详勘报告轨道交通1号线站岩土工程详勘报告.docx
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详勘报告轨道交通1号线站岩土工程详勘报告
1概况
1.1任务依据
受市轨道交通建设管理办公室的委托，中国地震局地球物理勘探中心基础工程勘察研究院承担其拟建市轨道交通1号线工程站（起止里程：
右CK20+999.8～右CK21+145.2）详勘工作。
总体设计单位为中铁第四勘察设计集团有限公司。
1.2工程概况
市轨道交通1号线一期工程，西起凯旋路站，东至体育中心站，线路全长25.2km，设站20个，平均站间距1.29km。
设换乘站6处，均为地下站；全线于一期工程起点设凯旋路停车场，体育中心站后京珠高速公路以东设车辆段与综合基地。
站位1号线与2号线的换乘站。
站位于市路与金水路交叉口东南角，呈“T”字形。
该工点设计单位为中铁第四勘察设计集团有限公司。
车站设计起点里程为右CK20+999.8，车站终点里程为CK21+145.2，车站总长约145.4m，车站最大宽度29.9m，车站底板高程约72.20m，车站主体结构底板埋深约23.6m，顶板覆土约3m，车站主体结构采用明挖顺做法施工。
该项目勘察等级为甲级。
1.3勘察执行的标准
执行的主要技术标准如下：
1）《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-1999）
2）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）
3）《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2007，J124-2007）
4）《铁路工程特殊岩土勘察规范》（TB10038-2001，J126-2001）
5）《铁路工程不良地质勘察规范》（TB10027-2001,J126-2001）
6）《铁路工程地质原位测试规程》（TB10041-2003，J261-2003）
7）《铁路桥涵地基基础设计规范》（TB10002.5-2005）
8）《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）
9）《地铁设计规范》（GB50157-2003）
10）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
11）《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006）
12）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008年版）
13）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
14）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
15）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）
16）《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）
17）《铁路工程地质钻探规程》（TB10014-98）
18）《铁路工程物理勘探规程》（TB10013-2004,J340-2004）
19）《铁路工程水文地质勘察规程》（TB10049-2004，J339-2004）
20）《工程测量规范》（GB50026-2007）
1.4勘察目的、任务要求和方法
1.4.1勘察目的、任务要求
本次勘察为详勘，此次勘察目的是：
提供详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数；对建筑地基做出岩土工程评价，并对基础支护、基坑降水和不良地质作用等提出建议。
主要进行的工作如下：
查明工程场地地形、地貌、地层、岩性、地质年代、成因类型、地质构造特征、地下水及地表水等工程地质条件和水文地质条件；
查明各岩土层的物理力学性质指标、承载力以及隧道围岩基本分级（分类）、土石可挖性分级；
查明可液化地层如饱和砂土和粉土的分布、埋深、厚度及性质，评价场地和地基的地震效应，确定饱和砂土和粉土的地震液化可能性及液化等级。
查明工程范围内的特殊岩土（人工填土、淤泥质土等）的分布范围、厚度、工程性质；查明其成因、类型、性质、发生、发展、分布规律及其危害程度，并提出治理措施意见；
查明工程场地范围的地表水水位、流量、水质，以及补给、排泄条件与地下水的相互关系；查明地下水类型、地下水位、历年最高水位、埋藏条件、补给排泄条件、变化幅度、渗透性、流速、流向，有无异常涌水、突水，了解地下水动态和周期变化规律，查明地下水及地表水对建筑材料的腐蚀性。
划分场地土类型和场地类别，对场地的抗震效应进行评价；
根据场地工程地质条件和环境条件，提出基坑开挖支护、降水方案建议，并提供基坑支护及降水设计所需的有关岩土参数。
1.4.2勘察方法概述
1）钻探
