花岗岩工程地质特征分析及对地铁设计施工的问题与对策

1、最新【精品】范文 参考文献 专业论文花岗岩工程地质特征分析及对地铁设计施工的问题与对策花岗岩工程地质特征分析及对地铁设计施工的问题与对策摘要：花岗岩的工程地质特征主要表现为遇水软化、崩解特点；存在“孤石”；具有独特的组分特征，使其既具有砂土的特征，亦具 粘性土特征；部分物理指标偏离较大；岩石中、微风化的岩石强度高 等特点；针对其特征，提醒设计施工应注意其工程问题，合理建议其 设计施工方法。关键词：花岗岩残积土及全、强（土状）风化带；明挖法、盾构 法、矿山法、钻（冲）孔桩；中图分类号：P634.2文献标识码：A1、工程概况广州市轨道交通二十一号线 D标（朱村增城广场）线路长 14.34km,起迄

2、里程 YCK45+610.03YCK59+950.00 （共设 4 个车站、 3个区间及一座停车场），本标段线路沿广汕公路布设，呈东西走向； 本标段线路敷设方式分别为高架段与地下段；地下段隧道埋深约为 15.0323.81m,地下车站埋深约为17.820.10m。2、工程地质与水文地质条件覆盖土层为第四系松散沉积物，主要为冲洪积的砂、粉质粘土、 厚度一般小于20m下伏基岩为志留纪（S31 丫）花岗岩及元古代（Pt） 的花岗片麻岩。地下水按赋存方式分为第四系松散岩类孔隙水和块状基岩裂隙水。第四系松散岩类孔隙水主要分布在冲洪积砂层及圆砾层，其富水性较好，透水性中等强；块状基岩裂隙水主要赋存在花岗岩

3、的强（岩 块状）风化带和中等风化带，其赋存条件与岩石风化程度、裂隙发育 程度等有关，岩石裂隙发育、破碎时，岩层渗透性较好，富水性较好， 在裂隙不发育地段或当裂隙被充填时， 地下水赋存条件相对较差，具 弱透水性，富水性也较差，微风化岩具富水性较差，渗透性一般为弱。 由于部分强中等风化基岩上覆全风化岩和残积土等为相对隔水层， 这部分基岩风化裂隙水具承压水特征。最新【精品】范文 参考文献 专业论文3、花岗岩工程地质特征分析岩石全风化带在成因上属于岩石，但在物理力学性质指标方 面具有土的特性，而岩石强风化又区分有成土状、岩状（可单独细分 亚层），其力学特征有着明显的差别，应考虑两种状态下的力学参数 值

4、；岩石全、强（土状）风化带在可挖性方面考虑，它们与岩石强（岩 状）、中风化带有明显的差别，即在垂直方向上岩石强（岩状）风化 带的上界为岩土分界线。花岗岩残积土及全、强（土状）风化带在水平方向上分布广 泛。残积土主要为砂质粘性土、砾质粘性土，土质的均匀性差。在天 然状态下具有较好的力学性质，压缩性中等偏高，但遇水会软化、崩 解，强度急剧降低。还具有颗粒组成“两头大，中间小”的特点，即 颗粒成分中，粗颗粒（ 0.5mm）的组分及颗粒小的组分（ 0.005mn） 的含量较多，而介于其中的颗粒成分则较少。这种独特的组分特征， 使其既具有砂土的特征，亦具粘性土特征，同时也为小颗粒从大颗粒 的孔隙中涌出提

5、供可能性。花岗岩残积土及全、强风化带具有遇水软化、崩解特点，取 样进行了湿化试验，其崩解量为6.3100%崩解状态为粉末状崩解 块状塌落；根据取样分析，其自由膨胀率为 1.4717.6%, 一般不具 膨胀潜势。由于风化不均匀，在花岗岩残积土、全、强（土状）风化带 中可能夹有球状风化体 “孤石”，其“孤石”分布很不规律，而目 前现有的勘察手段较难准确查明其“孤石”分布位置及大小。花岗岩残积土、全、强（土状）风化带部分物理指标偏离较 大，导致一些所取的土样“失真”；如全、强（土状）风化花岗片麻 岩C。一般偏小；压缩模量一般偏小；土的状态的判别，采用液限 指数判别跟标贯实测击数判别有偏差；压缩系数一

