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光谷站地质勘查报告

武汉市轨道交通29号线光谷路站

及2号线南延线光谷站

岩土工程勘察中间资料

2014勘017a

 

武汉市测绘研究院

武汉市轨道交通29号线光谷路站及2号线南延线光谷站岩土工程勘察中间资料

 

一、工程概况

武汉市轨道交通29号线全长19.83km,设站13座,全为地下线路。

分别在流芳与规划2号线南延线光谷站、城际铁路流芳站换乘,在光谷五路与规划30号线换乘,在未来一路与规划9号线换乘,起点预留远期延伸条件。

该工程起于流芳火车站,并在东广场设光谷站,出站后沿湖口一路东行,过光谷一路后拐入高新大道,在省体育学院南侧教育中路口设教育中路站,之后穿三环线、武广高铁和富士康专用线后在药监一路东设药监局站,在光谷三路路口设生物园站,在光谷四路路口设光谷四路站,之后线路南偏拐入神墩一路,在光谷五路路口设光谷五路站,在光谷六路口设光谷六路站,过光谷六路后往北拐入高新大道,在规划豹澥路口设豹澥路站,在光谷七路路口设光谷七路站,出站后线路沿高新大道路北侧穿越绕城高速及匝道,之后东行至终点,分别在规划路口设郑家路站,未来一路站、未来三路站和左岭站。

武汉市轨道交通29号线工程第Ⅱ标段,包括6站7区间,具体如下:

起点-光谷站、光谷站、光谷站-教育中路站区间、教育中路站、教育中路站-药监局站区间、药监局站、药监局站-生物园站区间、生物园站、生物园站-光谷四路站、光谷四路站、光谷四路站-光谷五路站区间、光谷五路站、光谷五路站-光谷六路站区间。

全长约8500米。

武汉轨道交通29号线光谷站与2号线南延线光谷站为交通枢纽换乘站。

该站是轨道交通29号线工程的起点站和2号线南延线终点站,位于城际光谷火车站东广场,湖口一路地下,站位处规划道路尚未成形,周边现状多为空地。

光谷站处于长江三级阶地,拟采用明挖法施工,附属结构全部采用明挖法施工。

车站主体结构基坑深度约24.310m。

29号线光谷站基底大部位于20a-2中风化泥岩中,2号线南延线光谷站基底大部分位于多种岩性的中风化岩层中。

根据湖北省地方标准《基坑工程技术规程》(DB42/159-2012),基坑工程的重要性等级为一级。

可供选择的围护结构型式有:

地下连续墙、钻孔灌注桩、套筒咬合桩等。

支护结构的选择主要取决于本站工程地质与水文地质条件,综合考虑基坑规模、施工条件、对交通,环境及施工占地、工艺等因素。

本车站基坑围护结构推荐采用Φ800@1000mm、Φ1000@1200mm、Φ1200@1500mm钻孔灌注桩+止水帷幕方案。

围护结构内支撑采用一道混凝土支撑+3道钢管支撑,一道临时立柱。

基坑开挖施工期间采用管井进行基坑内疏干降水。

本站所有钻孔均由设计院布设,共布设61个钻探孔(其中初勘18个,详勘43个)、31个静探孔(全部为详勘)。

本站有2个详勘钻孔(孔号为EJQJz02-Ⅱ13-52和EJQJz02-Ⅲ14-31)因场地原因未能施钻,将在场地条件成熟后补勘。

本站利用2号线南延线钻孔1个,孔号为EQNJz04-Ⅱ13-41。

根据场地地质条件和规范要求,经与设计院商量,本站将在所有静探孔点位上补充钻探孔作为对比孔,本次共补充30个;另外在2号线南延线南侧补了补1、补2、补3和补4,共计4个补孔。

因2号线南延线初勘钻探孔部分为市政院完成,我院利用了该院的资料,共利用9个钻探孔(孔号为EJQJz02-Ⅱ13-44~EJQJz02-Ⅱ13-51、EQNJz04-Ⅱ13-41)。

