广州地铁花岗岩调查总结报告

1、花岗片麻岩调查总结报告一、工程概况广州市轨道交通二一号线【施工 15标】土建工程起讫里程为 DK36+351.800 DK38+398.000，线路全长约2.0462km。主要施工项目包括镇龙站（含通道、出入口、 风道、风亭），镇龙站中新站区间（含联络通道、施工竖井）土建工程，其中镇龙站 采用明挖法施工，建筑总面积为 34887m 2 ;镇龙站中新站区间左右线长分别为 1681.593m （长链2.565m ）、1679.280m，采用矿山法和盾构法施工。区间设置 2座 联络通道，在广汕公路北侧绿地（里程 YDK37+419.056 ）设置1个施工竖井。镇龙站西接镇龙南站，东联中新站。镇龙站为

2、21号线、知识城线、穗莞深城际线路换承站。车站位于位于广汕公路与规划九龙大道交叉口以西地块内，有效站台中心里 程为DK36+456.000，设计起终点里程为 DK36+351.800 DK36+718.500。车站为 地下一层为站台，地面一层站厅，二四层为物业开发，双岛四线车站，全长511m，标准段宽为44.9m，车站基坑开挖深度为8.613.3m。二、地质情况根据区域地质资料及野外地质钻探，场区内普遍为第四系松散层覆盖，下伏基岩主 要由碎屑岩岩性组（白垩系沉积岩）、变质岩岩性组（震旦系变质岩）、侵入岩岩性组组 成。第四系松散层主要由人工填土层、冲洪积层及残积层等组成。从区域地质角度，由 新至

3、老分述为：1）人工填土层（Q4ml ）本段人工填土层为素填土，颜色较杂，主要为褐黄色、灰褐色、红褐色等，素填土 组成物主要为人工堆填的粉质粘土、中粗砂、碎石等组成，大部分已压实，顶部0.20.3m为砼路面，本层分布广泛，厚度 0.5010.90m，平均厚度2.90m。本层在图表上代号为“-2”。2）冲洪积层（Q3al+pl ）该层共分为3个亚层，分别为粉细砂层、淤泥质粉质粘土层、可塑粉质粘土层，各 亚层的特征及分布如下：粉细砂层呈灰黄色、灰白色，饱和，松散稍密，分选性良好，颗粒较均匀，主要成分以石 英颗粒为主，含少量粘粒。标贯实测击数为525击，平均击数11.7击。本层主要分布在中新站中新东站

4、（含站）范围，其余地段零星分布，44个钻孔有揭露，层厚0.60 7.00m，平均厚度2.47m。2淤泥质土层呈深灰色，流软塑，主要成分为粘粒、粉粒及有机质，局部含砂粒，略有腥臭味。 实测标贯实测击数为35击，平均击数3.5击。层厚0.506.50m，平均厚度2.52m。2粉质粘土层呈褐黄色，软塑，粘性较好，韧性及干强度中等，局部含细砂，手捏具砂感。标贯 实测击数为39击，平均击数5.9击。层厚0.508.9m，平均厚度3.02m。3）残积土层（Qel）线路沿线残积土层主要由花岗片麻岩和花岗岩风化而成，根据母岩性质、残积土的 状态和密实程度，划分为以下四个亚层，其特征分述如下：I花岗片麻岩可塑状

5、砂质粘性土呈褐黄色，可塑，由花岗片麻岩风化残积而成，以粉粘粒为主，含 25%石英砂粒， 粘性较差，遇水易软化、崩解。标贯实测击数为952击，平均击数12.8击。层厚1.1 16.1m，平均度 6.2m。2花岗片麻岩硬塑状砂质粘性土呈褐黄色，硬塑，由花岗片麻岩风化残积而成，以粉粘粒为主，含 25%石英砂粒， 粘性较差，遇水易软化、崩解。标贯实测击数为 1630击，平均击数23.3击。层厚 1.319.5m，平均厚度6.93m。4 ）全风化带花岗片麻岩全风化带（Pt）:褐黄色，原岩结构已完全风化破坏，风化成坚硬土状， 以粘粒为主，手捏易散，遇水软化、崩解。局部夹强风化碎块。呈层状分布。标贯实测 击

