安全、地下水控制等关键点提出了施工注意事项，为该项目安全、高效施工提供了可靠的勘察技术保障。

地下综合管廊；岩土工程；勘察

我国正处在城镇化快速发展时期，地下基础设施建设滞后。推进城市地下综合管廊建设，统筹各类市政管线规划、建设和管理，解决反复开挖路面、架空线网密集、管线事故频发等问题，有利于保障城市安全、完善城市功能、美化城市景观、促进城市集约高效和转型发展，有利于提高城市综合承载能力和城镇化发展质量，有利于增加公共产品有效投资、拉动社会资本投入、打造经济发展新动力。

1 工程概况

日月大道（成温路）快速路改造工程由成都市发展和改革委员会以成发改核准〔2016〕5号批准建设，建设内容包括道路工程、高架桥梁段工程、下穿隧道节点工程、综合管廊工程、快速公交（BRT）站点、绿化景观工程及其他附属设施等。地下综合管廊为日月大道（成温路）快速路改造工程一部分，项目位于成都市青羊区日月大道，管廊起于成温邛高速路出入口，终于苏坡立交西，长约5 100m，宽约6.0m～13.0m，埋深约5.0m～17.5m，现为成都市第一长的地下综合管廊。管廊分布于日月大道南北两侧，在管廊两端汇聚，拟采用明挖法施工，钻孔桩进行临时基坑支护。项目交通位置见图1。

图1 项目位置平面示意图

2 工程地质概况

2.1 地形地貌

日月大道（成温路）快速路改造工程地下综合管廊位于成都市青羊区日月大道，场地地形平坦，高程介于511.84～525.20m。场地地貌单元属于成都平原岷江水系Ⅰ级阶地，地貌类型较为单一。

2.2 成都区域地质构造特征

成都大地构造体系的西部为华夏系龙门山构造带；其东部是新华夏系龙泉山构造带；处于两构造单元间的成都平原北起安县、南至名山、西抵龙门山脉、东达龙泉山，惯称成都坳陷。

龙门山滑脱逆冲推复构造带：经青川、都江堰至二郎山，绵亘达500余km，宽25～40km。这是一个经历了多次强烈变动的、规模巨大的、结构异常复杂的北东向构造带，如2008年5月12日，处于龙门山断裂带上的汶川发生8级大地震。

龙泉山褶断带：展布于中江、龙泉驿、仁寿一带，长约200km宽15km左右。为一系列压扭性的逆（掩）断层组成，呈北东走向，构造形态狭而长，现今时期断裂活动标志少。

成都在大地构造体系上位于华夏系龙门山隆起褶皱带和新华夏系龙泉山褶断带之间。该体系于印支运动早期已具雏形，印支晚期则已基本定形，进入喜山期只在此基础上进一步加剧其发展。

老第三纪，青藏高原的上升，龙门山和龙泉山随着隆起，但地面高差不大。进入新第三纪差异运动不明显。早更新世，龙门山急剧抬升，龙泉山随着抬升，平原西侧坳陷形成，粗碎屑之卵砾石堆积其间。早更新世晚期至中更新世早期龙门山、龙泉山继续抬升，整个平原则普遍下沉。中更新世晚期，新构造运动变得剧烈而复杂起来。龙门山、龙泉山加速抬升过程中，原有的一些主干断裂继续加强活动，成都坳陷解体，东部边缘构造带和西部边缘构造带上升，局部成为台地，中央坳陷和边缘构造带的部分地段继续沉降，接受上更新统沉积。最终形成了成都地区现今的构造轮廓和地貌景观。

总体来说，成都地区所处地壳为一稳定核块，东侧距龙泉山褶断带约20km，西侧距龙门山褶断带约50km，区内断裂构造和地震活动较微弱，历史上从未发生过强烈地震，2008年5月12日，处于龙门山断裂带上的汶川发生8级大地震，成都市区虽有强烈震感，但根据成都市已有的地震地质研究成果和场地工程地质总体特征而言，成都平原地质结构稳定，独特的地质构造决定周围的地震不会对其造成大的破坏，区域稳定性良好。

从地壳稳定性来看应属稳定区，场地属稳定场地，适宜工程建设。

图2 成都平原构造略图

2. 3 工区地层岩性特征

场地内钻孔揭露地层为人工填土层（Q４ml）的杂填土、素填土及第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）的粘性土、粉土、细砂、卵石土。土层结构由上而下划分为：

2.3.1第四系全新统人工填土层（Q4ml）

1）杂填土，以灰褐色为主，次为灰黑、灰等色。稍湿-干燥，主要由建筑垃圾（混凝土碎块、砖瓦碎块）及粘性土、粉土组成，在已建道路段主要为回填二灰层、砂卵石组成。该层土均匀性差，强度低，压缩性高，受压易变形，该层在场地道路、管廊沿线上均有分布，层厚1.2～5.5m。

