广州市中心城区地下综合管廊工程地质评述

广州市净水有限公司，广东 广州 510000

1 工程概况

1.1 工程位置

某管廊工程位于广州市荔湾区芳村域内，线路是由位于珠江南岸塞坝涌的28#工作井沿塞坝路南行，下穿广茂铁路后沿芳村大道中往东南行进，途经29#、30#工作井，最终到达31#工作井，32#工作井与管廊十一号线沙涌站附属合建，该工程平面如图1所示。

图1 标段工程位置示意图

1.2 设计概况

地下综合管廊包含“5井3区间”，即28#工作井、29#工作井、30#工作井、31#工作井、32#工作井，28#～29#区间、29#～30#区间、30#～31#区间。其中合建井2座、自建井3座，工作井结构型式及要素如表1所示。

表1 综合管廊设计概况表

2 地形地貌

勘察范围内沿线主要为珠江三角洲海陆交互相沉积平原，场地地形较平坦，相对高差较小，沿线地段地面高程为 5.97～9.13m。

3 工程地质

按照《广州市轨道交通线网岩土工程勘察总体技术要求》（第四版）中有关《广州管廊沿线沿土分层系统》的分层原则，根据沿线所揭露地层的地质时代、成因类型、岩性特征、风化程度等工程特性，沿线土层系统划分为八大层，各层内根据地层情况再分为多个亚层。该区属于海陆交互相沉积平原。

（1）人工填土层（Q4ml）。人工填土层主要为杂填土，局部为素填土，颜色较杂，主要呈灰色、灰黄色、灰黑色等。

（2）海陆交互相沉积层（Q4mc）。①淤泥，地层代号为<2-1A>，呈深灰色、灰黑色，主要由黏粒及有机质组成，局部含较多粉砂及贝壳碎片，饱和，呈流塑状，具滑腻感和腥臭味。②淤泥质土，地层代号为<2-1B>，深灰色、灰黑色，饱和，流塑～软塑状，具腥臭味，以黏粒为主，局部含有腐植质。③淤泥质粉细砂、粉细砂层，地层代号为<2-2>，该层主要为淤泥质粉砂、淤泥质细砂、粉细砂，含淤泥质及少量有机质，局部有贝壳碎片，颜色以深灰色、灰色为主，饱和，多呈松散状～稍密状，局部为中密。④淤泥质中粗砂、中粗砂层，地层代号为<2-3>，主要为淤泥质中粗砂和中粗砂，呈深灰色、灰色、灰黄色，粒径不均，含少量淤泥质土或粉黏粒，含量不均匀，局部夹少量蚝壳片，饱和，松散状～稍密状，局部为中密状。⑤粉质黏土层，地层代号为<2-4>，呈深灰色、灰色、黄褐色等，主要为粉质黏土，局部为粉土，呈可塑状，该层垂直方向上分布于填土层之下，局部分布于淤泥质砂层之下。

（3）冲积-洪积土层（Q4al+pl）。①冲积-洪积粉细砂层，地层代号为<3-1>，呈浅黄色、灰白色，主要成分为石英，粒径较均匀，含较多黏粒，饱和，多呈稍密～中密，局部呈密实状。②冲积-洪积中粗砂层，地层代号为<3-2>，呈浅黄色、灰白色、灰黄色，主要成分为石英，粒径不均匀，砂质较纯，饱和，呈中密～密实。③冲积-洪积软塑状粉质黏土层，地层代号为<4N-1>，呈浅黄色，主要由粉质黏土、黏土组成，摇振无反应，切面较光滑，干强度及韧性中等。层顶标高为-7.46m，层底标高为-13.26m，厚度为5.80m，标贯击数N=3击。该层为高压缩性土层，分层代号为<4N-1>。④冲积-洪积可塑状黏性土层，地层代号为<4N-2>，呈灰白色、灰色、灰黄色、深灰色等，主要由粉质黏土、黏土组成，含少量砂粒和粉粒，主要呈可塑状，局部软塑状。⑤冲积-洪积硬塑状黏性土层，地层代号为<4N-3>，呈灰白色、灰色、褐黄色、深灰色等，主要由粉质黏土、黏土组成，含少量砂粒及粉粒。⑥河湖相淤泥质土层（Q4al），地层代号为 <4-2B>，呈深灰色、灰黑色，组成物主要为黏粒，含少量有机质，局部含腐植质或粉细砂，饱和，流塑～软塑状。