6、般偏大。花岗岩残积土及各风化带（包括岩石）应进行石英含量分析， 根据试验分析其石英含量约为 78.298.5%;岩石中、微风化的岩石 强度高，根据取样岩石强度部分为 6295MPa在施工时对盾构刀具 影响较大。4、设计施工的问题与对策最新【精品】范文 参考文献 专业论文明挖法增城广场站：采用明挖法，支护形式采用地下连续墙 +内 支撑。基坑侧壁：主要为冲洪积砂土、粘土及淤泥层以残积土层。基 坑底板：主要为残积土层、局部为全、强风化岩。设计施工的问题与对策片麻岩残积土或全、强风化带具有亲水性矿物较多， 遇水后易软化、崩解，应防止基坑被地下水浸泡，降低地基土承载力。 开挖后应及时封底或采用碎石垫层以

7、予处理。下水动水压力过大时，容易产生管涌、流土等渗透变 形现象，以及对硅底板有顶坏作用。可采用抗浮锚杆或抗浮桩。地段存在 “孤石”，地下连续墙端部应穿过“孤石” 位于稳定的岩体，可采取补充勘察并结合物探方法查明其“孤石”分 布情况。盾构法钟增区间：采用盾构法。洞顶：主要为冲洪积砂土、粘性 土、残积土及全风化带；侧墙：主要为残积土、全、强风化、局部 为中风化岩；底板：主要为残积土、全、强风化、局部为中、微风 化岩。设计施工的问题与对策(1)花岗岩中微风化带抗压强度大，石英含量高，一般情况下， 岩石的耐磨性越高，对刀具、刀圈和轴承的磨损程度也越严重，刀具 消耗和施工成本就越高，并造成停机换刀次数增

8、加，影响正常掘进， 相应的掘进效率也就越低。可根据岩石坚硬程度及岩石石英含量分析 的成果，选择合适盾构刀具。(2)隧道洞身范围内存在“孤石”，对盾构施工影响较大，特 别是对盾构刀具的磨损及盾构姿态的影响。可采用盾构机开仓取走 “孤石”或施工前预处理。(3)隧道洞身上部为全、强(土状)风化花岗片麻岩，下部为 中等风化花岗片麻岩，岩土性质差异很大，存在“上软下硬”对盾构 施工影响较大，特别是掘进速度慢、盾构姿态容易偏离线位。工程对策主要是控制土仓压力、控制出土量与掘进土方量的均衡， 注意控最新【精品】范文 参考文献 专业论文制注浆压力和注浆量，控制掘进速度等。矿山法4.3.1出入场线穿山隧道：采用

9、矿山法。进洞口为隧顶全、强风 化花岗岩、隧底为中、微风化岩；洞身段为中、微风化岩；出洞口为 残积土、全、强风化花岗岩，局部为冲洪积粘土、“孤石”。4.3.2设计施工的问题与对策(1)洞口地质条件差，围岩级别为VVI级，洞口易产生管涌、 流土、涌水问题以及隧道变形和坍塌问题， 应进行清表处理并及时护 坡或进行加固处理，防止围岩坍塌。采用新奥法开挖支护(初支)，即打锚杆一设钢筋网-钢架支护一喷射混凝土。(2)隧道洞身段为中、微风化花岗岩，岩质坚硬，具开挖效率 较低，但在爆破时应注意药量的控制。(3)隧道后段范围内揭露有“孤石”，施工开挖时直接挖除。(4)施工时应及时跟进支护衬砌工作和注意开挖面的动

10、态观测， 并作好超前预报工作。高架段象岭站：高架站采用钻(冲)孔桩，基岩埋藏较深，花岗 岩残积土及岩石全、强风化带较厚。设计施工的问题与对策(1)基岩起伏较大，不利于桩长控制和桩基稳定性，钻(冲) 孔桩孔底及孔壁遇水软化崩解、垮塌影响桩体质量和桩基承载力的影 响(大大降低承载力)。可对侧壁及桩底进行注浆加固处理。“孤石”对桩基施工影响较大，桩端应穿过“孤石”位于 稳定的岩体，必要时，可采取逐桩进行超前钻。(3)桩基施工时应在有代表性的地方按照要求进行试桩试验及 载荷试验，从而确定桩型工艺的适用性及承载力是否满足设计要求。5、结束语在花岗岩地区勘察时，应详尽分析花岗岩的工程地质特征， 在资 料整理时，应针对其特征，提醒设计施工应注意其工程问题，合理建 议其设计施工方法及措施。参考文