廣州市中心城區(qū)地下綜合管廊工程地質(zhì)評述

廣州市凈水有限公司，廣東 廣州 510000

1 工程概況

1.1 工程位置

某管廊工程位于廣州市荔灣區(qū)芳村域內(nèi)，線路是由位于珠江南岸塞壩涌的28#工作井沿塞壩路南行，下穿廣茂鐵路后沿芳村大道中往東南行進(jìn)，途經(jīng)29#、30#工作井，最終到達(dá)31#工作井，32#工作井與管廊十一號線沙涌站附屬合建，該工程平面如圖1所示。

圖1 標(biāo)段工程位置示意圖

1.2 設(shè)計概況

地下綜合管廊包含“5井3區(qū)間”，即28#工作井、29#工作井、30#工作井、31#工作井、32#工作井，28#～29#區(qū)間、29#～30#區(qū)間、30#～31#區(qū)間。其中合建井2座、自建井3座，工作井結(jié)構(gòu)型式及要素如表1所示。

表1 綜合管廊設(shè)計概況表

2 地形地貌

勘察范圍內(nèi)沿線主要為珠江三角洲海陸交互相沉積平原，場地地形較平坦，相對高差較小，沿線地段地面高程為 5.97～9.13m。

3 工程地質(zhì)

按照《廣州市軌道交通線網(wǎng)巖土工程勘察總體技術(shù)要求》（第四版）中有關(guān)《廣州管廊沿線沿土分層系統(tǒng)》的分層原則，根據(jù)沿線所揭露地層的地質(zhì)時代、成因類型、巖性特征、風(fēng)化程度等工程特性，沿線土層系統(tǒng)劃分為八大層，各層內(nèi)根據(jù)地層情況再分為多個亞層。該區(qū)屬于海陸交互相沉積平原。

（1）人工填土層（Q4ml）。人工填土層主要為雜填土，局部為素填土，顏色較雜，主要呈灰色、灰黃色、灰黑色等。

（2）海陸交互相沉積層（Q4mc）。①淤泥，地層代號為<2-1A>，呈深灰色、灰黑色，主要由黏粒及有機(jī)質(zhì)組成，局部含較多粉砂及貝殼碎片，飽和，呈流塑狀，具滑膩感和腥臭味。②淤泥質(zhì)土，地層代號為<2-1B>，深灰色、灰黑色，飽和，流塑～軟塑狀，具腥臭味，以黏粒為主，局部含有腐植質(zhì)。③淤泥質(zhì)粉細(xì)砂、粉細(xì)砂層，地層代號為<2-2>，該層主要為淤泥質(zhì)粉砂、淤泥質(zhì)細(xì)砂、粉細(xì)砂，含淤泥質(zhì)及少量有機(jī)質(zhì)，局部有貝殼碎片，顏色以深灰色、灰色為主，飽和，多呈松散狀～稍密狀，局部為中密。④淤泥質(zhì)中粗砂、中粗砂層，地層代號為<2-3>，主要為淤泥質(zhì)中粗砂和中粗砂，呈深灰色、灰色、灰黃色，粒徑不均，含少量淤泥質(zhì)土或粉黏粒，含量不均勻，局部夾少量蠔殼片，飽和，松散狀～稍密狀，局部為中密狀。⑤粉質(zhì)黏土層，地層代號為<2-4>，呈深灰色、灰色、黃褐色等，主要為粉質(zhì)黏土，局部為粉土，呈可塑狀，該層垂直方向上分布于填土層之下，局部分布于淤泥質(zhì)砂層之下。

