kV磨碟洲隧道工程勘察报告.doc

报告编号:220kV磨碟洲南线隧道工程岩土工程勘察报告 工程名称：220kV磨碟洲南线隧道工程委托单位：勘察单位：资质等级：综合类甲级证书编号：项目负责：报告编写：审核：审定：总工程师：院长：报告日期： 目录1概述61.1任务依据与工程概况61.2勘察目的及技术要求61.2.1勘察目的61.2.2勘探孔的布置81.2.3勘探孔位置坐标系统及孔口高程系统81.2.4勘探孔深度控制原则81.3勘察工作概况及完成工作量81.3.1勘察工作概况81.3.2完成工作量91.4报告执行标准及使用参考资料92自然地理环境及区域地质构造102.1勘察场地地面环境条件与地貌特征102.2区域气候特征102.3区域构造和地震活动概况112.3.1区域构造112.3.2地震概况112.3.3区域地层113岩土工程地质条件113.1地形地貌113.2地层结构及岩土特征113.2.1第四系人工填土层（Qml）123.2.2第四系海陆交互相沉积层(Qmc)123.2.3白垩系泥质粉砂岩风化带（K1b）133.3不良地质作用和特殊性岩土143.3.1不良地质作用143.3.2特殊性岩土144水文地质条件154.1地表水154.2地下水类型、赋存与补给154.3地层的富水性及透水性15 4.3.1人工填土层154.3.2相对隔水层154.3.3含水层164.3.4基岩164.4地下水及土的腐蚀性评价164.5建筑材料腐蚀性防护165场地和地基的地震效应175.1抗震设防烈度175.2建筑场地类别175.3土壤电阻率试验186场地工程地质条件评价186.1场地稳定性评价与适宜性评价186.2场地等级及地基等级196.3场地岩土地层条件评价197地基基础方案207.1土（岩）承载力特征值（fak）等参数207.2施工方案207.2.1明挖法207.2.2顶管法217.2.3盾构法227.2.4施工方案选择237.2.5基底及围岩的稳定性238工作井支护方案248.1三种支护方案对比选择248.1.1钢筋砼排桩式或高压旋喷桩、深层搅拌桩挡墙248.1.2高压旋喷桩、深层搅拌桩挡墙248.1.3地下连续墙+内支撑支护259结论与建议26 附表附表1：勘探点一览表.....................................................1张附表2：地层统计表......................................................1张附表3：标准贯入试验统计表...............................................1张附表4：土层物理力学性质指标统计汇总表...................................1张附表5：岩土主要物理力学参数建议值...................................1张附表6：电阻率测试报告.............................................1张附表7：土工试验检测报告.................................................1张附表8：岩石物理力学性质检测报告.........................................1张附表9：工程水分析检测报告...............................................2张附表10：工程土易溶盐分析检测报告........................................2张附图附图1：综合图例.........................................................1张附图2：勘探点平面布置图.................................................1张附图4：工程地质剖面图...................................................8张附图5：钻孔柱状图......................................................13张附岩芯照片……………………………………………………………………………….2张 220kV磨碟洲南线隧道工程岩土工程勘察报告1概述1.1任务依据与工程概况我院受广州电力设计院的委托，对拟建的220kV磨碟洲南线隧道进行岩土工程勘察工作，本次勘察为可行性研究设计阶段。拟建的220kV磨碟洲变电站位于广州华南快速干线新洲出口西侧，根据规划的220kV磨碟洲变电站站址位置、规划出线要求以及站址周边道路情况，由于磨碟洲站电缆出线回路数较多，需通过电力隧道才能解决多回同路径敷设问题，故拟在磨碟洲站南侧往南穿越规划路后往西规划路边绿化带（规划路为15m城市道路）下修建电力隧道；拟建的磨碟洲电力隧道起点连接拟建的220千伏磨碟洲变电站，由站址南侧出发，该段隧道沿着南面的规划路往西延伸约97m；而东线隧道出线往北规划路（规划路为15m城市道路）延伸长度约123m。根据设计意图，电力隧道（用于埋设出线电缆）优先考虑顶管施工，磨碟洲变电站～工作井A、工作井C该二段10kv电缆沟采用明挖法施工，工作井A～工作井B、工作井C～工作井D采用顶管施工（磨碟洲站及各工作井位置参见钻孔平面布置图）。