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地下洞穴对地铁线路选择的影响
作者:刘成军 来源:中国论文下载中心 点击量: 发布时间:2013-7-22 16:13:20
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,由流塑状粉质粘土填充。

  从勘察揭示的情况来看,目前本段土洞发育的数量少,埋藏较深。但土洞洞体较高,为空洞或被易冲蚀的粉质粘土填充,由于地下水的潜蚀作用,土洞存在进一步发展的可能。

  另从溶洞的分布特征来看,有18个溶洞的顶板距岩面1m以内,说明这18个溶洞与第四系土层之间只有不到1m厚的岩层,随着溶蚀程度的加深,这些几十厘米厚的灰岩或被溶蚀或塌落,随着溶蚀作用的持续进行,土层亦被溶蚀而成土洞。由此可见,三元里至新市段在较大的范围内存在土洞形成的条件和可能。

  目前,三元里至新市段隧道及车站均为潜埋(图3、图4和图5),隧道结构底板埋深最深约17m,结合线路纵断面来看,所揭示到的2个土洞均距隧道底板超过10m。隧道结构底板之下10m范围内的发育溶洞有30个,其中,洞体高度小于1.5m的有26个,洞体高度在2~3m的有3个,有1个洞体高度6.5m。30个溶洞中有13个无填充物,且其中有12个洞高小于1.5m,1个洞高为2.4m。综上分析可以看出,在隧道底板之下10m范围内溶洞较发育,溶洞洞体高度较小。部分溶洞无填充物,但洞体高度也较小。

  5岩溶洞穴的影响

  5.1对线路的影响

  二号线北延段位于灰岩分布的范围,岩溶土洞溶洞十分发育,从工程地质条件来看,本段线路采用地下线敷设方式的地质适应性较差,较宜于采用地面线或高架线。

  对于地下线而言,由于大部分范围发育的土层较厚,线路可选择浅埋,从土层中穿过,尽量避开岩溶洞穴或使得隧道结构底板与之保持一定的距离。

  5.2对施工的影响

  三元里至远景区间,受地面条件的制约,线路需采用地下线。从三元里站后至广园西路北侧,线路右线(左线已施工完毕)从白垩系红层和土层中穿过。本段长约125m,可考虑暗挖法施工;自广园西路北侧至远景站,地面分布有民房、河涌,线路同时下穿机场路,隧道结构底板基本上在壶天群灰岩岩层、三元里断裂中穿过。既有施工经验证明,本段岩溶发育,地下水丰富,采用暗挖法施工存在一定的风险,可能造成地面沉陷、隧道突水等事故,而明挖法面临拆迁房屋、迁改河涌及疏解机场路交通等问题,协调量大,费用亦较高。本段需进行较详细的技术经济比较工作,合理选择较适宜的工法。

  远景至新市段,线路位于旧白云机场范围,地面平坦开阔,隧道结构底板基本在土层穿过,局部(白云新城前后区间)穿过岩层,对于浅埋的隧道而言,本段较适宜采用明挖法。

  无论是采用何种施工方法,对于岩溶发育的区段,在隧道结构底板之下一定深度(10m)、隧道两侧一定距离范围的岩溶洞穴需进行填充和加固,以确保施工和运营的安全。

  5.3对运营的影响

  从岩溶洞穴的发育特征及其对线路、工法的影响来看,只要采用一定的技术手段和处理措施,在本段修建地下线是可行的。然而地铁的主体结构工程设计使用年限为100年,对岩溶洞穴的处理,不仅要保障施工的安全,更

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