中山市翠海隧道工程地質條件研究

吳飛雄

(廣東省交通規劃設計研究院集團股份有限公司，廣東 廣州 510000)

翠海隧道起始里程K1+930～K2+275，全長345 m，封閉段起始里程K2+030～K2+180，長150 m。隧道左幅按四車道布置，大樁號側接翠城道左轉A匝道；右幅由三車道漸變至四車道，大樁號側接翠城道右轉輔道。主體結構采用開口段(長195m)和封閉段(長150 m)，結構底板寬32.9～36.6 m。隧道擬采用明挖法，挖深約2～15.5 m，與右側同路段管廊共挖基坑。挖深最大處在K2+092.0左側雨水泵房。通過本次工程地質勘查，詳細查明隧址區的工程地質條件，為后期工程施工提供可靠依據[1]。

1 地質環境概況

1.1 地形地貌

隧址區位于中山市翠亨新區北側。翠亨新區位于珠江三角洲，原地貌為珠江三角洲灘涂，后經填海造田，地形較為平坦，海拔高度一般在1.0～5.1 m之間。

1.2 地質構造

隧址區發育的北東向斷裂構造應為區域上的五桂山北麓斷裂帶的次級分支，北西向斷裂構造是區域上的文沖—獅子洋斷裂帶西支(化龍—黃閣斷裂)的次級分支，局部發育斷層破碎帶，受區域構造影響，局部基巖破碎。基底為燕山期花崗斑巖及下古生界混合巖，上覆層為第四系沖洪積物、坡積物、海相沉積物及三角洲沉積物組成。

1.3 地震及新構造運動

珠江三角洲地區新構造運動具有繼承性和新生性的特點，地震活動為新構造運動的主要形式之一。據記載，自公元288年至近期，珠江三角洲地震活動比較頻繁，有感地震超過400次，多數地震強度不大，震級<3～4級，地震活動具有頻度高、震級小的特點，對人工構造物一般不構成威脅。

2 工程地質特征

2.1 水文地質特征

(1)地下水賦存類型及水位。根據地下水的賦存方式可劃分為兩種類型，分別為賦存于第四系松散層中的孔隙水及賦存于基底巖石中的裂隙水。孔隙水主要賦存于素填土、淤泥質細砂、淤泥質中砂、細砂、中砂、粗砂中，為上層滯水，富水程度一般，為隧道開挖后的主要滲水層；基巖裂隙水主要賦存于基巖中，具一定的承壓性，受裂隙發育不均的影響，地下水分布極不均勻。

(2)地下水的補給與排泄。隧址區屬亞熱帶季風性氣候。降水量大于蒸發量，大氣降水是地下水的主要補給來源，每年4—9月份降雨對地下水補給量較大，10月至次年3月對地下水補給量較少。場地內的地下水主要為第四系松散層中的孔隙水，補給量受大氣降水的影響明顯。地下水位的變化與地下水的賦存形式及排泄、補給方式關系密切，雨季水位會明顯抬升，冬季因降水減少地下水位隨之下降。

2.2 巖土體特征

隧址區巖土層主要由新近人工素填土、第四系粉質黏土、淤泥質粉質黏土、砂土及燕山期花崗斑巖、下古生界混合巖及其風化層組成。素填土，紅褐色夾灰黃色，稍濕，已壓實，主要由粉質黏土及少量碎塊組成，全場地分布，厚2.00～5.80 m。粉質黏土，灰褐色，稍濕，可塑，土質均勻，砂感較強，黏性一般，零星分布，厚1.20～5.10 m。淤泥質粉質黏土，深灰色，飽和，流塑，土質均勻，黏性較好，具腥臭味，易污手；不均勻含粉細砂薄層，大部分布，厚0.60～17.00 m。砂土，灰色、灰黑色，飽和，松散，級配一般，含少量黏粒，含少量淤泥質，零星分布，厚2.40～2.80 m。微風化花崗斑巖，褐紅色，花斑結構，塊狀構造，節理裂隙較發育，巖質新鮮堅硬，零星分布。風化混合巖，黃褐色夾灰褐色，手捏易散，遇水軟化，局部分布，厚1.20～14.00 m。工程場地類別劃分見表1。