由于电力隧道属于城市建设中极为重要的结构物，若发生破坏，将对社会、经济产生重大影响。根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)（2009版）3.1条及相关规范的有关规定：本工程的重要性等级为一级工程；场地等级为二级场地；地基等级为二级地基；岩土工程勘察等级为甲级。1.2勘察目的及技术要求1.2.1勘察目的根据广州电力设计院提供的《项目委托申请书》及国家现行有关规范，本次勘察的主要目的与要求如下：（1）查明勘察范围的地形地貌特征、构造特征、地层分布、地层层序、地质年代、岩层产状、岩层接触关系。 （2）查明岩土特征、岩土分布、岩土界面，划分和描述岩土层，提出隧道围岩分级和土石可挖性分级，尤其应注意划分和描述同一时代的岩层但工程特征差别大的岩性；查明基岩面的埋深与起伏。（3）查明勘察范围内及其附近不良地质现象的特征和分布；预测地质灾害的发生、发展趋势，以及对线路危害程度和影响。重点是查隧道基下地层岩性、风化层分带及风化程度或有无断层破碎带宽度，断层岩的胶结状态，可溶岩地段岩溶发育程度、深度规模及规律。（4）查明地下水的类型、埋藏情况、渗透性、腐蚀性、涌水量、补给来源、变化幅度；地表水（河流）与地下水的水力联系（必要时）。查明场地地表水（包括河流、河涌、暗沟等）的流向、历年最高水位、枯水位、勘察时的水位及水质等。查明附近地下管道、水中构筑物、附近新旧桥址情况。需要降水施工时，提出降水方法及有关计算参数。（5）查明软土的分布范围、厚度、固结状态、富水性和震陷特征，地下硬土层的埋深与起伏；查明砂层（包括软土中对固结排水和强度改善有作用的砂土层）的分布与厚度，透水性、液化特征等。（6）进行工程地质分区，划分构造复杂地段、不良地质和特殊岩土地段，并查明其成因、类型、性质、发生、发展、分布规律及对线路的危害程度，预测不同工法条件下可能出现的工程地质问题。（7）查明岩土物理力学性质，确定地基承载力，提出基础埋深建议，提出基础设计方案或治理意见。进行岩土体边坡的稳定性分析与评价，提出合理的工程治理措施建议。（8）判定场地和地基的地震效应，判定饱和砂土或饱和粉土的地震液化，并应计算液化指数。（9）分析评价沿线建筑物、地下构筑物及管线在施工过程中的稳定性。（10）了解、收集勘察范围是否存在有毒物质（含气体）的资料。（11）对于发育有断层等地质条件复杂的部位，结合地质钻探和工程物探，进行综合勘察。（12）详细查明基础的施工条件及其对周围环境的影响，并提出预防措施和监测方案。勘察报告需提供动力触探、标贯试验、岩土力学试验等结果，提出建筑物基础形式建议，按GB50007-2002规范要求为本站基础设计、施工组织设计提供作为计算依据的地质参数，如地基承载力特征值、桩端端阻力特征值和桩侧阻力特征值等。未注明处按现行有关规范执行。 1.2.2勘探孔的布置本项目勘探孔由广州电力设计院布置（详见附图2）。共布置钻孔13个，其中技术孔7个，鉴别孔6个。钻孔编号为ZK*，ZK代表钻孔，*为钻孔序号，原则上钻孔编号顺序应从小至大排列。本项目钻孔编号为ZK1～ZK13。1.2.3勘探孔位置坐标系统及孔口高程系统按设计提供的资料，本次勘察坐标系统为广州城建坐标系统、高程系统为广州城建高程系统。1.2.4勘探孔深度控制原则钻探深度严格按各项勘察技术要求执行。根据相关规范及设计要求，本工程钻进深度控制如下：要求应超过结构底面进入中等风化和（或）微风化带2m，且无软弱夹层。当在土层中终孔时，钻孔深度应不小于2倍基坑开挖深度。1.3勘察工作概况及完成工作量1.3.1勘察工作概况按委托任务书技术要求，我院于2012年10月24日进场开展本项目的勘察工作，于2012年10月06日完成本项目的13个钻孔的野外勘察工作，具体见附表1。钻孔孔位按照广东省电力设计院提供的勘探孔平面布置图，由我院采用根据钻孔设计理论坐标及测量基准点（T38号控制点：X=30280.494，Y=45989.038，H=18.27；T39号控制点：：X=30306.982，Y=45744.215，H=19.754）(坐标系：广州城建坐标系；高程系：广州城建高程系),用中海达布测。本次勘察采用钻探取芯、采取土（岩、水）试样、标准贯入试验、室内土岩试验等方法进行。钻探工艺采用回转钻进，辅以泥浆护壁、全孔取芯的施工工艺。本次勘察投入的机械设备详见表1.3.1。 投入本项目的主要机械设备仪器一览表表1.3.1序号设备名称型号规格产地单位数量备注一测量设备1卫星定位仪中海达台套1二钻探及取样设备1地质钻机XY-1台12常规取样器套13标准贯入器套11.3.2完成工作量本次勘察共完成钻孔13个，总进尺为314.9m。勘察工作量详见表1.3.2及附表1（工程勘探点一览表）。本次勘察完成工作量统计表表1.3.2序号工作项目工作量备注1施工钻孔数量及进尺13个孔，314.9m2标准贯入试验56次4原状土样19件5岩样2组6采取水试样2件7钻孔坐标及高程测量13点钻探孔距、孔深均已按广州电力设计院要求，各项工作质量符合有关规定，达到可行性设计阶段勘察要求，勘察成果可作为拟建建筑物地基基础方案可行性设计的工程地质依据。