地鐵地質災害危險性預測評估

殷浩

（長安大學地質工程與測繪學院）

1 概況

1.1 工程概況

二號線首期工程于2011年9月16日建成通車。拆解工程121系指在現有二號線首期工程基礎上將其拆解并向兩端延伸而成，其延伸線分別為長約14.389km；一號線基本上呈東西走向，其西延部分全長約3322km。其余地段采用地面線及地下明挖隧道；一號線采用地下線。各車站均有條件采用明挖法施工用明挖法施工，區間礦山法施工。

評估區地層為新元古界震旦系、古生界中一上石炭統壺天群、下統二疊、中生界三疊系、白堊系及新生界第四系。壺天群灰巖分布于一號線；第四系厚度以一號線較厚，一般12～16m最厚達28.15m，巖性為淤泥、淤泥質砂及粉質亞粘土等。

2 地質災害危險性預測

2.1 工程建設引起或加劇地質災害危險性預測

該工程除一號線段采用普通法，其余路段均采用地下隧道，隧道總長19.301km，所經地段為關中平原，第四系厚一般12～16m圍巖巖性主要為強一微風化砂巖、粉砂巖。預測隧道施工過程中可能出現的地質災害主要為洞身圍巖頂板塌落、掉塊及隧道進出口開挖邊坡失穩。

計算得出的基坑涌水量較大。斷裂帶多處與隧道相交。不排除斷裂帶導水對隧道挖通后產生大量涌水的可能。在穿越段，局部隧道通過第四系松散飽和砂層，產生突水的可能性大。在地下水涌水過程中，常將粉細砂層、粉土層等帶出，造成流沙、流泥。長時間作用，使地下土層被掏空，產生地面塌陷，危及上部建筑物的安全。地下水對工程施工形成威脅。預測基坑突水的危害性中等、危險性中等。因此，在斷裂與隧道相交段，預測隧道突水等、危險性中等。

一號線隧道頂板無明顯隔水層，長范圍內坑道疏干排水可能引起區內地下水滲流場及逕流場的改變，導致地下水位下降等環境地質問題。基坑疏干排水必將引起基坑周邊地下水位下降等工程地質問題，地下水水位以基坑為中心呈漏斗狀向四周擴散。根據太沙基理論可知，地下水位以下的地基承載力由孔隙水壓力與土粒的支撐力組成，水位降低后，孔隙水壓力大幅度消減，地基可能因承載力不足而產生不均勻沉降。基坑開挖支護不當時易引起流泥、流砂，措施不當或不及時可誘發地面塌陷和區域地面不均勻沉降。由于評估線路橫穿西安市市區，沿線建筑物密集災害發生造成的危害較大。但評估區多采用粧基礎，地下水水位降低對其影響較小，預測地質災害危害小、危險性小。

2.2 工程建設可能遭受地質災害危險性預測

對評估區有影響的斷裂為陜西三斷裂及大雁塔溫泉斷裂，其中陜西三斷裂對線路影響較大。活動斷裂對盤位移活動頻繁，造成差異沉降、錯動；斷裂帶附近巖性復雜，軟硬夾層發育。活動斷裂帶附近或其交匯處是地震震中的主要部位，地震頻繁，但震級小。陜西從斷裂與瘦狗嶺斷裂交匯處歷史上發生過475級破壞性地震2次，3～4.5級地震多次。1982～1983年該地又發生0.6～2級地震5次。陜西從斷裂與NW向的沙灣斷裂交匯處（沙滘附近）1976年曾發生3.3級地震。西安地震區劃圖將評估區劃分為地震基本烈度vn度區。據（〈建筑抗震設計規范〉＞161，重要抗震建筑物如隧道等，應按度進行抗震設防。

推測陜西三斷裂從一號線段YAK12+200處通過。據《〈西安地區第四紀地質》17，陜西三斷裂的挽近活動表現在它控制了流向，斷裂兩盤地貌形態差異較大，第四紀沉積物厚度不同。另外，汞氣測量顯示斷裂的活動性。在大瀝一帶，陜西三斷裂SN兩側200多米和500多米處的EW向次級斷裂汞氣異常值達1.012mgL高于異常下限值5.7倍。對陜西三斷裂北側影響帶的寧溪村向劈理化花斑狀泥巖進行熱釋光年代側定，為距今56±3.3萬a，說明在中更新世期間有過活動。與陜西從斷裂交匯處也常有地震發生。因此，斷裂活動將對擬建線路造成的損失大，后果嚴重，危害性中等一大，危險性中等一大。

3 結論

根據巖土體特征、工程地質條件、水文地質條件、構造地質條件、地形地貌條件、氣候條件及人類工程活動條件等評價要素進行綜合評價。危險性大的為橋梁地基失穩及巖溶地面塌陷；危險性中等一大為斷裂活動破壞；危險性中等為隧道圍巖失穩、基坑突水、基坑邊坡失穩及砂土液化；危險性小為地面沉陷。

[1]王楠楠，郭鶴藝.震后災區公路走廊次生災害危險性評估技術研究“這更像是一場生命的洗禮”[J].交通建設與管理，2013（05）.

[2]陳先裕.淺談地質災害危險性的評估[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2011（07）.

[3]王小東，張冰，胡圣武.地質災害危險性區劃評價中隸屬度函數構造方法的探討[J].地球與環境，2009（01）.

[4]彭小平，陳開圣，王成華，孔紀明.貴州省地質災害危險性區劃的多態系統可靠性分析[J].施工技術，2008（S1）.

[5]石躍華，姜才文.地質災害危險性綜合評估與防治措施技術應用——以定西至隴西二級公路為例[J].甘肅科技，2006（02）.