地下洞穴对地铁线路选择影响.doc

地下洞穴对地铁线路选择的影响 摘要：广州地铁二号线北延段三元里至新市段线路拟为地下线，下覆基岩为石灰岩，岩溶洞穴十分发育。本文介绍了三元里至新市段工程地质条件，通过对该段石灰岩洞穴分布特征的 分析 ，指出其对线路敷设方式、施工及运营可能产生的 影响 ，并对下阶段的工作提出了建议。关键词：二号线北延段三元里至新市段石灰岩洞穴影响 1工程概况 广州地铁二号线北延段三元里至新市段线路长约4km，拟为地下线，沿线设三元里（已建）、远景、白云新城和新市4座车站。线路出新市站后转为高架线。 三元里至新市段沿线环境条件较为复杂，从已建成的三元里折返线往北，线路下穿北环高速公路和机场路，路段 交通 非常繁忙；北环高速公路与机场路之间长约300m的线路需穿越房屋、小河涌，过机场路后线路进入旧白云机场，机场范围管线密集，跑道混凝土厚60～80cm。 三元里至新市段原始地貌形态属广花凹陷冲积盆地，第四系地层以冲洪积砂层、土层及残坡积堆积为主，基岩地层为石炭系中上统壶天群石灰岩和二迭系下统栖霞组炭质灰岩，岩层层面高低起伏，岩溶溶洞、土洞（本文统称为岩溶洞穴）十分发育，工程地质条件复杂，对本段土建工程设计和施工的安全性以及对地面交通运营、建(构)筑物的安全保障提出了很高的要求。 2工程地质条件 2.1区域地质 对照广州市基岩地质图（图2），三元里至新市段位于广从断裂以西，新市-嘉禾断裂组以东区域，南端在三远区间与东西向的三元里断裂近垂直相交。线路出三元里过一小段二迭系下统栖霞组炭质灰岩后，即进入壶天群灰岩分布范围。从图中可以看出，远景站前后区间线路与栖霞组灰岩和壶天群灰岩的岩性分界线几近重叠，在白云新城站后局部经过栖霞组炭质灰岩。 实际勘察揭示的结果与基岩地质图基本相符，只是在远景站前后区间揭示的是壶天群灰岩，分析原因是基岩地质图存在一定误差，栖霞组灰岩和壶天群灰岩岩性分界线应向西偏移。 2.2地层岩性 三元里至新市段沿线穿越的地层由新至老依次为第四系、白垩系上统、二迭系下统及石炭系中上统。 第四系(Q)由人工填土层、河湖相淤泥质土层、冲积-洪积砂层及残积土层组成。 白垩系上统大朗山组三元里段(K2d1)主要为含砾粉砂岩、含砾粗砂岩、含砾细砂岩、泥质粉砂岩等，褐红色，泥质、钙质胶结，胶结程度较好。 二迭系下统栖霞组(P1q)岩性为泥炭质灰岩，炭质灰岩及深灰色石灰岩，局部裂隙发育。 石炭系中上统壶天群（C 2+3 ht）岩性为灰色、浅灰色石灰岩，岩质坚硬，岩溶发育。 3溶洞特征 3.1埋深特征三元里至新市段初勘共揭示到溶洞47个（图3、图4和图5），均分布在石炭系中上统壶天群石灰岩发育范围。其中，溶蚀底板埋深在15～30m范围内的溶洞有45个，约占溶洞总数的95.7%；溶蚀底板埋深超过30m的有2个，约占溶洞总数的4.3%。有18个溶洞的顶板距岩面1m以内。 溶蚀底板埋深超过30m的2个溶洞中，一个位于三远区间环城高速路北侧，溶蚀底板埋深37.5m（图3），洞高0.7m，无填充物。另一个位于新市站范围（图5），溶蚀底板埋深41.0m，洞高14.80m，填充物为粉质粘土，形成溶蚀深槽。 综上 分析 可以看出，本段大部分溶洞发育的深度较浅，结合岩面的埋深、起伏情况来看，溶洞主要分布在岩层表层和上部。深部发育的溶洞数量较少且规模小；局部地段形成溶蚀深槽。 3.2洞体高度特征 揭示到的47个溶洞中，洞体高度小于0.5m的有8个，洞体高度在0.5～1.5m的有30个，洞体高度在2～3m的有7个，另有1个洞体高度6.5m，发育在远景站附近（图4），1个洞体高度14.80m，位于新市站范围（图5）。 洞体高度小于1.5m的溶洞共38个，占总数的80.9%，说明本段大部分溶洞洞体高度较小。 3.3填充物特征 47个溶洞中有30个中填充了流塑～软塑状粉质粘土，部分夹灰岩碎块。另有17个为空洞，除有1个空洞洞体高度达2.4m外，其余洞高均小于1.5m。空洞埋深主要为15.0～20.0m，少部分在25.0～28.0m，个别埋深在37.5m。洞体高度2.4m的空洞底板埋深为17.5m。综上所述，本段大部分溶洞有填充物，部分溶洞溶蚀形成空洞，空洞洞体小，埋深较浅。 4土洞特征 当上覆有适宜被冲蚀的土体，下有排泄、储存冲蚀物的通道和空间，地表水向下渗透或地下水位在岩土交界附近作频繁升降运动，因水对土层的潜蚀作用，就形成土洞。初勘揭示了2个土洞（图5），分布在白云新城至新市区间和新市站后。 白云新城至新市区间土洞所在处为一风化深槽，主要由灰岩风化残积而成的可塑～硬塑状粉质粘土组成，残积层厚23.0m，槽底埋深为37.5m。土洞发育深度在30.5～37.5m，洞高7m，无填充物。 新市站后发育的土洞深度在21.0～26.0m，洞高5m，由流塑状粉质粘土