（4）残积土层（Qel）。残积土层由基岩风化残积形成，根据母岩类型，结合勘察报告揭露情况，分为碎屑岩和侵入岩残积土层两个类型。①碎屑岩类残积土层，可塑状粉质黏土层，地层代号为<5N-1>，呈棕红色、棕黄色等，呈可塑状，含风化岩石碎屑，岩芯呈土柱状，为粉砂质泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩等风化残积土。硬塑-坚硬状粉质黏土层，地层代号为<5N-2>，呈棕红色等，硬塑～坚硬状，为粉砂质泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩等风化残积土，局部残留有风化岩碎屑。②侵入岩类残积土层，可塑状粉质黏土层，地层代号为<5H-1>，呈黄褐色、青灰色等，呈可塑状，含风化残留石英颗粒，岩芯呈土柱状或散砂状，具有遇水软化崩解特点。硬塑状粉质黏土，地层代号为<5H-2>，呈黄褐色、青灰色等，硬塑～坚硬状，常含风化残留石英颗粒，岩芯呈土柱状或散砂状，具有遇水软化崩解特点，摇振无反应，切面较光滑，干强度及韧性高。

（5）岩石全风化带。①白垩系碎屑岩全风化带，地层代号为<6>，主要由泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、粗砂岩、砾岩组成，局部为泥岩。②白垩系泥灰岩全风化带，地层代号为<6C>，该层为白垩系地层，包括灰岩、泥灰岩。勘察仅在钻孔MKZ2-D118揭露，该钻孔揭露为白垩系泥灰岩全风化带。③侵入岩全风化带，地层代号为<6H>，根据勘察报告，揭露的全风化安山岩呈灰黄色，原岩结构基本破坏，但尚可辨认，岩芯完全风化呈密实土状，土芯遇水易软化崩解。

（6）岩石强风化带。①白垩系碎屑岩强风化带，地层代号为<7-1>、<7-3>，主要由泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、粗砂岩、砾岩、含砾粗砂岩组成。②白垩系泥灰岩强风化带，地层代号为<7C>，该层为白垩系地层，包括灰岩、泥灰岩，主要发育在如意坊一带。③侵入岩强风化带，地层代号为<7H>，根据勘察报告，揭露的强风化安山岩呈深灰色，原岩风化强烈，裂隙很发育。

（7）岩石中风化带。①白垩系碎屑岩中等风化带，地层代号为<8-1>、<8-2>、<8-3>。白垩系地层的中风化带岩性主要为泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、粗砂岩、砾岩、泥岩等，属于陆源碎屑结构，中厚层～厚层状，岩石组织结构部分破坏。根据岩性的不同细分为中风化粗砂岩、砾岩、含砾砂岩，分层代号为<8-1>，层顶标高为-29.67～-6.88m，层底标高为-32.47～-9.63m，厚度为0.50～16.60m，平均厚度为2.52m。②白垩系灰岩中等风化带，地层代号为<8C-1>、<8C-2>。根据勘察报告，仅在钻孔MKZ2-D111揭露到中风化灰岩，层顶标高为-20.71m，层底标高为-23.01m，厚度为2.20m；呈浅灰色，隐晶质结构，中厚层状构造。③侵入岩强中等风化带，地层代号为<8H>。根据勘察报告，揭露的中等风化安山岩呈深灰色，块状构造，基质为隐晶质，成分主要为斜长石，裂隙较发育，岩芯呈短柱、碎块状，岩质稍硬。

（8）岩石微风化带。①白垩系碎屑岩微风化带，地层代号为<9-1>、<9-3>。白垩系地层的微风化带岩性主要为泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、粗砂岩、砾岩、泥岩等，属于陆源碎屑结构，中厚层～厚层状，岩石组织结构基本未变。②垩系灰岩微风化带，地层代号为<9C-1>、<9C-2>。该层细分两个亚层，泥灰岩地层代号为<9C-1>，灰岩地层代号为<9C-2>。泥灰岩<9C-1>仅在钻孔MKZ2-D111有揭露，呈浅灰色，隐晶质结构，中厚层状构造，节理裂隙发育，裂隙面可见方解石发育，岩芯以柱状为主，局部为碎块状。③侵入岩微风化带。微风化安山岩呈深灰色，斑状结构，块状构造，成分主要为斜长石，裂隙发育，岩体较完整，岩芯多呈长短柱，少量呈碎块状，岩质坚硬，属较硬岩～坚硬岩，岩体较完整，近似RQD值约65%，层顶标高为-30.06～-16.15m，层底标高为-35.26～-27.35m，厚度为5.20～14.40m，平均厚度为8.10m。