2）素填土，位于杂填土以下，主要由粘性土、粉土构成，含少量瓦砾、卵石等杂质，上部含少量植物根茎，偶夹粉土、粉质粘土层，该层在场地道路、管廊沿线上局部分布，层厚0.5~1.0m。

2.3.2第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）

1）粉质粘土，灰黄、褐黄色，可塑为主，局部地段为软塑，稍湿-湿，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，层底夹少量粉土团块。该层在场地道路、管廊沿线上均有分布，层厚0.3～1.7m。

2）粉土，黄灰色-灰黄色，中密，稍湿-湿，无光泽反应，摇振反应中等，韧性低，干强度低。上部含少量粉质粘土团块，该层在场地道路、管廊沿线上均有分布，层厚0.4～2.1m。

4）卵石，杂色，稍湿-湿，稍密-密实，部分卵石，局部含夹松散卵石及细中砂透镜体；卵石主要成份为花岗岩，次为石英岩，圆-亚圆形，中-微风化状，坚硬，磨圆度较好，分选性较差。粒径为）6～19cm，一般10～15cm，偶夹漂石，上部卵石间以黄灰色细中砂充填为主，下部卵石间以灰黑色细中砂充填为主，部分地段为泥质充填。

据120kg超重型动力触探试验成果，结合卵石含量和密实程度的成果，将其划分为：松散、稍密、中密、密实卵石等亚层，局部夹有细砂、中砂透镜体：①松散卵石，黄灰色-青灰色，松散，湿-稍湿，卵石含量50%～55%，一般直径10～12cm。被细中砂充填，含少量泥质成分。颗粒交错排列，大部分不接触。以层状、透镜体状分布于场地部分地段。N120修正击数标准值为3.3击。②稍密卵石，黄灰色-青灰色，稍密，湿-稍湿，卵石含量55％～60%，一般直径10～12cm。被细中砂充填，含少量泥质成分。颗粒交错排列，部分接触。以层状、透镜体状分布于场地部分地段。N120修正击数标准值为5.6击。③中密卵石，黄灰色-青灰色，中密，湿-稍湿，卵石粒径一般10～13cm，个别大于20cm，卵石含量占60％～70%，被细中砂和砾砂充填，并含10%左右的圆砾。颗粒交错排列，大部分接触。以层状、透镜体状分布于全场地。N120修正击数标准值为8.4击。④密实卵石，黄灰色-青灰色，中密，湿-饱和，卵石含量大于70%，一般直径10～15cm，个别大于20cm。被中粗砂和砾砂充填，并含15%左右的圆砾。颗粒交错排列，连续接触。N120修正击数标准值12.7击。⑤细砂，青灰色-灰黄色，松散-稍密，稍湿，成份以石英、长石为主，含少量云母。该层主要呈透镜状分布或卵石层中，层厚0.5～1.8m。⑥中砂，灰黄-灰黑色，稍密-中密，稍湿-湿，成份以石英、长石为主，含少量云母。该层主要呈透镜体分布在卵石层中，层厚0.4～0.8m。

勘察深度范围内均未揭露完密实卵石土层，且未揭露至基岩。

2.4 水文地质特征

2.4.1地表水

苏坡渠与清水河为场地主要过境地表河流。

苏坡渠主要由大气降水及上游清水河地表水补给，为一灌溉渠。勘察正值雨季，根据收集附近场地勘察资料，河流在丰水期河水补给地下水，综合管廊穿越河流段水面高程522.43m～523.00m，河底高程约521.15～521.24m，河流宽度约16 .0m，河流附近居民生活区和工厂排放污水，河水浑浊并有腥臭味。

清水河上游是走马河，从都江堰市的仰天窝引水，流经郫县清河后，改称清水河，再经郫县、温江、高新区、金牛区、青羊区、武候区，在百花潭与锦江南河交汇。全长60km的清水河，流经成都市7个区（县），仅在青羊区境内河段就长达20km。

该河流主要由大气降水及地下水进行补给，在丰水期补给地下水，在枯水期由地下水对其进行补给。勘察期间正值雨季，水深随上游变化较大且变化迅速，实测河水深度在0.4～2.5m之间变化，综合管廊穿越河流段水面高程511.50～513.961m，河底高程约508.73～509.77m，河流宽度约36 m。根据成都市国土资源厅发布的近十年清水河水文资料：1～5月和11～12月为平水期；平均流量9.74m3/s，6～10月为丰水期，平均流量30.8m3/s。