1.4报告执行标准及使用参考资料本次勘察执行下列标准及技术要求：⑴《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）⑵《原状土取样技术标准》（JGJ89-1992） ⑶《建筑工程地质钻探技术标准》（JGJ-87-1992）⑷《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）⑸《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）⑹《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）。⑺《建筑基坑支护工程技术规程》（DBJ/T15-20-97）。⑻《广州地区建筑基坑支护技术规定》（GJB02-98）。⑼《变电所岩土工程勘测技术规程》（DL/T5170-2002）⑽《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）⑾《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）⑿《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）⒀《岩土工程勘察工作规定》广州电力设计院⒁标准化协会标准《岩土工程勘察报告编制标准》(CECS99：98)。⒂《房屋建筑和市政基础设施工程勘察文件编制深度规定》（2010年版）⒃《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999主要参考资料：1、《工程地质手册》（第四版，工程地质手册编写委员会2007）；2、《供水水文地质手册》（第二册，《供水水文地质手册》编写组1990）。2自然地理环境及区域地质构造2.1勘察场地地面环境条件与地貌特征拟建的220KV变电站位于广州市海珠区琶洲岛西部，北侧位于华南快速干线，东侧位于新港东路，南侧及西侧位荒废场地。场地原属海陆交互相冲积平原，现场地经人工填土，地形较为平坦,地面标高8.71～12.45m。2.2区域气候特征站址位于广州市天河区，属于地处亚热带的海洋季风性气候。全年降水丰沛，雨季明显，日照充足，夏炎冬暖，但季节分界不明显。年内热带气旋、暴雨、寒潮经常出现。根据广州市地理信息中心提供的资料，澜石站历史最高水位为1994年6月的6.11米；广州市多年平均气温为21.9℃，最高气温为39.2℃，最低气温为－1.9℃； 年平均相对湿度为75%；主要季风为西北风(NW)，最大平均风速29m/s，极大风速为40.3m/s。2.3区域构造和地震活动概况2.3.1区域构造拟建场址位于华南褶皱系、湘桂粤赣褶皱带之粤中凹陷，本区位于广州市内，广三断裂从场地南侧经过，但钻探揭露深度范围内，除岩面起伏较大外，未发现有断层迹象（断层泥、断层角砾等），说明广三断裂对场地影响不大，同时该断裂为非全新活动断裂，对拟建物影响不大，基底岩石构造稳定性是良好的，适宜建筑。2.3.2地震概况拟建场址位于华南地震区东南沿海的广州——河源地震带，区域上历史1962年，距离广州200公里的河源发生6.1级地震。自有地震记录以来，广州市附近和佛山市曾发生3～4.5级地震30多次，震级小，多属微震～弱震，地震受广从断裂、东江断裂控制较明显。2.3.3区域地层根据区域地质资料，本场地揭露的地层由新到老为第四系（Q）及基岩白垩系(K)。3岩土工程地质条件3.1地形地貌场地地貌单元属珠江三角洲海陆交互相冲积平原类型，地面有起伏，各钻孔孔口标高介于8.71～12.45m之间，最大高差3.74m。3.2地层结构及岩土特征根据钻孔揭露深度，场地岩土层按成因类型自上而下划分为：第四系人工填土层、海陆交互相沉积层、白垩系泥质粉砂岩等三大层。现分述如下： 3.2.1第四系人工填土层（Qml）人工填土层<①>：所有钻孔均有揭露。灰黄、杂色，干～稍湿，结构松散，主要由粉质粘土组成，局部夹碎石、砖块等。本层所有钻孔均有揭露。厚度3.50～7.50m不等，平均5.72m。标贯9次,经杆长修正后的击数N=3.80～7.50击,平均5.80击。依据广东省标准《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31－2003）（以下简称省标）有关规定及经验值，建议该层承载力特征值[fak]为100kPa。3.2.2第四系海陆交互相沉积层(Qmc)1、淤泥、淤泥质土层，代号<②1>：该层各孔均有揭露，土层分布连续。厚度2.50～12.20m，平均厚度6.57m，层顶埋深3.50～7.50m(标高2.11～6.38m)，层底埋深7.70～16.90m(标高-5.82～1.12m)。土性：深灰色，灰色，流塑～软塑状，有腐嗅味，局部含大量粉细砂薄层。本层共进行标准贯入试验21次，实测击数范围值N=1.0～3.0击，平均值2.0击；经杆长修正后击数范围值0.80～2.70击，平均值1.80击，标准值1.40击（剔除异常值后，详见附表3，下同）。本层取土样16件，土层主要物理力学性质指标见附表4及表3.2.3-1。按标准贯入试验指标、土工试验指标，查地基承载力特征值fak为55kPa。淤泥、淤泥质土层<②1>物理力学性质指标统计表表3.2.3-1统计项目天然含水率比重密度饱和度初始孔隙比液性指数固结指标直接快剪天然干燥压缩系数压缩模量凝聚力摩擦角ω。