6、数为2853击，平均击数42.5击。层厚2.1021m，平均厚度7.83m 。5 ）强风化带花岗片麻岩强风化带（Pt）:褐黄色，原岩结构风化强烈，裂隙极发育，岩芯呈半岩半土状，局部碎块状，以粉粘粒为主，含55%石英砂粒，手搓既散，遇水易软化、崩解。标贯实测击数为 4686击，平均击数66.8击。层厚1.3030.6m，平均厚度 8.6m。6 ）中风化带花岗片麻岩中风化带（Pt）:灰黑色，变晶结构，片麻状构造，成分主要为石英、 黑云母、云母呈定向排列，裂隙稍发育，裂面铁锰质渲染，岩芯多呈柱状、短柱状，节 长845cm，局部呈碎块状，RQD=65%。该层在29个钻孔有揭露，层厚315m， 平均厚度

7、9.81m。7 ）微风化带花岗片麻岩微风化带（Pt）:灰黑色，中细粒花岗变晶结构，片麻状构造，成分主 要为石英、长石、黑云母、云母呈定向排列，裂隙不发育，岩质新鲜，岩芯完整，岩芯 多呈柱状、长柱状，节长1355cm。该层在29个钻孔有揭露，层厚1.841.7m， 平均厚度 11.8m，RQD=85%。三、花岗片麻岩特征根据设计图纸、地质勘测及施工现场实际情况表明，镇龙站基坑存在较大范围的全 风化花岗片麻岩地层，为确保基坑的安全性，特对花岗片麻岩的特征进行调查，调查结果如下：1、花岗片麻岩的成分花岗片麻岩指矿物成分与花岗岩相似（主要矿物成分为钾长石、石英、黑云母，可 含少量角闪石），也叫黑云母钾

8、长片麻岩，具有明显的片麻构造的变质岩浆岩。2、花岗片麻岩结构特点结构中粒到粗粒，特点是具不连续的明暗交替层，石英和长石形成浅色层，并呈粒 状结构，铁镁矿物构成深色层呈片麻状构造。3、花岗片麻岩的形成花岗片麻岩是花岗岩在变质作用形成， 一般是在应力作用下使原来的花岗岩产生形 变，矿物间发生挤压及重结晶作用。4、花岗片麻岩工程性质未（微）风化的花岗片麻岩质地、强度和抗风化能力都稍逊于花岗岩，是比较理想 的基础持力层或桩端持力层。花岗片麻岩不存在球状风化的问题，强风化、全风化花岗 片麻岩和其残积土常常具有遇水易软化的特点，作为基础持力层或桩端持力层时应采取 一定的保护措施。四、花岗片麻岩处理技术措施

9、全风化花岗片麻岩属于特殊土，具有遇空气崩解、遇水软化的特点，对明挖基坑施工具有较为不利的影响，容易导致基底土体崩解、软化，造成施工困难，围护结构被动 土压力减小，导致基坑出现安全隐患，同时土体崩解、结晶水释出、土体膨胀导致基底 垫层隆起开裂等问题。镇龙站全风化花岗片麻地层位于基坑内，类似工程施工中成功的经验不多，如广州 地铁天河客运站、五山站、天华盾构始发井及市番盾构井等工程，多次出现抢险，一度 出现基底土体扰动、软化，导致施工无法进行，基坑出现严重安全隐患。通过对施工过 程中所出现的一系列问题的分析研究，制定了一套“工前搅拌桩预处理，过程中疏排水 并及时覆盖”系统的处理方法，用以解决该类土层