综上所述,本次我院共完成了84个钻探孔,利用了9个钻探孔,2个钻探孔未完成。

本次有3个静探孔(孔号为EJQJc02-Ⅲ14-05、EJQJc02-Ⅲ14-08和EJQJc02-Ⅲ14-09)因场地原因(杂填土较厚)未能完成,但另外因工程需要,我院补充了8个静力触探对比孔和2个静力触探补孔(孔号为Jc02-Ⅲ14-28-1和Jc02-Ⅲ14-28-4)。

综上所述,本次我院共完成了38个静探孔。

我院自2014年2月16日进场,先后共安置了12台钻机,截止2014年4月11日,我院完成所有外业勘探工作。

需要说明的是,本站完成钻孔中有4个孔为水上孔,孔号为EJQJz02-Ⅲ14-13(水)、EJQJz02-Ⅲ14-14(水)、EJQJz02-Ⅲ14-15(水)和EJQJz02-Ⅲ14-19(水)。

另外,EJQJz02-Ⅲ14-19(水)孔深42m处和EJQJc02-Ⅲ14-24(Z)孔深47m处孔内遗留有钻具(各3.0m的岩芯管)。

二、地层概况

拟建场地位于武汉市东湖新技术开发区流芳火车站东侧,地貌单元属剥蚀堆积垅岗状平原,相当于三级阶地,地势起伏较大,地面标高在33.98~49.49m之间变化。

在勘探深度范围内场地地层结构主要由

(1)单元层杂填土(Qml)、素填土(Qml)、淤泥质粉质黏土(Ql);(6)单元层为垄岗与坳沟相间区坳沟内沉积物;(10)单元层第四系上更新统冲洪积老黏性土、黏性土夹碎石、块石、碎石夹黏土、粉质黏土夹粉土等(Q3al+pl);(13)单元层第四系含碎石红黏土(Qel);(17)单元层二叠系(P)泥质硅质岩、泥岩、炭质泥岩;(18)单元层石炭系(C)石英砂岩、灰岩、炭质灰岩;(0)单元层溶洞充填物或无充填;(19)单元层泥盆系(D)泥岩、细砂岩、石英砂岩;(20)单元层志留系(S)泥岩、泥质砂岩。

(1-1)层杂填土,本站中间大部分地段堆积较厚,厚度超过5m,天成美雅小区门口地段为地表15~30cm厚的砼地坪,下部为黏性土夹砖块、碎石等组成,分布于场地表层,较厚地段为附近施工堆土而成,褐黄~褐红~褐灰等色,结构松散,湿~饱和,硬杂质含量在25%以上,堆积年限一般少于10年;

(1-2)层素填土,本站中间大部分区域堆积较厚,以粉质黏土为主,软~可塑状态,含植物根系及小碎石,分布于场地表层,较厚地段为附近施工堆土而成,褐黄~褐红~褐灰等色,结构松散,湿~饱和,硬杂质含量在25%以下,堆积年限一般少于10年;

(1-3)层淤泥质粉质黏土(塘泥),为原沟塘区,局限分布于填土之下,灰~灰黑色,流~可塑状;

(6-1)层粉质黏土,软~可塑状,灰褐~黄褐色,含少量铁锰氧化物,场地范围内局部地段分布,主要分布于塘泥之下;

(6-2)层粉质黏土,可~硬塑状,灰褐~黄褐色,含少量铁锰氧化物,场地范围内局部分布;

(10-2)层粉质黏土,硬塑状,灰褐~黄褐~棕红色,含少量铁锰氧化物及高岭土条纹,局部夹少量碎石角砾,场地内大部地段有分布;

(10-2a)层黏土夹碎石,碎石含量约10%,直径1-5cm,成分主要为石英砂岩,部分为细砂岩、硅质岩,分布于场地南侧局部地段;

(10-2b)层块石、碎石夹黏土,块石、碎石含量大于50%,直径5-30cm,成分主要为石英砂岩,部分为细砂岩,分布于场地南侧局部地段;

(10-2d)层粉质黏土夹粉土,可~硬塑状,灰褐~黄褐~棕红色,含粉土及少量铁锰氧化物及高岭土条纹,局部夹少量碎石角砾,场地内局部地段分布;