GsρρdSreoIL　av1-2Es1-2cφ%　g/cm3%　MPa-1MPakPa(°)统计个数16161616161616161688最大值36.62.60.981.02784.51.02712.40.372.656.23.3最小值59.72.71.311.662100.01.66223.30.955.688.34.4平均值47.62.61.131.33993.31.33916.10.673.687.53.8标准差7.420.020.090.174.470.172.710.180.860.740.36变异系数0.610.01160.130.050.130.170.270.230.100.10 标准值51　　31　　195　　116　1374.62、淤泥质粉细砂层，代号<②2>：有11个钻孔揭露到该层，土层分布基本连续。层厚为0.90～8.20m，平均厚度3.65m，层顶埋深为7.70～15.30m（标高-5.69～1.12m），层底埋深为12.20～16.80m（标高-7.99～-3.38m）。深灰色，灰色，饱和，松散～稍密、局部中密。含淤泥或淤泥质土约10%，局部有淤泥质土薄层。本层共进行标准贯入试验9次，实测击数范围值N=4.0～8.0击，平均值5.30击；经杆长修正后击数范围值3.0～6.10击，平均值8.10击，标准值8.0击。本层取砂样3件，砂层主要物理力学性质指标见附表4。按标准贯入试验指标，查得地基承载力特征值fak为120kPa。3、中粗砂层，代号<②2>：所有钻孔揭露到该层，层厚为0.80～5.70m，平均厚度2.48m，层顶埋深为12.20～16.90m（标高-7.99～-2.75m），层底埋深为15.10～21.20m（标高-9.61～-4.55m）。深灰色，灰色，饱和，稍密～中密。含淤泥质土约5%，局部夹砾砂、粉细砂等。本层共进行标准贯入试验8次，实测击数范围值N=11.0～19.0击，平均值15.4击；经杆长修正后击数范围值10.7～17.6击，平均值13.3击，标准值12.6击。本层取砂样3件，砂层主要物理力学性质指标见附表4。按标准贯入试验指标，查得地基承载力特征值fak为180kPa。3.2.3白垩系泥质粉砂岩风化带（K1b）本场地下伏基岩为白垩系泥质粉砂岩，按风化程度可分为强风化带、中微风化带，现分述如下：1、强风化泥质粉砂岩<③1>：所有钻孔均揭露到该层。层厚1.30～4.30m，平均厚度为2.78m，层顶埋深15.10～21.20m（标高-9.61～-4.55m），层底埋深19.20～22.80m（标高-12.59～-7.05m）。青灰色、棕红色，岩石风化强烈，芯呈半岩半土状，土夹岩块状，用手易折断，局部夹中风化岩块，岩芯浸水易软化。本层共进行标准贯入试验5次，实测击数范围值N≥50击，平均值50击；经杆长修正后击数范围值35.0～35.40击，平均值35.1击。2、中微风化泥质粉砂岩<4-2> 所有钻孔均揭露到该层。层顶埋深19.20～22.80m（标高-12.59～-7.40m）。青灰色、棕红色，粉粒结构，层状构造，岩石节理裂隙较发育，岩质软，岩体较完整，因机械破碎岩芯呈碎块～短柱状，为泥铁质胶结，胶结程度一般，锤击哑声易碎，岩芯风干易裂。该层取岩样9组进行了天然抗压强度测定，测得其范围值为1.24～12.4MPa，平均值为6.50MPa，标准值6.49MPa，详见表3.2.4-2。该层属软岩，岩体完整程度为较完整，岩体基本质量等级为Ⅳ级。岩石天然抗压强度统计表表3.2.4-2土岩名称中风化泥质粉砂岩<4-2>统计个数9最小值1.24最大值12.40平均值6.50标准差3.24变异系数0.50标准值6.493.3不良地质作用和特殊性岩土3.3.1不良地质作用本次勘察未揭露到断裂构造痕迹和岩溶、滑坡、塌陷、危岩和崩塌、泥石流、采空区、地面沉降及活动断裂等不良地质作用和地质灾害，也未揭露到有毒物质及有毒气体，地基稳定性较好。本场地适宜本工程建设。3.3.2特殊性岩土本场地存在的特殊性岩土主要为填土层及软土。人工填土层<①>：平均层厚为5.72m，该土层场地普遍分布，主要由粘性土、砼碎块、砖头等组成；这些填土成分不一，结构较松散，固结程度低（欠压密），自稳能力差，遇水易湿陷，属不良地基土。淤泥、淤泥质粘土层<②1>平均层厚为6.57m，该层均呈软塑状，均属中～高灵敏度土层，在施工中易产生流泥、触变、蠕变及震陷，同时其压缩性高、承载力低。基岩为泥质粉砂岩的强～中微风化岩均为易软化岩石，有遇水易软化等不良地质特性。 4水文地质条件4.1地表水拟建工程场地附近未见地表水。4.2地下水类型、赋存与补给本场地地下水类型主要有两种：一种为赋存于第四系土层中的孔隙水；另一种是赋存于基岩风化层中裂隙水。第四系孔隙水主要存在于淤泥质粉细砂层<2-2>、及中粗砂层<2-3>中，第四系砂土层中的孔隙水具微承压性；基岩赋存裂隙水，其富水性较差，裂隙水具微承压性。第四系砂土层中孔隙潜水的补给来源主要为大气降水，补给形式为垂直渗入和侧向径流补给；基岩裂隙水的补给源为第四系砂土层中孔隙水的垂直渗入、侧向补给及越流补给。场地基岩裂隙水主要沿风化裂隙带分布，一般分布在岩面附近和浅部裂隙发育带，由孔隙水渗入补给和径流的侧向补给为主，富水性较弱。上述二种类型的地下水联通性较差，水力联系不太密切。