武汉市轨道交通11号线二期工程可行性研究岩土工程勘察报告 武汉市勘察设计有限公司
根据《城市轨道交通岩土工程勘察规范》(GB50307-2012)及设计单位提出的工可研勘察技术要求,控制性勘探孔进入结构底板以下不应小于30m;在结构埋深范围内如遇强风化、全风化岩石地层进入结构底板以下不应小于15m;在结构埋深范围内如遇中等风化、微风化岩石地层宜进入结构底板以下5~8m;一般性勘探孔不应小于2m;在结构埋深范围内如遇强风化、全风化岩石地层进入结构底板以下不应小于10m,在结构埋深范围内如遇中等风化、微风化岩石地层宜进入结构底板以下5m。遇岩岩溶和破碎带时钻孔深度适当加深。依据各段不同的工程地质条件,本次勘察Ⅰ级阶地上钻孔孔深控制在55~80m间,剥蚀垄岗及Ⅲ级阶地孔深控制在40~55m间。
(4)勘察点测放定位
本工程勘察点测放及高程引测系根据业主提供的GPS点和水准点进行,采用TOPCON GTS-602型全站仪测放,该项工作由我院测量测量部门完成,测量成果平面坐标系统为1954年北京坐标系,高程系统为1985国家高程基准。 (5)钻探取样
在城市道路上钻探,采用1.8×1.88m硬质围挡打围,全封闭施工。 钻机类型为XY-1型钻机;
孔径开孔孔径130mm,终孔孔径110mm; 钻进方式采用泥浆护壁回转钻进;
岩芯采取率第四系黏性土采取率95%以上;砾卵石层及基岩大于75%,采取原状试样质量等级不低于II级,采取水样采用套管及黄泥球止水分层采取地下水,水位观测亦采用上述方法分层观测静止水位。每孔岩芯按顺
序每5.0m为一箱从上至下摆放,所有岩芯均拍照,便于检查和资料核对。
岩石试样的采取均利用钻探岩芯制作;原状土样均采用厚壁取土器;对流~软塑状的黏性土土样使用薄壁取土器采取;对于扰动样一般取自标准贯入器。
所有钻孔完工后按要求封孔回填,回填方法以砂还砂、以土还土,每0.5m回填捣实一次,每孔上部3.0~5.0m范围内用水泥砂浆封堵。钻孔完工后现场泥浆弃土清理完毕,场地冲洗干净再转至下一孔位施工。
(6)原位测试
原位测试采用静力触探试验、标准贯入试验、动力触探试验等多种测试手段。
①静力触探试验
试验目的:对第四系松散地层进行土层划分,确定土层的力学性质; 试验仪器:LMC-C210数据采集系统,探头采用单桥探头; 贯入速率:连续贯入,贯入速率0.9米/分钟; 提供成果:Ps、H的变化曲线。 ②标准贯入试验
试验目的:确定地基土的承载力特征值,判定黏性土状态及饱和砂土的密实度及地震液化的可能性、液化等级;
试验方法:钻至预定深度,先预打15cm,再连续贯入30cm,记录每10cm的锤击数;
提供成果:统计N值分层平均值及标准值。 ③重型动力触探试验
试验目的:判定杂填土、砾、卵石及全风化、强风化破碎岩体密实度,
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确定其地基承载力;
试验方法:钻至预定深度,采用63.5kg自由落锤,落距76cm连续贯入,记录每贯入10cm锤击数;
提供成果:每孔N63.5击数分层平均值,单孔N63.5修正击数单层平均值,各孔分层统计平均值、标准值。
(7)波速及地脉动测试 测试方法:单孔检层法;
测试仪器:CJ-2000A型自动弹跳贴壁式三分量井下地震检波器、RS-1616K基桩动测仪;
测试成果:各测点剪切波速Vs、压缩波速Vp,动弹性模量Ed、动剪切模量Gd、动泊松比μ′。
(8)直流电阻率测井
直流电阻率测井成果可以为地铁工程的设计(包括岩土工程的设计以及电气接地装置的设计等)与施工提供准确的岩土层深度、厚度、电阻率(或电导率)参数等基础资料。
3、室内岩土、水试验
室内土工试验除进行常规物理性质试验外,还进行了土的固结快剪试验、三轴不固结不排水剪切试验、静止侧压力系数试验、基床系数试验、无侧限抗压强度试验、颗粒分析试验、胀缩性试验、有机质测试等。对岩石进行了各项物理性质试验和单轴抗压强度及抗剪强度试验,所取水样进行水质分析试验。
上述试验除岩石委托中国地质大学岩土工程试验室完成外,其余室内试验均由我公司岩土工程试验室完成。
1.4.4 勘察实施过程的质量控制措施
在实施该工程过程中,始终按相关规范、技术要求和ISO9001质量认证体系中要求进行。