(13-2a)层含碎石红黏土,棕红色~褐黄色,呈湿、硬塑状,含铁锰质氧化物,其间夹碎石,碎石成分主要为灰岩,部分地段含硅质岩、泥岩、砂岩碎块,呈棱角~次棱角状,含量一般在15~45%,粒径一般在0.5~3.0cm间,个别大于10cm,主要分布于本站南侧灰岩分布区顶部;

(13-2b)层含碎石红黏土,棕红色~褐黄色,呈湿、可塑状,含铁锰质氧化物,其间夹碎石,碎石成分主要为灰岩,部分地段含硅质岩、泥岩、砂岩碎块,呈棱角~次棱角状,含量一般在15~45%,粒径一般在0.5~3.0cm间,个别大于10cm,主要分布于本站南侧灰岩分布区顶部;

(17a-1)层强风化泥质硅质岩,褐黄~红褐、灰黑色,岩芯呈细角砾混黏土状,泥质含量20~60%不等,岩芯基本呈散体状,硅质岩角砾石粒径0.5-3cm,分布于场地南侧局部地段;

(17d-1)层强风化泥岩,褐红~褐黄、灰白色,岩体基本风化成土状,局部层理可见,层中夹少量中风化岩块,手掰或水浸易散,分布于场地南侧局部地段;

(17e-1)层强风化炭质泥岩,灰~灰黑色,岩芯呈土柱状,手掰或水浸易断,局部夹中风化岩块,分布于场地南侧局部地段;

(17e-2)层中风化炭质泥岩,灰~灰黑色,泥炭质结构,薄层状构造,节理、裂隙较发育,岩芯呈碎块、角砾状,采取率约50%,分布于场地南侧局部地段;

(18a-2)层中风化灰岩,灰~灰白~深灰色,岩芯呈块状或短柱状,微晶结构,中厚层~厚层状,裂隙一般发育,该段岩溶强发育,钻孔见洞隙率达87.5%,每个钻孔均严重漏浆,其溶洞大小不一,内被软~硬状黏性土夹碎石充填,采取率为80~90%,分布于场地南侧局部地段;

(18c-1)层强风化石英砂岩夹泥岩,灰白~褐黄色,仅有1个钻孔揭露此层,岩芯较破碎,钻进进尺较快,局部夹中风化石英砂岩岩块,个别直径大于10cm,采取率约10%,分布于场地南侧局部地段;

(18d-2)层中风化炭质灰岩,深灰~灰黑色,岩芯呈块状或短柱状,微晶结构,中厚层~厚层状,裂隙一般发育,岩芯含方解石脉。

该段岩溶强发育,钻孔见洞率达75%,每个钻孔均严重漏浆,其溶洞大小不一,内被软~硬状碎石混黏性土充填,局部地段溶洞无充填,采取率为80~90%,其中EJQJc02-Ⅲ14-02(Z)串珠状溶洞竖向发育深度达10m以上,分布于场地南侧局部地段;

(19a-1)层强风化石英砂岩夹泥岩,灰白~褐黄色,岩芯较破碎,基本风化成砂土、碎石状,碎石直径1-3cm,采取率约50%,分布于场地南侧局部地段;

(19a-2)层中风化石英砂岩夹泥岩,灰褐~褐黄色,岩芯呈块状或柱状,砂质结构,中厚层状,节理、裂隙较发育,岩芯呈短柱状、柱状,节长1-8cm,最长15cm,采取率为65-70%,充填强风化泥岩,场地局部地段分布,分布于场地南侧局部地段;

(19b-1)层强风化细砂岩,黄褐~灰褐色,岩芯基本上风化成砂土状,泥砂质胶结,局部夹未完全风化岩块,分布于场地南侧局部地段;

(19b-2)层中风化细砂岩,黄褐~灰褐~灰色,岩芯呈块状或柱状,泥砂质结构,中厚层状,节理、裂隙较发育,层中夹少量泥岩,采取约率60%,分布于场地南侧局部地段;

(19c-1)层强风化泥岩,黄褐色,岩体基本风化成土状,局部层理可见,层中夹少量中风化岩块,手掰或水浸易散,分布于场地南侧局部地段;

(19c-2)层中风化泥岩,黄褐~褐红色,岩芯呈块状或柱状,泥质结构,裂隙较发育,岩芯主要呈柱状、碎块状,局部夹少量碎屑状,分布于场地南侧局部地段;