因此场地地下水砂土层赋存较丰富，基岩地下水较贫乏。勘察期间场地地下水位部分受钻探冲洗液的影响，从钻孔中测得地下水位埋深为2.10～4.70m，地下水位年变化幅度约1.5～2.0米。4.3地层的富水性及透水性4.3.1人工填土层呈松散状，渗透性稍好，但差异较大，赋存一定量表层滞水。4.3.2相对隔水层淤泥、淤泥质粘土层透水性差，为相对隔水层。4.3.3含水层淤泥质粉细砂<2-2>、中粗砂<2-3>，为场地主要含水层，富水性较强，透水性中等。 4.3.4基岩本场地基岩属白垩系（K）泥质粉砂岩带，节理裂隙稍发育，连通性较差，强风化岩③1及中微风化岩③2带总体来讲富水性和透水性较差。各土层渗透系数（k）选用表表4-3-3-1地层编号岩土名称室内试验渗透系数(cm/s)建议渗透系数(m/d)②1淤泥、淤泥质粘土层<0.000001<0.001②2淤泥质粉细砂0.0010.8～2②3中粗砂0.0032～4③1强风化泥质粉砂岩0.00060.50③2中微风化泥质粉砂岩0.05注：渗透系数建议值根据结合相关规范及工程经验提供4.4地下水及土的腐蚀性评价本次根据同时进行220KV磨碟洲变电站岩土勘察取水样进行土质分析得出结果如下。本场地为Ⅱ类场地环境，按地层渗透性属A类。根据腐蚀性分析结果，综合评价：本场地地下水按环境类型对混凝土结构的腐蚀性为微腐蚀性、按地层渗透性对混凝土结构的腐蚀性为微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性为微腐蚀性。本场地土对混凝土结构的腐蚀性、对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性均为微腐蚀性，土对钢结构腐蚀性为微腐蚀性。4.5建筑材料腐蚀性防护该场地建筑材料的防护，应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）的有关规定。 5场地和地基的地震效应5.1抗震设防烈度根据《建筑抗震设计规范》(GB50011－2010)，拟建场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组。5.2建筑场地类别5.2.1根据地区经验值结合《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）表4.1.3的土层剪切波速范围值估计各土层的剪切波速值见表5.2.1土层的剪切波速值表5.2.1岩土名称状态土层剪切波速（Vs）建议值（m/s）人工填土①松散180淤泥、淤泥质土土②1流塑～软塑130粉细砂②2松散～稍密状200中粗砂②3稍密～中密状260强风化泥质粉砂岩③1半岩半土状480中微风化泥质粉砂岩③2短柱状﹥7005.2.2按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)4.1.5条有关规定，土层等效剪切波速可按下式计算钻孔等效剪切波速：采用如下计算公式来计算钻孔等效剪切波速：式中:vSE—土层等效剪切波速（m/s）；do—计算深度(m),取覆盖层厚度和20m二者之较小值；t—剪切波速在地面至计算深度之间的传播时间；di—计算深度范围内第i层的厚度(m)；vsi—计算深度范围内第i层的剪切波速(m/s)；n—计算深度范围内土层的分层数。 采用上面的计算公式计算等效剪切波速如下表：孔号土层等效剪切波速VSE(m.s-1)计算厚度do(m)覆盖层厚度dov(m)建筑场地类别设计地震分组特征周期值Tg(s)土的类型ZK1115.5019.2019.20Ⅱ第一组0.35中软土ZK3115.0519.7019.70Ⅱ第一组0.35中软土据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）表4.1.3及4.1.6，本工程场地土类型为中软土，判定建筑场地类别为Ⅱ类，设计特征周期为0.35s。5.3土壤电阻率试验本场地取3个钻孔进行电阻率测试，（说明：受钻孔内沉淀影响，测试未测到底。孔中淤泥层和砂层由于浸泡在水中，受水的影响故电阻率值很低）。测得各土层电阻率值见表5.3.1及附表7。土层电阻率值表5.3.1岩土层名称最大值最小值一般值（Ω-m）（Ω-m）（Ω-m）杂填土167.6378.87108.88淤泥94.7032.4751.86粉细砂332.70103.19173.88细中砂479.57136.85186.43强风化泥岩949.89334.22477.766场地工程地质条件评价6.1场地稳定性评价与适宜性评价本工程建设场地地形起伏较小，地貌较简单，地层结构较复杂，场地未见崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、地下洞室等不良地质作用，勘察过程中未发现管线及有害气体。 依据区域地质资料该场地及其附近无全新世活动断裂通过。在本次勘察深度范围内亦未发现断裂构造等，适宜进行工程建设。综合评价，整个勘察场地环境条件较复杂。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第4.1.1条综合判定，该场地属建筑抗震不利地段，需地基处理后适宜建筑。