勘察工作实施前做好勘察大纲,报设计及建设单位审批后开展实施。 在外业施工过程中,每钻孔开工前按大纲要求下发单孔钻探任务书,进行技术和安全交底,包括对钻孔终孔原则规定、回次进尺要求,岩芯采取率要求,取样及原位测试的数量、部位,钻孔施工点周边地下管线、环境条件及空中电线、电缆等均作详细交待。
在外业施工过程中,每钻孔和每个原位测试点均经过现场技术负责人旁站、抽查、完工后验收等工作。每个钻孔终孔深度均由技术负责人现场验收,不合格现场返工。
所有实验、测试计量仪器均经过校核,鉴定或标定,且均在有效使用期内。
在上述各种质量保证措施控制下,我公司按合同要求完成了轨道交通11号线二期可行性研究阶段勘察工作。
1.4.5外业勘察质量评述
外业勘察过程始终贯彻“质量第一”的方针,严把质量关,所有勘探手段及方法严格执行相关技术要求及操作规程、规范的要求,外业勘探质量优良。
1、钻孔定位:所有勘探点位在勘探前采用GPS测量定位,勘探点完成后立即采用GPS测量复测校核确定。
2、孔口高程测量:勘探点孔口高程全部采用GPS测量。
3、钻孔深度及分层精度测量:本次勘探对钻具均采用钢尺检验复核长度或入土深度,保证了所有钻孔孔深误差均在0.2%以内、地层分层误差小
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于0.2m。
4、钻探取样、原位测试:严格遵循技术要求及相关规范、规程的规定,取样间距符合技术要求的规定,取样质量均良好;原位测试试验操作规范,除个别数据异常外,绝大部分数据真实可靠,能真实反映土体的性质。
5、室内试验:试验操作严格遵循《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999),试验项目及数量均达到技术要求的规定,试验数据均客观真实地反映了土体性质。
6、波速测试、电测井等仪器自行校准合格。
7、纵横波测井、电测井等资料原始记录清晰,使用仪器配套软件具有后续处理功能,资料质量真实可靠。 1.5 有关情况说明
1、勘察期间,部分勘探孔位由于受现场条件限制孔位有所偏移,孔位偏移具体情况详见“工程地质平面图”和“勘探点数据一览表”中各孔实际坐标。
2、轨道11号线二期工程线路较长,跨越不同地貌单元,沿线岩土层地质分层层数较多,各大层对应排序仍沿用原2号线、3号线、4号线、7号线及8号线地层统一编号。
3、本报告工程地质纵断面中所有勘探孔里程为将勘探孔投影到道路里程中心线的里程,勘探孔间距为两点之间投影里程差,并非勘探孔的实际距离,剖面图中标贯击数为实测击数,而动探曲线按标尺表示的击数是经杆长修正的击数。
4、因可行性研究阶段勘探点间距较大,勘察报告中工程分区及岩性描述、评价均根据两孔之间地层变化趋势推测判定。
5、本项目地震安全性评价工作业主已单独委托具相关资质单位进行,
有关场地地震效应相关内容详见其评价报告。
6、本报告所采用的坐标系统为1954北京坐标系统,高程系统为1985年国家高程基准。
7、所有勘探点均按《湖北省河道管理范围内钻探及钻孔封堵管理规定》(鄂水利堤函【2013】206号)要求进行了回填。
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2 自然地理概况
2.1 气象、水文
武汉地处我国东部沿海向内陆过渡地带,地处中纬度,属亚热带湿润性东南季风气候区。具有冬寒夏暖、春湿秋旱、夏季多雨、冬季少雪、四季分明的特征。年平均气温为16.7℃,7月平均气温高达28.9℃,1月仅3.5℃。夏季气温高,35℃以上气温天数为40天左右,极端最高气温41.3℃,极端最低气温-18.1℃,武汉日均温≥10℃持续期达235天,年平均无霜期240天。一年四季分配也以夏季最长,达135天,冬季次之,为110天,具有冬夏漫长而春秋短促的显著特点。武汉地区降水充沛,多年平均降水量1284.0mm,降雨集中在4~9月,年平均蒸发量为1391.7mm,绝对湿度年平均16.4毫巴,年平均相对湿度75.7%,湿度系数Ψw=0.903,本地区大气影响深度da=3.0米,大气影响急剧深度为1.35米。
武汉市区内水系发育,长江、汉水横贯市区,将武汉“切割”成武汉三镇,两大水系支流有府河、滠水、长河、倒水等。以长江和汉水对区内地下水动态、水质影响最为突出。市区内分布有众多大小不一的湖泊,对位于湖泊四周的建筑工程应高度重视地面水体的影响。