(20a-1)层强风化泥岩,黄褐色,岩体基本风化成土状,局部层理可见,层中夹少量中风化岩块,手掰或水浸易散,分布于场地北侧局部地段;

(20a-2)层中风化泥岩,黄褐~灰褐~灰色,岩芯呈块状或柱状,泥质结构,岩芯主要呈柱状、碎块状,局部夹少量碎屑状,分布于场地北侧大部地段,局部地段该层中夹粉砂质泥岩;

(20a-2s)层强~中风化泥岩,灰色,节理裂隙极发育,多呈碎屑状,手捏或水浸易散,分布于场地中部地段;

(20b-2)层中风化泥质砂岩,黄褐~灰色,泥砂质结构,岩芯破碎,呈短柱状、块状,场地北侧局部分布;

(g)层孤石,主要为石英砂岩、硅质岩、灰岩孤石,直径大于30cm,场地南侧局部地段分布;

(0)层溶洞,全充填黏性土,褐红~褐黄色,呈湿、软~硬塑状,层中不均匀夹有碎石,场地南侧岩溶分布区大部分揭露该层;

(0-0)层溶洞,无充填,掉钻,场地南侧岩溶分布区局部地段揭露该层;

(0-1)层水域,场地中部有一处沟塘。

三、场地地层物理力学参数及抗剪强度指标

1、场地地层的承载力、压缩模量指标建议值列于下表:

表1

地层编号

岩土名称

承载力

fak(kPa)

压缩模量

Es(MPa)

1-1

杂填土

1-2

素填土

1-3

淤泥质粉质黏土

6-1

粉质黏土

135

6.0

6-2

粉质黏土

170

7.0

10-1

粉质黏土

220

9.5

10-2

粉质黏土

360

12.0

10-2a

黏土夹碎石

380

13.5

10-2b

块石、碎石夹黏土

400

E0=26.0

10-2d

粉质黏土夹粉土

210

9.0

13-2a

含碎石红黏土

230

E0=21.5

13-2b

含碎石红黏土

165

E0=18.0

17a-1

强风化泥质硅质岩

450

E0=45.0

17d-1

强风化泥岩

370

E0=43.5

17e-1

强风化炭质泥岩

350

E0=43.0

17e-2

中风化炭质泥岩

fa=700

18a-2

中风化灰岩

fa=3800

18c-1

强风化石英砂岩夹泥岩

600

E0=48.0

18d-2

中风化炭质灰岩

fa=3800

19a-1

强风化石英砂岩夹泥岩

700

E0=50.0

19a-2

中风化石英砂岩夹泥岩

fa=2500

19b-1

强风化细砂岩

500

E0=48.0

19b-2

中风化细砂岩

fa=1800

19c-1

强风化泥岩

370

E0=43.5

19c-2

中风化泥岩

fa=800

20a-1

强风化泥岩

400

E0=44.0

20a-2

中风化泥岩

fa=850

20a-2s

强~中风化泥岩

fa=600

E0=50.0

20b-2

中风化泥质砂岩

fa=850

2、基坑开挖支护设计抗剪强度指标建议值列于下表:

表2

地层编号

岩土名称

重度

γ(kN/m3)

内聚力

C(kPa)

内摩擦角

φ(°)

1-1

杂填土

18.5

10

18

1-2

素填土

18.3

15

9

1-3

淤泥质粉质黏土

17.0

12

6

6-1

粉质黏土

18.5

25

12

6-2

粉质黏土

19.1

29

14

10-1

粉质黏土

19.5

32

15

10-2

粉质黏土

19.8

38

16

10-2a

黏土夹碎石

19.8

40

17

10-2b

块石、碎石夹黏土

21.0

41

17

10-2d

粉质黏土夹粉土

20.0

31

15

13-2a

含碎石红黏土

18.3

32

15

13-2b

含碎石红黏土

18.3

28

15

17a-1

强风化泥质硅质岩

21.0

42

17

17d-1

强风化泥岩

20.5

39

16

17e-1

强风化炭质泥岩

20.0

37

16

18c-1

强风化石英砂岩夹泥岩

21.5

50

20

19a-1

强风化石英砂岩夹泥岩

21.5

50

20

19b-1

强风化细砂岩

21.0

50

20

19c-1

强风化泥岩

20.5

39

16

20a-1

强风化泥岩

20.5

45

18

3、岩层抗剪强度指标建议值列于下表表3

项目

 