6.2场地等级及地基等级6.2.1该场地覆盖层厚度为19.20～22.80m，其从上而下依次为人工填土<①>、淤泥、淤泥质土层<②1>、淤泥质粉细砂层<②2>、中粗砂层<②3>其下部强风化岩③1及中微风化岩③2带。6.2.2依据区域地质资料该场地及其附近无全新世活动断裂通过。在本次勘察深度范围内亦未发现断裂构造、滑坡、土洞、溶洞等不良工程地质作用，场地稳定性好。6.2.3地形地貌简单，地质环境未受破坏。6.2.4岩土种类多，岩土层分布不均匀，岩体风化不均匀,不同风化带顶面埋深和厚度变化较大。6.2.5地下水位埋藏较浅。6.2.6经勘察场地范围内无古河道，暗滨，暗塘，人工洞穴和其他人工地下设施。6.2.7不存在的主要不良地质现象，特殊性岩土为较厚的填土和淤泥质土、砂土及泥质风化岩。本工程场地岩土勘察场工程重要性等级为二级，场地复杂程度等级为二级（中等复杂场地），地基复杂程度为二级地基（中等复杂地基），因此，结合本场地的工程地质、水文地质条件，综合判定本工程岩土工程勘察等级为乙级。6.3场地岩土地层条件评价本场地地层主要有人工填土层、海陆交互相冲积层及岩石风化带。各土岩层岩土工程条件评价如下：6.3.1人工填土<①>：该层土质不均，承载力低，不宜作为本项目建筑物的基础持力层。本场地填土层未完成自重固结，浸水易湿陷、崩解，桩基础设计及施工中应充分考虑由此产生的负摩阻力，并要考虑填土自重固结及上部荷载引起的地面不均匀沉降。6.3.2海陆交互相冲积层（②）：以淤泥、淤泥质粘土层<②1>流塑～软塑状、淤泥质粉细砂层<②2>松散状、中粗砂层<②3>稍密状为主。 6.3.3强风化岩带〈③1〉：全场地分布，厚度变化大，分布不均，但强度较高、压缩性中等，可做一般低多层建筑物地基持力层，亦可作摩擦桩基础持力层。但其埋深变化较大，设计施工时难以控制桩长。6.3.4中微风化花岗岩带〈③2〉：全场分布，岩质坚硬，具强度高、低压缩性，为拟建建筑物桩基础理想持力层。但其埋深变化较大，设计施工时难以控制桩长，7地基基础方案7.1土（岩）承载力特征值（fak）等参数根据钻探、原位测试、土岩室内试验结果，综合建议各层土（岩）的地基承载力特征值fak、frk等参数见附表5。7.2施工方案根据场地岩土工程地质条件和施工条件，结合拟建筑物的荷载要求，可考虑以下施工方法：7.2.1明挖法明挖法是浅埋隧道比较常用的施工方法，包括明挖现浇隧道和明挖预制隧道，预制隧道结构可以是分段整体预制结构，也可以是分段拼装结构。（1）明挖法具有如下的主要优点①施工简单：只涉及常规的技术问题，设计和施工都相对简单；施工技术和工序较简易、施工管理较简单，所需的设备较少、较简单，对施工队伍技术水平要求也相对较低。此外，还便于进行施工监理、安全监测和质量检验。②施工效率高：可以在多个作业面同时进行，容易实行“兵团式”作业，有较高的施工速度和效率，施工工期短。③对地质条件的适应性较强：采用机械或人工开挖，可适应各种地层条件，包括各种土质和岩质地层。④施工安全容易保证：可以露天作业，有良好的通风条件，同时容易觉察施工险情，适于人员和设备疏散，容易保证施工人员和设备的安全。⑤ 施工成本相对较低：由于施工较简单，施工效率较高；对于普通地层开挖支护要求较简单。因此，综合施工成本比较低。（2）明挖法的主要缺点①对环境安全有较大的影响：将产生较大的地层变形，对邻近既有管线、地下设施和建筑物的安全构成较大的危害；同时，施工引起的地面沉降较大，容易引起路面损坏。②对交通干扰大：占用道路，通常进行封路施工，造成交通堵塞或需要改道行驶，对交通的干扰很大。③受施工环境的限制：难于穿越建筑物和管线密集区，不能穿越建筑物，同时管线的覆盖阻碍了明挖施工，因此受到环境条件的严格限制。④受埋深的限制：随着隧道埋深的增大，开挖支护结构的要求提高，施工技术的复杂性和难度增加，对施工环境安全的影响也增大，通常需采取辅助技术方法。因此综合成本随隧道埋深的增大而增加，一般采用明挖施工的隧道埋深限制在7.0m以内。⑤对环境的破坏：需开挖路面、破坏绿化植被，影响城市的文明和景观。同时道路恢复后的路面状况劣化、耐久性降低，绿化恢复成本也较高。⑥对环境干扰大：施工噪音较大，容易造成施工扰民。此外，施工可能造成一定的环境污染。7.2.2顶管法顶管作为一种常规施工方法现已被业主所接受。尤其在现代城市中要求实行文明施工，减少施工对交通、环境的影响，明挖的管线施工受到很大的限制，从而推动了顶管法的广泛应用。随着技术的发展，顶管法施工管线的直径越来越大，施工距离越来越长，并随着城市建设的发展已越来越普及，应用的领域也越来越广泛。顶管法的工作原理是：先在管道设计路线上，建造一定数量的小基坑用作顶管的工作井，并作为一段顶管的起点与终点。在工作井的一面或两面侧壁凿出圆孔作为预制管节的进口或出口，孔口对面侧墙为顶推预制管节的承压墙。通过孔口由安装在承压墙上的液压千斤顶和承压垫板把带有切口和支护开挖外壳的工具头水平地顶入土层中，然后以工具头为先导，将预制管节按设计轴线逐节顶入土层中，直至工具头后的第一段管节前端进入下一工作井的出口而完成两个工作井之间的管道铺设。（1）顶管法具有如下的主要优点施工自动化程度高：集开挖、支护、推进、衬砌、出土等各种工序于一体，施工过程一气呵成，自动化程度很高，具有较高的施工效率。受施工环境条件的影响小：顶管法属于“机械暗挖” 施工方法，隧道能穿越建筑物和管线密集区，受地面的环境条件的限制和影响很小。