拟建武金堤停车场及出入线西临长江,其直线距离约0.6~0.8Km左右,据汉口(武汉关)水文站实测资料,长江武汉段最高洪水位为29.73m(吴淞高程),最低枯水位8.87m,水位升降幅度20.86m。长江、汉江与其两岸地下承压水有较密切的水力联系,愈靠近长江、汉江江边地段,水位互补关系愈明显。
汉口武汉关水位:历年最高水位29.73m(1954.8.18,吴淞高程,本节内下同),历年最低水位8.87m(1965.2.4),多年平均水位18.97m。最大流量76100m3
/s(1954.8.14),最小流量为4830m3
/s(1963.2.7),汉口站95~
98年水文特征见表2.1。
汉口站95~98年水文特征值(最大值)统计表
表2.1 水位 流量 流速 含沙量 输沙率 年份 日期 日期 (m) (m3/s) (m/s) (kg/m3) (t/s) 1995 27.79 7月9日 56100 7月8日 2.90 2.39 79.3 1996 28.66 7月22日 70300 7月22日 3.16 1.53 67.5 1997 26.15 7月23日 55600 7月23日 2.94 1.94 85.9 1998 29.43 8月20日 71100 8月19日 3.35 0.98 56.9 95~98年平均值 28.01 63275 3.09 1.71 72.4 注:武汉市防洪水位为:设防水位 25.00m,警戒水位27.30m和保证水位29.73m。(吴淞高程) 武汉地区长江、汉江两岸I级阶地第四系砂(卵石)土层孔隙承压水储量丰富,含水层顶板为上部黏性土,底板为基岩,含水层厚度14~45m,一般为30m左右,承压水测压水头标高一般为17.0~20.0m(黄海高程)。愈靠近河流河床地段,地下水年变幅愈大。 2.2 地形地貌
武汉地处江汉平原东部,地势为东高西低,南高北低,中间被长江、汉江呈Y字型切割成三块,谓之武汉三镇。武汉城区南部分布有近东西走向的条带状丘陵,四周分布有比较密集的树枝状冲沟,武汉素有“水乡泽国”之称,境内大小近百个湖泊星罗棋布,形成了水系发育、山水交融的复杂地形。最高点高程150m左右,最低陆地高程约18m。
武汉地区地貌形态主要有以下三种类型:
1)剥蚀丘陵区:主要分布在武昌、汉阳地区,丘陵呈线状或残丘状分布,如武昌的磨山、珞珈山、汉阳的扁担山等,丘顶高为80~150m,组成残丘的地层为志留系与泥盆系的砂页岩。
2)剥蚀堆积垅岗区(III级阶地):主要分布在武昌、汉阳的平原湖区
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与残丘之间。地形波状起伏,垅岗与坳沟相间分布,高程为28~35m。组成垅岗的地层主要为中、上更新统黏性土(老黏土)。
3)堆积平原区:分布于整个汉口市区及武昌、汉阳沿江一带,主要为由长江、汉江冲积物构成的I、II级阶地。
I级阶地:广泛分布于长江、汉江两岸地区,地面标高19m~21m。地层由全新统黏性土、砂性土及砂卵石层构成。区内有众多湖泊、堰塘、残存的沼泽地及暗沟、暗浜等。
II级阶地:主要分布于青山镇及汉口张公堤附近及以北东西湖与武湖一带,地面标高为22m~24m,地层由上更新统的黏性土与砂性土组成。
武汉市轨道交通11号线地形总体平缓,局部地段变化大(华中师范大学内),高程在22.32~47.55m。沿线地貌形态有剥蚀低山残丘、隐伏长江冲洪积III阶地、长江冲积I级阶地、长江冲洪积III级阶地及剥蚀堆积垄岗区五种类型。
武汉市地貌略图
2.3 地理位置及周边环境概况
武汉市位于长江中游江汉平原东部的汉水与长江交汇处,为南北公路交通和京广铁路的交通枢纽,也是东西航运之黄金水道,是长江中游特大城市,享有“九省通衢”之称。本线路起至武昌火车站静安路,穿晒湖,沿瑞景路,经武汉科技大学、武汉理工大学至洪兴巷,沿珞桂路穿华中师范大学至虎泉,穿伏虎山至珞喻路,进入东湖高新开发区,至终点光谷火车站。沿途经由洪山区、武昌区、东湖高新区等武汉经济、文化重点发展区,拟建沿线大多地段管线密集、建筑林立,地下建(构)筑物分布复杂,工程周边环境复杂。
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