（3）沖積-洪積土層（Q4al+pl）。①沖積-洪積粉細(xì)砂層，地層代號為<3-1>，呈淺黃色、灰白色，主要成分為石英，粒徑較均勻，含較多黏粒，飽和，多呈稍密～中密，局部呈密實狀。②沖積-洪積中粗砂層，地層代號為<3-2>，呈淺黃色、灰白色、灰黃色，主要成分為石英，粒徑不均勻，砂質(zhì)較純，飽和，呈中密～密實。③沖積-洪積軟塑狀粉質(zhì)黏土層，地層代號為<4N-1>，呈淺黃色，主要由粉質(zhì)黏土、黏土組成，搖振無反應(yīng)，切面較光滑，干強(qiáng)度及韌性中等。層頂標(biāo)高為-7.46m，層底標(biāo)高為-13.26m，厚度為5.80m，標(biāo)貫擊數(shù)N=3擊。該層為高壓縮性土層，分層代號為<4N-1>。④沖積-洪積可塑狀黏性土層，地層代號為<4N-2>，呈灰白色、灰色、灰黃色、深灰色等，主要由粉質(zhì)黏土、黏土組成，含少量砂粒和粉粒，主要呈可塑狀，局部軟塑狀。⑤沖積-洪積硬塑狀黏性土層，地層代號為<4N-3>，呈灰白色、灰色、褐黃色、深灰色等，主要由粉質(zhì)黏土、黏土組成，含少量砂粒及粉粒。⑥河湖相淤泥質(zhì)土層（Q4al），地層代號為 <4-2B>，呈深灰色、灰黑色，組成物主要為黏粒，含少量有機(jī)質(zhì)，局部含腐植質(zhì)或粉細(xì)砂，飽和，流塑～軟塑狀。

（4）殘積土層（Qel）。殘積土層由基巖風(fēng)化殘積形成，根據(jù)母巖類型，結(jié)合勘察報告揭露情況，分為碎屑巖和侵入巖殘積土層兩個類型。①碎屑巖類殘積土層，可塑狀粉質(zhì)黏土層，地層代號為<5N-1>，呈棕紅色、棕黃色等，呈可塑狀，含風(fēng)化巖石碎屑，巖芯呈土柱狀，為粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖等風(fēng)化殘積土。硬塑-堅硬狀粉質(zhì)黏土層，地層代號為<5N-2>，呈棕紅色等，硬塑～堅硬狀，為粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖等風(fēng)化殘積土，局部殘留有風(fēng)化巖碎屑。②侵入巖類殘積土層，可塑狀粉質(zhì)黏土層，地層代號為<5H-1>，呈黃褐色、青灰色等，呈可塑狀，含風(fēng)化殘留石英顆粒，巖芯呈土柱狀或散砂狀，具有遇水軟化崩解特點。硬塑狀粉質(zhì)黏土，地層代號為<5H-2>，呈黃褐色、青灰色等，硬塑～堅硬狀，常含風(fēng)化殘留石英顆粒，巖芯呈土柱狀或散砂狀，具有遇水軟化崩解特點，搖振無反應(yīng)，切面較光滑，干強(qiáng)度及韌性高。

（5）巖石全風(fēng)化帶。①白堊系碎屑巖全風(fēng)化帶，地層代號為<6>，主要由泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、粗砂巖、礫巖組成，局部為泥巖。②白堊系泥灰?guī)r全風(fēng)化帶，地層代號為<6C>，該層為白堊系地層，包括灰?guī)r、泥灰?guī)r?？辈靸H在鉆孔MKZ2-D118揭露，該鉆孔揭露為白堊系泥灰?guī)r全風(fēng)化帶。③侵入巖全風(fēng)化帶，地層代號為<6H>，根據(jù)勘察報告，揭露的全風(fēng)化安山巖呈灰黃色，原巖結(jié)構(gòu)基本破壞，但尚可辨認(rèn)，巖芯完全風(fēng)化呈密實土狀，土芯遇水易軟化崩解。

（6）巖石強(qiáng)風(fēng)化帶。①白堊系碎屑巖強(qiáng)風(fēng)化帶，地層代號為<7-1>、<7-3>，主要由泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、粗砂巖、礫巖、含礫粗砂巖組成。②白堊系泥灰?guī)r強(qiáng)風(fēng)化帶，地層代號為<7C>，該層為白堊系地層，包括灰?guī)r、泥灰?guī)r，主要發(fā)育在如意坊一帶。③侵入巖強(qiáng)風(fēng)化帶，地層代號為<7H>，根據(jù)勘察報告，揭露的強(qiáng)風(fēng)化安山巖呈深灰色，原巖風(fēng)化強(qiáng)烈，裂隙很發(fā)育。