施工环境的安全性高：顶管施工过程，围岩的开挖和支护是同步的，施工引起的周围土层的变形小，对地下管线、邻近设施和建筑物的安全影响小。对地质条件变化的适应性强：只要合理地选用顶管工具头，隧道可穿越各种变化的地层，因而顶管隧道施工方法对地层条件变化具有很强的适应性。对交通的影响小：顶管施工除了每隔500m左右需建造工作井和接收井，在地面开挖占用小块场地外，在施工沿线不作地面开挖，只要合理地选择工作井和接收井的位置，施工对交通的影响不大。无噪音、无污染：顶管施工沿线无噪音、无污染；同时，地表的绿化植被可完好地保护，因此，项管法是一种具有环保功能的施工技术。（2）顶管法的主要缺点受线路平滑度的限制：采用顶管法施工时，由于受工具头摆动角度的限制，要求管线比较平直，在水平面和垂直平面内的曲率半径一般要求大于100～150m。施工设备较昂贵：顶管工具头集机械、电子、测量、导向、自动控制于一体，设备较复杂、价格较昂贵。综合成本较高：由于顶管的施工设备较昂贵，设备分摊费用较高，在一般情况下，综合成本较高。受管道口径变化的限制：受工具头固定直径的影响，一种工具头只能用于一种口径的管线施工，管线的口径变化时，必须相应更换工具头，由此将增加施工成本。适用地层的限制：一般来说，顶管法在岩层中顶进施工存在较大的困难。7.2.3盾构法盾构法是利用盾构在围岩中推进，一边防止土砂的崩塌，一边在其内部进行开挖、衬砌作业的修建隧道的方法。盾构法的发展先于顶管法，其施工技术更为成熟，同样是集开挖、支护、推进、衬砌、出土等各种工序于一体，自动化程度与施工效率都很高，是一种安全而有效的施工方法。 盾构法施工是先在隧道某段的一端建造进发竖井(也称进洞竖井)，供盾构安装就位，盾构机从竖井的墙壁开孔处出发，在地层中沿着设计轴线，向到达竖井(出洞竖井)的设计孔洞推进。盾构推进中所受到的地层阻力，通过盾构千斤顶传至盾构尾部已拼装的预制隧道衬砌结构，再传到竖井的后靠壁上。竖井按其使用目的可分为进发竖井、到达竖井和中间竖井。进发竖井是始发盾构机的竖井，从地表把盾构机的分解件及附属设备搬入井内，然后在井内组装盾构，设置反力装置和盾构进发导口，并运输存放盾构在进发掘削中需要的各种器械及材料。到达竖井是该段隧道的终点，用于接收盾构机，也可设置进人孔、通风孔、阀箱、泵站等设施。中间竖井可用作路线中途改变掘进方向，随着近年来小曲率半径急弯施工技术的进步，需要中间竖井的情形正在减少。盾构法是地下施工，属于暗挖法，故明挖法的诸多缺点均不存在，而且适于大深度，大断面，大地下水压施工，适用地层范围极宽，软土、砂卵土、软岩直到岩层均可适用。盾构法施工的隧道断面除圆形以外，还可施工半圆形断面、椭圆形断面、马蹄形断面、双圆(或三圆)搭接断面以及矩形断面，一次推进距离可达1000m以上。目前盾构工法已在城市隧道施工技术中确立了稳固的统治地位。对于本电缆隧道工程，在与规划路非同步建设的情况下，为放置电缆预留更大的空间，可以考虑采用盾构法施工。（1）盾构法具有如下的主要优点：除竖井外几乎无地面作业。噪音、振动引起的公害小，对交通影响也小；隧道的施工费用不受覆土深度的影响，适宜于建造覆土较深的隧道；开挖、拼装管片、推进等作业能反复进行，施工管理容易；当隧道穿越河底或其他建筑物时，不影响施工；适用地层范围宽，软土、砂卵土、软岩直到岩层均可适用。盾构法非常适合建造城市隧道，目前它正朝着全部机械化、自动化、智能化、地下大深度、特殊断面、特殊形态的方向发展迈进。7.2.4施工方案选择大规模的采取明挖法对周围环境影响较大，且隧道在部分区段需要下穿道路和桥桩，明挖法无法实现，因此只在连接变电站及工作井A、c段采用明挖法施工，其余线路均可采用顶管（盾构）施工。顶管（盾构）施工对周围环境影响较小，且可避免隧道内存在瓦斯。由于本工程的隧道基本在冲积层或基岩中微风化泥质粉砂岩中穿行，顶管（盾构）在施工时较为可行。7.2.5基底及围岩的稳定性 根据工程地质纵剖面图及隧道设计剖面可以看出，电力隧道基底板主要地层若放在5～10m隧道基础底板为淤泥质土层、部份为粉细砂层，若放在10～15m隧道基础底板为粉细砂层、部份为中粗砂层，若放在22m以下隧道基础底板为中微风化岩，层位稳定、承载力高、适合盾构法施工，隧道通过的区段内区域构造不发育，局部有液化砂土，采取防治措施后地质灾害的危害和危险性可以消除或减弱，故该建设场地总体上较稳定。但淤泥、淤泥质土层及水下松散饱和粉细砂层较厚，应予以基础处理，可采用深层搅拌复合地基加固处理。8工作井支护方案根据设计提供的平面图和场地地质情况，基坑壁自上而下多为人工填土层〈①〉、淤泥、淤泥质土〈②1〉、淤泥质粉细砂〈②2〉、中粗砂〈②3〉。隧道、工作井上部主要为人工填土层、淤泥、淤泥质土层、粉细砂等松散、软弱土层，稳定性较差，开挖后极易引发产土体侧向挤出、剪切滑移等破坏变形。若在雨季，坑壁受水影响，土体重度增大、抗剪强度降低，则更容易诱发基坑变形失稳，基坑边坡的稳定性差；中部为强风化泥质粉砂岩，一旦开挖后遇水软化，易产生变形滑塌，基坑侧壁欠稳定；下部为中微风化泥质粉砂岩，一旦开挖后遇水易软化，基坑侧壁欠稳定。地下水埋藏较浅，对基坑施工影响较大。依《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），其安全等级为一级。综合评价基坑的稳定性较差。根据基坑地质和环境条件，建议侧壁安全等级为二级。