4 水文地质

4.1 地表水

区域局部水系发育，线路经过花地河，河涌属珠江水系，汇入近珠江，径流水量年内分配不均匀，汛期为4—9月，流量占全年径流量的80%～85%，最大月径流量一般出现在5月或6月。

4.2 地下水

（1）地下水类型。地下水按赋存方式分为第四系土层孔隙水、层状基岩裂隙水、块状基岩裂隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水。①第四系土层孔隙水。第四系海陆交互相沉积砂层、冲积-洪积砂层为主要含水层。②层状基岩裂隙水。层状基岩裂隙水主要赋存在碎屑岩的强风化带和中风化带中。③块状基岩裂隙水。块状基岩裂隙水主要赋存在侵入岩和混合花岗岩的强风化带和中风化带中。地下水的赋存不均，在裂隙（断裂）发育地段，水量较丰富，具有承压性。④碳酸盐岩类裂隙岩溶水。岩溶裂隙水主要赋存在灰岩和红层中，根据勘察报告仅在红层中揭露到溶洞，但不排除局部地段岩溶发育。如溶蚀裂隙和溶洞发育，则水量为中等～丰富，具有承压性。

（2）地下水位。根据勘察报告所揭露的地下水稳定水位埋藏深度为1.70～5.40m，标高为3.31～11.58m，地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密切，每年5—10月为雨季，大气降雨充沛，水位会明显上升，而冬季因降水减少，地下水位随之下降，水位年变化幅度为2.5～ 3.0m。

（3）地下水补给与排泄。线路沿线第四系孔隙潜水主要赋存在第四系砂层中，其补给主要靠大气降水和珠江水，砂层水排泄主要表现为大气蒸发及珠江退潮时向江河排泄，地下水水位受季节和江河潮汐的影响明显。地下水和地表水对混凝土结构为微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋为弱腐蚀性，对钢结构为微腐蚀性。

5 地质构造

主要不良地质作用为岩溶和土洞，白垩系红层、灰岩和泥灰岩中有岩溶分布。

（1）岩溶土洞。该区间有一个钻孔揭露空洞，根据工程经验，灰岩和泥灰岩中发育溶洞和土洞，其分布范围受断层破碎带及岩体节理发育程度控制。勘察报告显示钻孔较少，在灰岩和泥灰岩中未揭露到溶、土洞。

（2）活动断裂。根据区域地质资料，对线路有较大影响的断裂构造有海珠断裂带、广从断裂带和白坭-沙湾断裂带。

（3）基岩风化不均及风化深槽。由于岩石碎屑物成分、裂隙发育程度及受地下水影响差异等原因，各岩石风化带中存在不同程度的不均匀风化，表现为局部岩层中、微风化带层中夹有强、中风化岩层，或软质岩石中夹硬质岩石，造成岩石强度突变或岩质软硬相间现象。

（4）地面塌陷。该区间场地范围内发现有空洞，不排除岩溶发育，在施工过程中极易引起地面沉降。岩溶发育地区是地面塌陷形成的机理，在浅部溶洞发育地区，溶洞与溶蚀裂隙相互连通性好，使地下水活动动力条件好，有通畅的排泄通道。

6 结论

文章从土层分布、地表水、地下水、沿线水补给、水土的腐蚀性、岩溶和土洞等方面进行了评述，梳理了案例工程的不良地质情况。

（1）地层呈现复杂多样性，主要为人工填土层（Q4ml）、海陆交互相沉积层（Q4mc）、冲积-洪积土层（Q4al+pl）、残积土层（Qel）、岩石全风化带、岩石强风化带、岩石中风化带、岩石微风化带。

（2）区域局部水系发育，地下水类型主要有第四系土层孔隙水、层状基岩裂隙水、块状基岩裂隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水。地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密切，线路沿线第四系孔隙潜水主要赋存在第四系砂层中，其补给主要靠大气降水和珠江水，对钢筋混凝土结构中的钢筋为弱腐蚀性，对钢结构为微腐蚀性。