（7）巖石中風(fēng)化帶。①白堊系碎屑巖中等風(fēng)化帶，地層代號為<8-1>、<8-2>、<8-3>。白堊系地層的中風(fēng)化帶巖性主要為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、粗砂巖、礫巖、泥巖等，屬于陸源碎屑結(jié)構(gòu)，中厚層～厚層狀，巖石組織結(jié)構(gòu)部分破壞。根據(jù)巖性的不同細(xì)分為中風(fēng)化粗砂巖、礫巖、含礫砂巖，分層代號為<8-1>，層頂標(biāo)高為-29.67～-6.88m，層底標(biāo)高為-32.47～-9.63m，厚度為0.50～16.60m，平均厚度為2.52m。②白堊系灰?guī)r中等風(fēng)化帶，地層代號為<8C-1>、<8C-2>。根據(jù)勘察報告，僅在鉆孔MKZ2-D111揭露到中風(fēng)化灰?guī)r，層頂標(biāo)高為-20.71m，層底標(biāo)高為-23.01m，厚度為2.20m；呈淺灰色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造。③侵入巖強(qiáng)中等風(fēng)化帶，地層代號為<8H>。根據(jù)勘察報告，揭露的中等風(fēng)化安山巖呈深灰色，塊狀構(gòu)造，基質(zhì)為隱晶質(zhì)，成分主要為斜長石，裂隙較發(fā)育，巖芯呈短柱、碎塊狀，巖質(zhì)稍硬。

（8）巖石微風(fēng)化帶。①白堊系碎屑巖微風(fēng)化帶，地層代號為<9-1>、<9-3>。白堊系地層的微風(fēng)化帶巖性主要為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、粗砂巖、礫巖、泥巖等，屬于陸源碎屑結(jié)構(gòu)，中厚層～厚層狀，巖石組織結(jié)構(gòu)基本未變。②堊系灰?guī)r微風(fēng)化帶，地層代號為<9C-1>、<9C-2>。該層細(xì)分兩個亞層，泥灰?guī)r地層代號為<9C-1>，灰?guī)r地層代號為<9C-2>。泥灰?guī)r<9C-1>僅在鉆孔MKZ2-D111有揭露，呈淺灰色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙面可見方解石發(fā)育，巖芯以柱狀為主，局部為碎塊狀。③侵入巖微風(fēng)化帶。微風(fēng)化安山巖呈深灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，成分主要為斜長石，裂隙發(fā)育，巖體較完整，巖芯多呈長短柱，少量呈碎塊狀，巖質(zhì)堅硬，屬較硬巖～堅硬巖，巖體較完整，近似RQD值約65%，層頂標(biāo)高為-30.06～-16.15m，層底標(biāo)高為-35.26～-27.35m，厚度為5.20～14.40m，平均厚度為8.10m。

4 水文地質(zhì)

4.1 地表水

區(qū)域局部水系發(fā)育，線路經(jīng)過花地河，河涌屬珠江水系，匯入近珠江，徑流水量年內(nèi)分配不均勻，汛期為4—9月，流量占全年徑流量的80%～85%，最大月徑流量一般出現(xiàn)在5月或6月。

4.2 地下水

（1）地下水類型。地下水按賦存方式分為第四系土層孔隙水、層狀基巖裂隙水、塊狀基巖裂隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水。①第四系土層孔隙水。第四系海陸交互相沉積砂層、沖積-洪積砂層為主要含水層。②層狀基巖裂隙水。層狀基巖裂隙水主要賦存在碎屑巖的強(qiáng)風(fēng)化帶和中風(fēng)化帶中。③塊狀基巖裂隙水。塊狀基巖裂隙水主要賦存在侵入巖和混合花崗巖的強(qiáng)風(fēng)化帶和中風(fēng)化帶中。地下水的賦存不均，在裂隙（斷裂）發(fā)育地段，水量較豐富，具有承壓性。④碳酸鹽巖類裂隙巖溶水。巖溶裂隙水主要賦存在灰?guī)r和紅層中，根據(jù)勘察報告僅在紅層中揭露到溶洞，但不排除局部地段巖溶發(fā)育。如溶蝕裂隙和溶洞發(fā)育，則水量為中等～豐富，具有承壓性。