用汽吊对径向分块构件对称吊装临时固定、两端焊接；在起吊设备允许下，现场拼接较大的起吊构件，减少现场高空焊接量。

2.4.2地下水

场地局部地段填土内见少量上层滞水，上层滞水无统一水位。场地地下水主要为第四系冲洪积砂卵石层中的孔隙潜水，含水层为砂、卵石层，卵石层透水性良好。主要接受地下水侧向径流及大气降水补给，因卵石层透水性及富水性较好，故卵石层含水较丰富，对本工程基础设计和施工影响较大。第四系冲洪积砂卵石层松散岩类孔隙潜水，是本场地主要的地下水类型。填土层广泛分布于地表，渗透系数差异较大；粉质粘土、粉土层为弱透水层，富水性较差，根据成都地区经验系数，渗透系数k=0.01m/d；砂层为强透水层，富水性较好，根据成都地区经验系数，渗透系数k=10.0m/d。卵石层为强透水层，富水性好，根据成都地区经验系数，渗透系数k=28～30m/d。场地含水层综合渗透系数可取25m/d。

勘察期为丰水期阶段，因受场地周边地区频繁施工场地降水以及河流补给的影响，在河流附近所测地下水位较高，基坑施工降水附近所测地下水位偏低，水位埋深为3.40～12.80m，属受区域降水影响的降深水位。据成都地区区域水文地质资料，七、八、九月为丰水期，地下水位变幅约2.50m，丰水期水位有所回升，丰水期场地地下水埋深约2.0m。

3 勘察工作方法

3.1 勘察依据

根据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009年版）、《市政工程勘察规范》（CJJ56-2012）等规范标准及设计院提出的任务要求，在设计单位提供的附有坐标、构筑物结构布置和现状地形的工程总平面布置图基础上布置各勘察点，结合多年成都市勘察资料以及充分利用的本项目临近项目勘察资料，钻孔间距不大于50m单排布置，钻孔深度进入设计管廊底标高5.0～10.0m，一般性钻孔取小值，控制性钻孔取大值。

3.2 勘察方法

勘探中采用收集资料、钻探、原位测试（超重型动力触探试验N120、标准贯入试验N）等多种勘察及测试手段，结合该区域地质资料对地基土进行综合评价，以确保勘察工作满足设计要求。

1）收集资料，收集和研究该场地区域地质资料，地层资料以及本项目附近已有的工程勘察设计和施工技术资料；调查、访问并进行现场踏勘以初步了解道路的工程的地层界限、地貌单元及水文地质条件，掌握可能出现的岩土工程问题以及不良地质现象，提出和解决相关岩土利用、处理及治理措施。

2）钻探，采用XY-100回旋钻机对地层进行钻进并取芯鉴定岩土类别和采集岩土试样试验，进行全断面取芯钻探以便对土层采取土试样和分层定名。

3）原位测试，①超重型动力触探试验N120，对下部卵石层采用N120超重型动力触探进行原位测试，以确定土层密实度的变化情况及获取其承载力和变形指标，定量评价下部卵石的密实度及均匀性，试验方法正确，成果可靠。测试时，先使贯入器抵达预定深度再进行正式试验，用钢尺准确量定一定长度，每10cm长度用粉笔标画线，保持探杆垂直、锤击匀速，持续贯入，系统测试至设计深度为止，并分别记录每10cm的贯入击数。②标准贯入试验N，对场地内分布的粘性土、粉土、细砂、中砂进行标准贯入试验，据此对场地地基土层的承载力进行评价。

4）室内试验，①常规物理性质试验：测定土的一般物理性质指标，如颗粒含量、天然含水率、密度、液性指数、孔隙比、塑性指数等用于土类定名、承载力评价等。②直剪试验（快剪）：测定地基岩、土强度参数C、Ф值，用于计算地基土强度、边坡（岸坡）稳定性分析。③压缩试验：测定地基土的压缩系数和压缩模量，用于分层评价地基土变形特性和进行沉降计算。④颗分试验：对钻探深度内可能揭露的砂土层、卵石层进行颗粒分析试验，以准确对土层定名。⑤水质腐蚀性分析：取地下水样进行水质简分析及腐蚀性评价。⑥土的易溶盐试验：采取钻孔内的土样，进行土的的腐蚀性分析及评价。

