轨道交通前川车辆段项目工程探讨

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1工程概况

武汉市轨道交通7号线北延线（前川线）项目拟建前川车辆段，场地与北车基地邻近，位于前川新城区的西侧，东南侧紧邻北车基地，南侧紧邻北车基地试车线和武麻铁路，西北侧紧邻合武客专和规划道路，东北侧紧邻既有省道310。东西约长1265～1820m，南北宽约125～350m。拟建场地南侧以挖方为主，最大挖方高度约14m；北侧以填方为主，填方高度一般介于3～5m之间，局部最大填高可达8m，填方外边界拟采用斜坡。

2工程地质特征

2.1地形地貌

场地地形有一定起伏，地势总体上呈南低北高走势。拟建场地地貌单元属剥蚀堆积垄岗区。

2.2地表水

拟建场地范围内地表水主要分布在场区沟、塘内，水深0.5～2.5m，高程34.68～47.90m。

2.3地下水

根据拟建场地地下水主要为上层滞水、层间水及基岩裂隙水。上层滞水主要赋存于场地上部人工填土中，勘察期间实测场地上层滞水静止地下水位埋深为0.00～10.2m。根据拟建场地勘察成果并结合地区工程经验，长江三级阶地垅岗地区与基岩接触的残坡积土层中存在有层间水或潜水。其水量大小与黏性土含量和碎石含量、结构密实程度和孔隙大小以及补给来源的大小有关[1,2,3]，低洼处层间水有一定的承压性。基岩裂隙水主要赋存于下部基岩中，水量一般较小。

2.4场地地层分布

拟建工程施工区范围内上覆土层主要是近代人工填土、新近湖积淤泥（鱼塘内）、第四系冲洪积土层，下部基岩白垩一下第三系泥质砂岩、砂砾岩，以及后期喷出的安山岩。

3场地工程地质条件分析与评价

3.1区域地质结构

本项目总体位于“团鱼山——青山复式向斜”以北，紧邻武汉台褶束与新洲凹陷分界线－襄－广深断裂，该深大断裂带自场地东南方向至西北方向穿过，直线距离3.0km左右，新构造运动的影响可以忽略。武汉地区没有新的活动断层，且地震烈度I≤6度，因此为地壳稳定区。

3.2场地稳定性及适宜性评价

结合武汉城区地质调查和此次勘察，该项目场地无滑坡、泥石流等动力地质作用对场地的破坏，场地无断层，按设计要求，场地处于基本稳定状态。经调查，施工现场基本稳定，地势有一定起伏，地下水对施工的影响不大，地面排水状况良好，符合技术规范的有关要求，施工现场较适宜本项目施工。

4地基基础分析与评价

4.1地基均匀性评价

根据勘察结果，场地典型工程地质剖面如下图1所示：总体而言，由于拟建场地上覆土层空间分布不均匀且厚度差异大，下伏基岩岩性复杂、风化程度差异大且空间分布不均匀，大部分拟建建（构）筑物基础持力层需置于不同的岩土层中，工程特性差异显著；拟选作基础持力层的底面或相邻基底标高的坡度大于10％；建议拟建建（构）筑物地基按不均匀地基设计，设计时应进行沉降、差异沉降、倾斜等特征分析评价，并提出相应建议。

4.2建（构）筑物基础类型及持力层分析

根据各建筑物荷载特征、基础埋深以及场地整平标高，结合工程地质剖面图，综合分析后建议拟建综合楼、联合检修库、运用库、污水处理站、材料棚、蓄电池间采用桩基，以（15a）单元层强～中风化泥质砂岩或（15c）单元层强～中风化安山岩作为桩基持力层，建议拟建综合维修车间、门卫室等其他建筑物采用天然地基，以（15a-1）强风化泥质砂岩作为基础持力层。当天然地基与墩式基础并用时，其基底的高差必须符合有关规定要求，且基础间尚应设置基础联系梁。单墩承载力特征值计算不考虑墩身侧摩阻力，墩底端阻力特征值采用修正后的持力层承载力特征值。