（2）地下水位。根據(jù)勘察報告所揭露的地下水穩(wěn)定水位埋藏深度為1.70～5.40m，標(biāo)高為3.31～11.58m，地下水位的變化與地下水的賦存、補(bǔ)給及排泄關(guān)系密切，每年5—10月為雨季，大氣降雨充沛，水位會明顯上升，而冬季因降水減少，地下水位隨之下降，水位年變化幅度為2.5～ 3.0m。

（3）地下水補(bǔ)給與排泄。線路沿線第四系孔隙潛水主要賦存在第四系砂層中，其補(bǔ)給主要靠大氣降水和珠江水，砂層水排泄主要表現(xiàn)為大氣蒸發(fā)及珠江退潮時向江河排泄，地下水水位受季節(jié)和江河潮汐的影響明顯。地下水和地表水對混凝土結(jié)構(gòu)為微腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋為弱腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)為微腐蝕性。

5 地質(zhì)構(gòu)造

主要不良地質(zhì)作用為巖溶和土洞，白堊系紅層、灰?guī)r和泥灰?guī)r中有巖溶分布。

（1）巖溶土洞。該區(qū)間有一個鉆孔揭露空洞，根據(jù)工程經(jīng)驗，灰?guī)r和泥灰?guī)r中發(fā)育溶洞和土洞，其分布范圍受斷層破碎帶及巖體節(jié)理發(fā)育程度控制。勘察報告顯示鉆孔較少，在灰?guī)r和泥灰?guī)r中未揭露到溶、土洞。

（2）活動斷裂。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，對線路有較大影響的斷裂構(gòu)造有海珠斷裂帶、廣從斷裂帶和白坭-沙灣斷裂帶。

（3）基巖風(fēng)化不均及風(fēng)化深槽。由于巖石碎屑物成分、裂隙發(fā)育程度及受地下水影響差異等原因，各巖石風(fēng)化帶中存在不同程度的不均勻風(fēng)化，表現(xiàn)為局部巖層中、微風(fēng)化帶層中夾有強(qiáng)、中風(fēng)化巖層，或軟質(zhì)巖石中夾硬質(zhì)巖石，造成巖石強(qiáng)度突變或巖質(zhì)軟硬相間現(xiàn)象。

（4）地面塌陷。該區(qū)間場地范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)有空洞，不排除巖溶發(fā)育，在施工過程中極易引起地面沉降。巖溶發(fā)育地區(qū)是地面塌陷形成的機(jī)理，在淺部溶洞發(fā)育地區(qū)，溶洞與溶蝕裂隙相互連通性好，使地下水活動動力條件好，有通暢的排泄通道。

6 結(jié)論

文章從土層分布、地表水、地下水、沿線水補(bǔ)給、水土的腐蝕性、巖溶和土洞等方面進(jìn)行了評述，梳理了案例工程的不良地質(zhì)情況。

（1）地層呈現(xiàn)復(fù)雜多樣性，主要為人工填土層（Q4ml）、海陸交互相沉積層（Q4mc）、沖積-洪積土層（Q4al+pl）、殘積土層（Qel）、巖石全風(fēng)化帶、巖石強(qiáng)風(fēng)化帶、巖石中風(fēng)化帶、巖石微風(fēng)化帶。

（2）區(qū)域局部水系發(fā)育，地下水類型主要有第四系土層孔隙水、層狀基巖裂隙水、塊狀基巖裂隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水。地下水位的變化與地下水的賦存、補(bǔ)給及排泄關(guān)系密切，線路沿線第四系孔隙潛水主要賦存在第四系砂層中，其補(bǔ)給主要靠大氣降水和珠江水，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋為弱腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)為微腐蝕性。