在大面积开挖前须认真做好坑壁支护和防渗工作。8.1三种支护方案对比选择8.1.1钢筋砼排桩式或高压旋喷桩、深层搅拌桩挡墙因场地在基坑开挖深度内存在杂填土、流塑状软土和砂土层，宜采用钻（冲）孔桩构成排桩，以中风化岩为桩端持力层，桩身下钢筋笼，旨在增加挡墙刚度和拉弯能力，减少变形。总土压力按水土分算，设计桩径和桩尖入土岩深度，应满足墙体抗倾覆和抗滑移要求。为达到防渗效果，在墙背后的桩间岩土处加做搅拌桩或旋喷桩，形成防渗阻水挡流泥帷幕。为确保排桩挡墙的安全与稳定，辅以钢支撑，按设计计算选用钢号、材料规格及支撑层数，以减少墙体变形对钢支撑施加预应力。8.1.2高压旋喷桩、深层搅拌桩挡墙搅拌深度应穿过淤泥、淤泥质土软土层及水下松散饱和砂层，进行止水及支护，墙体厚度和嵌固深度应满足抗倾覆和抗滑移要求，为减少变形，可设角撑或横撑。 为保证基坑施工的顺利进行，在基坑内如水量较大，宜设降水井或采取疏排水措施，使基坑内的水位降至基坑底面以下。由于基坑底为淤泥、淤泥质土，应进行软基处理，为防止地下室无上覆建筑物部分，基坑底隆起或凹陷，必要时对基坑底板下地锚抗浮。关于基坑边坡支护结构，建议进行专项设计。有关计算参数建议如下表（结合经验值）。基坑支护的计算参数地层代号层号土性天然密度ρo(g/cm3)粘聚力C（kPa）内摩擦角Φ（度）渗透系数（m/d）Qml①人工填土1.851～4Qmc②1淤泥、淤泥质土1.466.24.6<0.001②2淤泥质粉细砂1.860280．8～2②3中粗砂1.950382～4K③1强风化泥质粉砂岩1.98500.50③2中微风化泥质粉砂岩2.000.058.1.3地下连续墙+内支撑支护地下连续墙用作基坑（工作井）支护结构时，宜同时考虑兼作主体结构的一部分。⑴墙体入中风化岩1.5m或入微风化岩不小于1倍墙厚；有二道或以上的支撑；满足内力与变形计算的要求。⑵墙体混凝土的强度等级不宜低于C20。⑶受力钢筋应采用Ⅱ级钢筋，直径不宜小于20mm，构造钢筋可采用Ⅰ级钢筋，也可采用Ⅱ级钢筋，直径不宜小于14mm；纵向钢筋的净距不宜小于75mm，构造钢筋的间距不应超过300mm。⑷当地下地下连续墙与主体结构连接时，预埋在墙内的受拉、受剪钢筋、连接螺栓或连接钢板，均应满足受力计算要求。⑸地下连续墙顶部宜设置刚度足够大的钢筋混凝土冠梁，梁宽不宜小于墙宽，梁高不宜小于500mm，配筋率不应小于0.4%，墙的纵向主筋应锚入梁内。⑹ 若基坑(工作井)面较大，还须设中间立柱来增加支撑梁的刚度，确保基坑支护结构的稳定。⑴基坑(工作井)底分布淤泥层及粉细砂、中粗砂等，且场地地下水较丰富，水文地质条件较复杂，为防止基坑底产生隆起或凹陷及涌水现象，建议采用深层搅桩进行（搅拌喷浆）加固止水处理。9结论与建议9.1根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)3.1条有关规定：本工程的重要性等级为一级工程；场地等级为二级场地；地基等级为二级地基；岩土工程勘察等级为甲级；根据国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）表3.0.1，本工程地基基础设计等级为甲级。9.2根据钻探揭露，未揭露有岩溶、滑坡危岩及崩塌、泥石流、采空区地面沉降等不良地质作用；亦不存在地裂缝、地面塌陷等灾害地质现象，地基稳定性较好，场地适宜本工程的建设。9.3场地内的特殊性岩土为人工填土、淤泥、淤泥质土及泥质粉砂岩风化带等。9.4地下水对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。9.5根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），本场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组。9.6根据本次勘察所揭示的情况结合拟建建筑特点，拟建站电力隧道工程可采用明挖法及顶管法施工，亦可采用盾构法施工。9.7工作井基坑开挖支护可采用钢筋砼排桩式、高压旋喷桩、深层搅拌桩挡墙及地下连续墙，也可高压旋喷桩、深层搅拌桩挡墙等支护方法。9.8工作井抗浮设计水位标可取室外地坪标高。9.9特别注意各个工作井周边的管线资料。管线迁改施工时需注意对既有不需改移管线的影响，对于临近工作井的管线，施工时必须及时与管线权属部门联系，加强保护，并按管线权属部门的要求做好监测。而对于在工作井之间距隧道较近的平行管线，应采取监测保护措施。9.10应注意隧道沿线重要的建构筑物及控制性因素，如房屋基础形式等资料的收集工作。9.11若采用盾构施工，建议施工前需做瓦斯专项评估工作。如果瓦斯浓度不高，可采取加强隧道内送风的措施；如果瓦斯浓度过高，则应做专题研究。 9.12在基坑开挖施工过程中，应对围护结构的变形、受力等进行施工监测，监测的频率在施工过程中每天至少两次，测点布置一般在10～20m范围，当结构距周边建筑物较近时，应适当加密测点，并提高监测频率。应对土体侧向变形进行监测，测点布置一般为2～4孔，同一孔测点间距0.5m。9.13在施工过程中，应对施工影响范围内的所有建筑物进行变形、沉降、裂缝以及建筑物的倾斜等监测。监测频率在施工基坑过程中，每天至少一次，施工主体结构时，至少每两天一次，遇重点或特殊保护的建筑物时，监测频率应适当提高。