表1 工程場地類別劃分表

3 工程地質分析與評價

3.1 水體的腐蝕性

對地下水、地表水進行水質分析，判定水質對混凝土結構的腐蝕性(表2)。地下水對砼結構具微～弱腐蝕性，對砼結構中的鋼筋具微～弱腐蝕性；地表水對砼結構具微腐蝕性，對砼結構中的鋼筋具弱腐蝕性。

表2 水質對混凝土的腐蝕性判定表

3.2 不良地質及特殊性巖土

隧道區軟基發育，主要為淤泥質粉質黏土、淤泥質中砂、軟塑狀粉質黏土，狀態為流塑、軟塑、稍密狀。主要分布在基坑的側壁及坑底，隧道基坑開挖前需先對軟基進行加固處理，建議采用水泥漿深層攪拌法或高壓旋噴法，并注意基坑開挖時對軟土的防護[2-3]。

(1)地震砂土液化。隧道區抗震設防烈度為7度，中砂層遇設防地震時會發生砂土液化現象，液化等級為中等等級；粗砂層、細砂層遇設防地震時會發生砂土液化現象，液化等級為輕微等級。

(2)軟土震陷。隧道區揭露淤泥質粉質黏土、淤泥質細砂、淤泥質中砂，厚0.6～17 m，埋深0.9～6.3 m，飽和，流塑、松散。淤泥質土屬于松軟地基土，抗震性很差，在動力作用下將產生不同程度的壓縮和變形，其抗剪強度及承載力隨之降低，容易導致不均勻沉陷或地基失效。

3.3 基坑變形及破壞風險分析

(1)基坑側向位移過大。基坑范圍填土層發育，軟土局部發育，基坑開挖引起地下墻兩側的土壓力差，導致墻體變形，在支撐設置不及時或不密貼時，則會造成周邊地表變形大，甚至基坑塌陷、失穩；另外因超荷堆載或基坑滲流也易導致軟土壓縮變形等引起地面沉降風險[2]。

(2)坑底隆起。隧道坑底主要為淤泥質粉質黏土層，基坑開挖前需對軟土進行加固處理。當基坑坑底存在隆起風險時，建議基坑支護結構進入堅硬土層，避免支護結構出現“踢腿”現象；同時控制基坑周邊堆載重量，減小基坑內外的壓力差[3]。

(3)承壓水突涌。隧道坑底主要為淤泥質粉質黏土層，與鄰近陵嵐蝦尾涌最近僅40 m，地下水的連通性好，水量極豐富。若樁基或地基處理施工打穿隔水層，施工中有突水可能[4]。

3.4 場地穩定性和適宜性評價

本次勘察鉆孔在其深度控制范圍內未發現斷裂構造活動形跡，基底為燕山期花崗斑巖、下古生界混合巖及其風化層，為區域穩定地層，擬建場地地基是穩定的，且施工場地較為平整，對擬建工程是適宜的[2-4]。

4 結論

(1)隧址區地形地貌簡單；地層主要為素填土、淤泥、沖積黏性土、沖積砂土層等，基底為燕山期花崗斑巖，巖土種類簡單；不良地質主要為飽和砂土液化。綜合評價，擬建場地地基是穩定的，對擬建工程是適宜的。

(2)場地內地下水對砼結構具微～弱腐蝕性，對砼結構中的鋼筋具微～弱腐蝕性；地表水對砼結構具微腐蝕性，對砼結構中的鋼筋具弱腐蝕性。

(3)軟土及人工填土分布廣泛，基巖中存在風化不均現象，隧址區填土層發育，軟土局部發育，基坑開挖時需注意支護，工程地質條件屬復雜類型。