10、中施工难、安全风险大、工后结构质 量易受影响的问题，具体内容体现在以下几个方面：1土方开挖前采用搅拌桩技术对边坡及基底土体进行预处理，有效改良基底土性。广州地铁在类似工程施工中曾经多次出现过基底土体严重软化，导致施工困难、基 坑出现险情以及结构工后明显沉降开裂等问题，教训极为惨痛。同时针对全风化花岗片 麻岩遇空气崩解、遇水软化的特性，本工程采用 600450的单轴搅拌桩对边坡及基底 土体进行预加固，使其在基坑开挖后不软化或局部不软化，以有利于施工的进行和减小 对边坡及基底土体的扰动。2.过程中疏排水并及时覆盖，使水压可以消散并尽量减小对土体的扰动(1) 采用了“连续开挖，分层、连续降水”的施工

11、方法，避免了传统的先降水后施工导致的周边环境破坏问题。花岗岩片麻岩属于特殊土，砾粒及砂粒约占50 %，粉粒约占40 %，粘粒约占10 %，粘粒含量较少，土体的渗透系数为 0.5m/d，透水性较差。但实际施工中容易出现基坑涌水量较大、素混凝土垫层隆起开裂现象、基底土体软 化回流，施工极为困难的现象。根据以往施工经验总结，其主要是由于基底土体受到扰 动后渗透性发生了变化，垫层以下地下水压力无法消散、基底土体长时间暴露等原因所 致。针对以上情况采用了“连续开挖，分层、连续降水的施工方法” 。a）连续施工所谓连续施工就是将土方及碎石铺设等相关班组分成两至三个班，进行倒班施工， 中间尽量不间断或间断时间

12、不超过表层土体彻底软化的时间。根据以往施工经验，花岗 岩残积土在无外部水源作用下六个小时以内的软化情况不是很明显，六至十二时期间开始逐步软化，十二小时后边坡位置基本形成渗流通道，出现多股连续水流，土体出现明 显软化现象，边坡逐步出现垮塌和软化土体顺水流滑移现象，因此初步确定本工程土方 开挖施工间隔时间尽量控制在六小时以内， 具体时间间隔可根据基坑开挖时观测的实际 数据进行调整。b）铺设碎石疏水层，进行分层、连续降水基坑内水的主要来源有以下几个方面：雨水；土颗粒结晶水释出；基坑内未 开挖一侧土体内的地下水；基坑外的地下水绕过搅拌桩进入基坑内的渗流水。设计图纸中已要求在基坑开挖前设置降水井，并在开

13、挖后基坑底局部地区采用碎石层进行软基换填，同时为了避免过度降水对周边建筑物造成危害，在施工过程中采用了 分层连续降水的方法：即开挖到哪一层疏排哪一层的水，避免基坑积水。在结构底板施 工完成一段时间后，即停止抽取降水井中的水，但不封住降水井，让底板下的水自由外 溢。通过以上措施有散地避免了出现过度抽取地下水带来的周边建筑物及地面沉降问 题，同时又有效地解决了施工困难以及结构的抗浮起问题。jp(2 )迅速见底，立即覆盖，减少基底暴露时间基底土方开挖过程中为了减少基底土体的暴露时间，施工中采用了不具备条件见底的先留有一定厚度的覆盖土层，具备条件见底的采用边开挖、边放线、边休整、边覆盖 (浇筑素混凝上

14、垫层)的施工方法。减少了对基底土体的扰动，确保了围护结构被动土压 力的有效发挥，减小了基坑发生变形及出现险情的可能。(3)增设碎石垫层，通过碎石的孔隙消除土体膨胀带来的副作用花岗岩片麻岩具有遇水膨胀的特性，第一块基坑开挖至基坑后有可能出现素混凝土 垫层隆起开裂现象，出现该现象除了地下水的影响以外，有可能与花岗岩片麻岩的膨胀 特性有关。针对花岗岩片麻岩的遇水膨胀特性，为了避免土体膨胀导致的基底垫层隆起 开裂，在基底素混凝土垫层下增设一层孔隙较人、孔隙比较高的碎石层，有利于消解土 体膨胀给垫层带来的作用力，可以有效防止垫层隆起开裂。五、结论针对花岗岩片麻岩的特殊土性对深基坑工程施工可能产生的影响，项目部制定的“工前预处理，过程中疏排水并