地层编号

及名称

室内试验

建议参考值

单轴抗压强度frc(MPa)

重度γ(kN/m3)

结构面抗剪强度

岩体等效内摩擦角φe(°)

内摩擦角¢(°)

粘聚力C(kPa)

17e-2中风化炭质泥岩

0.50~4.37

24.0

17

40

47

18a-2中风化灰岩

64.83~126.89

26.9

35

130

70

18d-2中风化炭质灰岩

39.50~140.24

26.5

35

130

70

19a-2中风化石英砂岩夹泥岩

25.88~150.0

26.0

29

85

62

19b-2中风化细砂岩

6.53~37.10

25.5

31

100

65

19c-2中风化泥岩

0.73~3.79

22.2

21

65

52

20a-2中风化泥岩

0.50~14.00

25.5

23

70

55

20a-2s强~中风化泥岩

22.0

16

35

43

20b-2中风化泥质砂岩

12.27~47.89

24.0

26

75

60

4、隧道围岩分类、土石等级划分表表4

地层编号

岩土名称

隧道围岩分类

岩土施工工程分级

GB50307-2012

TB10012-2007

等级

分类

1-1

杂填土

松土

1-2

素填土

松土

1-3

淤泥质粉质黏土

普通土

6-1

粉质黏土

普通土

6-2

粉质黏土

普通土

10-1

粉质黏土

普通土

10-2

粉质黏土

硬土

10-2a

黏土夹碎石

硬土

10-2b

块石、碎石夹黏土

软质岩

10-2d

粉质黏土夹粉土

普通土

13-2a

含碎石红黏土

硬土

13-2b

含碎石红黏土

硬土

17a-1

强风化泥质硅质岩

软质岩

17d-1

强风化泥岩

硬土

17e-1

强风化炭质泥岩

硬土

17e-2

中风化炭质泥岩

软质岩

18a-2

中风化灰岩

坚石

18c-1

强风化石英砂岩夹泥岩

软质岩

18d-2

中风化炭质灰岩

坚石

19a-1

强风化石英砂岩夹泥岩

软质岩

19a-2

中风化石英砂岩夹泥岩

次坚石

19b-1

强风化细砂岩

软质岩

19b-2

中风化细砂岩

次坚石

19c-1

强风化泥岩

硬土

19c-2

中风化泥岩

软质岩

20a-1

强风化泥岩

硬土

20a-2

中风化泥岩

软质岩

20a-2s

强~中风化泥岩

硬土

20b-2

中风化泥质砂岩

软质岩

四、钻孔灌注桩设计参数

拟建车站底板埋深在自然地面下约24.31米,2号线南延线基底将置于(13-2a)层含碎石红黏土、(13-2b)层含碎石红黏土、(17a-1)层强风化泥质硅质岩、(17d-1)层强风化泥岩、(17e-1)层强风化炭质泥岩、(17e-2)层中风化炭质泥岩、(18a-2)层中风化灰岩、(18c-1)层强风化石英砂岩夹泥岩、(18d-2)层中风化炭质灰岩、(19a-1)层强风化石英砂岩夹泥岩、(19a-2)层中风化石英砂岩、(19b-1)层强风化细砂岩、(19b-2)层中风化细砂岩、(19c-1)层强风化泥岩、(19c-2)层中风化泥岩、(20a-1)层强风化泥岩、(20a-2)层中风化泥岩、(20a-2s)强~中风化泥岩、(20b-2)中风化泥质砂岩和可能存在的(0)层及(0-0)层溶洞之中。

29号线光谷站基底将置于(20a-2)、(20a-2s)中。

2号线南延线拟建车站结构底板下分布有(0)层溶洞土呈软~硬塑状及(0-0)无充填溶洞,建议对溶洞土进行换填或注浆处理,对无充填溶洞进行注浆或灌注混凝土处理,其余各层岩土力学强度均能满足设计荷载要求,可共同作为拟建建(构)筑物的天然地基。