地层工程特性评价表

地层名称地层工程特性评价 杂填土层结构松散，强度低，变形大，自立稳定性差，不宜直接选作管道基础持力层。 素填土层结构松散，强度低，变形大，自立稳定性差，不宜直接选作管道基础持力层。 粉质粘土层分布较广，厚度较小，力学性质一般，可选作管道的基础持力层。 粉土层分布较广泛，厚度较小，力学性质一般，若满足设计要求，可选作管道的基础持力层。 细砂层局部分布，埋深较大，力学性质一般，不宜选作管道的基础持力层。 中砂层局部分布，埋深大，力学性质一般，不宜选作管道的基础持力层。 松散卵石层容许承载力较高、分布较稳定，厚度大，但埋藏较深，是良好的管道基础持力层 稍密卵石层容许承载力高、分布稳定，厚度大，但埋藏较深，是良好的管道基础持力层。 中密卵石层容许承载力高、分布较稳定，厚度大，但埋藏较深，是良好的管道基础持力层 密实卵石层容许承载力高、分布稳定，厚度大，但埋藏深，是良好的管道基础持力层

3.3 勘察工作量

勘察野外工作30余天，共计完成钻孔122个（含利用钻孔），完成钻探进尺1 929.4m，超重型动力触探试验累计进尺1 188.9m，进行标贯试验42次，取原状土样18件，取扰动样35件，取地下水样4件，取河水样1件。

4 结束语

4.1 地层工程特性评价

具体评价见表。

4.2 地基基础方案评价

根据拟建场地工程地质条件，结合拟建管廊特点，建议地基基础方案为天然地基，以卵石（松散卵石、稍密卵石等）为基础持力层，对局部管底标高下存在的填土、粉土、细砂、中砂等可采取局部开挖换填，采用人工级配砂卵石回填处理，作填方地基，回填土必须经过碾压、夯实后，经检测其压实性指标应达到设计要求，填方地段的地基边坡应根据回填土检测指标确定高宽比。

4.3 施工建议

1）项目区内有地铁四号线并分布大量地下管线和。地下管线主要有自来水管、污水管、雨水管、煤气管、电力线、通信光缆、光纤、交通信号线等，分布于道路中间绿化带和道路两侧人行道及非机动车道下，埋深一般小于2m。地铁四号线沿光华北三路与日月大道垂直，经调查得知，地铁四号线在日月大道路口处区间埋深为12.5~13m，盾构管片拱顶标高为502.97~503.47m，拟建综合管廊与地铁基坑相距6.15m。因此，管廊施工前需做好地下管线的探测、排迁工作，编制专项开挖方案，确保管道、地铁等设备设施的安全。

2）该场地地下水丰富，粘性土层可见上层滞水，卵石层中富含孔隙潜水，地下水具有水量较大，渗透性强，对管廊施工具有一定的影响，施工过程中做好降排水措施，建议采用管井降水结合沟槽明排水等措施，以保证基础施工的正常进行。另外，在临近地铁段建议采用隔水帷幕对地铁隧道进行保护，防止隧道周围土层被抽空塌陷。

3）管廊沟槽开挖应采取适当放坡及坑壁支挡措施。管廊沟槽周围应限制堆载与工程活动，以减少对沟槽的不利影响，并作好地表排水工作。

综合管廊开挖深度较大时，需做好专项基坑支护设计，建议采用内支撑排桩支护，其余部分建议采用采用钻（冲）孔灌注桩进行支护。

管廊施工过程中要注意两项重点监测：基坑变形和地下水。对于基坑变形观测，建议采用信息化施工，变形观测点应全覆盖，对基坑动态实时监测，确保基坑安全。另外，地下水监测主要是水位分布动态和出水含砂率，确保地下水位始终位于安全水位线以下，出水含砂率低于 1／100 000 。

[1] GB50021-2001（2009年版）.岩土工程勘察规范[S].

[2]DB21/T907-2015.《建筑地基基础技术规范》[S]．

[3] 成都兴蜀勘察基础工程公司. 日月大道（成温路）快速路改造工程（道路工程、综合管廊工程）岩土工程勘察报告[R] 2016, 09

[4] 常士骠，等. 工程地质手册（第四版）[M],北京：中国建筑工业出版社，2007

[5] DB51/T5026—2001.《成都地区建筑地基基础设计规范》[S]．

Investigation and Evaluation of Geotechnical Engineering and Foundation Soil of an Underground Comprehensive Pipe Gallery in Chengdu

LIAO Yong LI Xiao-tao JIAO Pei-xing LIU Chang

The underground pipe gallery of the Riyue Avenue reconstruction project is the longest underground comprehensive pipe gallery in Chengdu with a length of about 5100 m. By the example of the Avenue, this article has a discussion on methodology of underground pipe gallery investigation and evaluation of foundation soil, providing important parameters for the design and construction.

the underground pipe gallery; geotechnical engineering; investigation

2018-03-09

廖勇(1980-)，男，硕士研究生，高级工程师，注册土木（岩土）工程师，主要从事岩土工程勘察设计、地质灾害勘查设计工作

[P642.3]

A

1006-0995（2018）04-0648-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.04.025