5边坡工程分析与评价

5.1边坡工程概括

拟建场地地形有一定起伏，地势总体上呈南低北高走势，地面标高33.5～55.5m左右，最大高差约22m。根据设计提供的资料，拟建场地场平标高为41.5m，轨面标高42.15m，拟建场地南侧以挖方为主，拟建场地周边最大挖方高度约10m；北侧以填方为主，填方高度一般介于3～5m之间，局部最大填高可达8m，填方外边界拟采用斜坡。

5.2边坡稳定性分析

据测绘，拟建场地下伏基岩层面的产状约315°∠32°（P）。基岩中节理裂隙较发育，各组结构面的平均间距3～5条/m，主要分布结构面有三组，其产状分别为120°～135°∠70°～78°（J1）、175°～182°∠40°～52°（J2）、211°～223°∠55°～62°（J3）等。基岩节理裂隙张开度以2mm～5mm为主，延伸长度较好，节理面较光滑，裂隙间基本无充填或充填少量泥质成分。根据场区岩质边坡分布区位、边坡形态、结构面组合情况，将边坡分为三个区域。针对各岩质边坡选取典型结构面测绘点作边坡结构面赤平极射投影图如图2所示，1区：层面P倾向于坡内，为逆向坡，因此可判定边坡不会发生沿层理面剪切破坏的整体滑坡。边坡中的各组节理面的交点与边坡投影弧S在同一侧，且在边坡的内侧，说明结构面组合交线的倾向与坡面倾向一致，倾角大于坡角，属于稳定结构。由于边坡岩体破碎，当边坡岩土体中的软弱层经差异风化、遇水软化等地质作用崩解后形成凹腔时，易出现侧缘受J1、J2或J3控制的倾倒型崩塌破坏。2区及3区：层面P倾向于坡外，为顺向坡，因此可判定边坡可能发生沿层理面剪切破坏的整体滑坡。边坡中的各组节理面的交点与边坡投影弧S在不同侧，说明结构面组合后与边坡临空面呈大倾角反向坡的倾倒型崩塌的不稳定组合，易发生边坡表层倾倒型崩塌破坏[4]。综上所述，1区边坡不会发生沿层理面剪切破坏的整体滑坡；2区及3区边坡存在发生沿层理面剪切破坏的整体滑坡可能，且易发生边坡表层倾倒型崩塌破坏。

6施工建议

现针对项目特点，就关键问题提出以下几点相关建议：（1）拟选作基础持力层的底面或相邻基底标高的坡度大于10％，建议拟建建（构）筑物地基按不均匀地基设计，设计时应进行沉降、差异沉降、倾斜等特征分析评价，并提出相应建议。（2）场地局部地段不均匀地具弱膨胀潜势；在基坑、边坡及地基基础设计与施工过程中应考虑膨胀土的影响，拟建场地膨胀土地基的胀缩等级可按Ⅰ级考虑，基础埋置深度应不小于武汉市大气影响急剧层深度（1.35m）；当需考虑土层膨胀力对车辆段建（构）筑物支护结构侧压力影响时，建议膨胀力取30kPa。（3）拟建场地内现有边坡稳定性较好。平场后，施工场地周遭将会形成高为2—10m的边坡，安全等级为二级，建议采用坡率法，坡面宜采取锚喷、浆砌片石、格构及生态环境保护等措施进行保护和美化。坡顶周边要有截流槽，坡顶、坡面、坡脚和台阶等处要有排水管，并要对坡脚进行保护。在边坡工程中，应用信息技术进行施工。（4）场地附近未见其他合适料场，可考虑本场地自身挖方弃土的合理利用。本场地表层耕植土、软土均不宜作为填料使用，膨胀土未经改良不宜直接作为填筑土；强风化岩石遇水易软化崩解，未经改良不宜作为填筑土；泥质粉砂岩及砂砾岩基岩作为填料时，应考虑其强度低、易软化等特点。参考文献：[1]程伟伟.地铁盾构隧道下穿既有高架桥影响分析[D].安徽理工大学,2017.

作者：徐成斌 单位：武汉华太岩土工程有限公司