鉴于拟建车站基底持力层种类较多,地基均匀性差,为避免产生差异沉降,建议在基底下铺设一定厚度的混凝土缛垫以协调差异沉降。

29号线拟建车站均位于岩层中,基底各岩层土力学强度均能满足设计荷载要求,可共同作为拟建建(构)筑物的天然地基。

拟建车站基坑开挖深度范围内地层多为岩层、老黏性土及红黏土,为相对隔水层,但上部滞水仍会沿地下室外墙侧壁下渗,对地下构筑物形成较大的浮托力。

另2号线南延线拟建场地亦可能存在岩溶裂隙水,其具体水位值于后期的岩溶专项勘察中确定,总体而言拟建车站应进行抗浮设计,建议采用钻孔灌注桩。

钻孔灌注桩设计参数如下:

钻孔灌注桩设计参数建议值表表5

地层编号

岩土名称

抗浮桩

侧摩阻力特征值

qsia(kPa)

端阻力特征值

qpa(kPa)

1-1

杂填土

12

1-2

素填土

10

1-3

淤泥质粉质黏土

9

6-1

粉质黏土

26

6-2

粉质黏土

31

10-1

粉质黏土

35

10-2

粉质黏土

40

10-2a

黏土夹碎石

42

10-2b

块石、碎石夹黏土

60

10-2d

粉质黏土夹粉土

34

13-2a

含碎石红黏土

40

13-2b

含碎石红黏土

32

17a-1

强风化泥质硅质岩

43

600

17d-1

强风化泥岩

40

550

17e-1

强风化炭质泥岩

38

500

17e-2

中风化炭质泥岩

60

1000

18a-2

中风化灰岩

140

4300

18c-1

强风化石英砂岩夹泥岩

57

800

18d-2

中风化炭质灰岩

140

4300

19a-1

强风化石英砂岩夹泥岩

60

1000

19a-2

中风化石英砂岩夹泥岩

135

3000

19b-1

强风化细砂岩

55

700

19b-2

中风化细砂岩

120

2400

19c-1

强风化泥岩

40

550

19c-2

中风化泥岩

65

1300

20a-1

强风化泥岩

40

600

20a-2

中风化泥岩

70

1450

20a-2s

强~中风化泥岩

50

800

20b-2

中风化泥质砂岩

70

1450

20c-2

中风化钙质泥岩

90

1800

注:

1、黏性土的抗拔系数建议值取0.70,强风化岩层抗拔系数建议值取0.80,强~中风化岩层抗拔系数建议值取0.85,中风化岩层抗拔系数建议质取1.0。

2、抗浮桩设计参数根据湖北省地方标准《岩土工程勘察工作规程》(DB42/169-2003)提供。

3、抗浮设计水位建议取场地室外地面整平标高。

五、结论

1、拟建车站地貌单元属剥蚀堆积垅岗状平原,相当于三级阶地,地势起伏较大,地面标高在33.98~49.49m之间变化。

场地区域地质稳定,较适宜工程建设。

2、2号线南延线基底将置于(13-2a)层含碎石红黏土、(13-2b)层含碎石红黏土、(17a-1)层强风化泥质硅质岩、(17d-1)层强风化泥岩、(17e-1)层强风化炭质泥岩、(17e-2)层中风化炭质泥岩、(18a-2)层中风化灰岩、(18c-1)层强风化石英砂岩夹泥岩、(18d-2)层中风化炭质灰岩、(19a-1)层强风化石英砂岩夹泥岩、(19a-2)层中风化石英砂岩、(19b-1)层强风化细砂岩、(19b-2)层中风化细砂岩、(19c-1)层强风化泥岩、(19c-2)层中风化泥岩、(20a-1)层强风化泥岩、(20a-2)层中风化泥岩、(20a-2s)强~中风化泥岩、(20b-2)中风化泥质砂岩和可能存在的(0)层及(0-0)层溶洞之中。

建议对溶洞土进行换填或注浆处理,对无充填溶洞进行注浆或灌注混凝土处理,其余各层岩土力学强度均能满足设计荷载要求,可共同作为拟建建(构)筑物的天然地基。

鉴于拟建车站基底

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