钻探采用DPP100汽车钻机、XY-150型钻机，对于位于水泥路面或硬壳层地段的钻孔开孔采用Ф127mm开孔钻具，后采用洛阳铲掏至2.0m左右，钻进采用Ф110mm岩芯管合金钻头低压快速回转钻进；对于位于其它位置钻孔，开孔采用Ф110mm钻具，钻进采用Ф110mm岩芯管合金钻头低压快速回转钻进。
钻孔按单孔提出技术要求。
地下水位以上干作业螺旋钻进，水位以下采用泥浆护壁，岩芯管钻进，全取芯并在现场按深度摆放整齐，土层岩芯采取率不低于90％、砂性土岩芯采取率不低于70％，钻孔结束时拍照。
严格控制钻进的回次进尺，钻探记录按钻进回次逐项填写，发现变层，分行填写。
2）取样
原状土样采用静压法采取，取土样的位置、间距，按照每层土的试验项目及数量按单孔设计要求进行，并填写送样单。
土样的质量等级，按照所进行的试验项目而定，需做三轴剪切试验、高压固结试验、渗透试验的土样，采用薄壁取土器采取Ⅰ级质量的土样。
一般原状样采用普通取土器采取，土样等级为Ⅰ-Ⅱ级。
土样现场密封，及时送实验室测试。
扰动样采用四分法在岩芯中采取或在标贯器中采取。
原状砂用取砂器采取。
3）原位测试
a、标准贯入试验
贯入器规格为φ51mm，长度700mm，探杆直径采用φ42mm，穿心锤质量63.5kg，自动脱钩方式，自由落距76cm。
现场测试时，严格按规范执行，试验时采用回转钻进、泥浆护壁，并保持孔内水位略高于地下水位，钻至试验标高以上15cm处，清孔干净、扶正钻杆后再进行试验；采用自动脱钩的自由落锤法进行锤击，贯入器打入土中15cm后，开始记录每打入10cm的锤击数，累计打入30cm的锤击数为标准贯入的N值。
碰到密实砂层以及其它坚硬地层，当锤击数已有50击，贯入深度小于30cm时，记录50击的实测贯入深度，再换算成相当于30cm的N值。
b、静力触探试验
采用LT-20A静力触探工程车施工，双桥探头，配备LMC-310C型自动采集、记录、数据处理打印微机系统，深度间距10cm，仪表测量系统线形误差≤±0.1%，深度记录装置误差为1%。
c、波速测试
采用河北省廊坊开发区大地工程检测技术开发有限公司生产的XG—I贴壁式波速测井仪，仪器接收信号的探头采用贴壁式三分量井中检波器。
激震源采用激震板，上压重物。
d、旁压试验（PMT）
采用国产PY-3低压预钻式旁压仪，测头型号选用NX型，测腔长度230㎜，固有体积880㎝3，采用1min快速加压法，加压后15s、30s、60s测读体积变形量。
e、扁铲侧胀试验（DMT）
试验设备采用DMT-W1型扁铲侧胀仪，测试范围为0-4.0MPa，膜片直径60㎜，采用ZJYY-20A型静力触探车作为贯入设备。
4）工程物探
a、电阻率测试
仪器采用重庆奔腾数控技术研究所生产的WDJD-3型多功能数字直流激电仪。
测试采用简易的点测法测井，测点间距为1.0m，电极系采用单源底部梯度电极系（A2.0M0.25N），数据自动采集。
b、大地导电率测试
大地导电率测试：
采用WDJD-3多功能数字直流激电议，采用四极电测深法，通过改变极间距离，测出不同深度的大地导电率。
c、地温测试
采用上海华辰仪表有限公司生产的WMY-01数字温度计进行测量，测温范围-20~100oC，测量工作在钻孔中进行，测量时，每隔1.0米测量一个地温值。
5）室内土工试验
除土的一般物理力学性质试验外，还进行了颗粒分析、直剪、三轴（UU、CU）试验、高压固结试验、渗透试验、水土腐蚀性、静止侧压力系数、基床系数、热物理指标等特殊项目试验。
6）井孔回填、路面恢复
钻孔施工结束后，对钻孔进行了回填。
回填方法地表下6.0m以下采用粘性土岩芯压实回填，6.0m以上采用M15水泥砂浆回填。
静力触探锚孔采用水泥砂浆回填。
钻孔回填后，对钻孔附近路面进行了恢复，钻孔岩芯样及路面泥浆用配备的车进行了清理及打扫，使路面恢复至原样。
1.5勘探孔的布置及深度确定原则
按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）中岩土工程勘察分级的标准，本工程重要性等级为一级，场地复杂程度和地基复杂程度等级均为二级，故本次岩土工程勘察等级为甲级。
按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中建筑抗震设防分类和设防标准，本工程属乙类建筑。
该车站详勘工作量主要依据《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-1999）和委托方提供的车站平面图进行布置。
本次勘察工作控制性勘探孔深度为65m~70m，一般性勘探孔深度为60m，勘探点间距不超过40m。
1.6勘探点定位及高程
勘探点定位是根据总体设计单位提供的车站平面图和地形图，利用业主提供的坐标基准点，勘探点测量由我院测量工程师依据设计方提供的各个勘探点的经距、纬距进行精确定位，同时读取每个勘探点绝对高程。
采用黄海高程系，使用全站仪、GPS卫星定位系统实施放样。
由于场地内管线情况复杂及条件限制，部分孔进行了移位，外业结束后对勘探点位置和高程进行了复测。
勘探点位置详见市轨道交通1号线站勘探点平面位置图（见附图01），勘探点概况详见附表──市轨道交通1号线站勘探点一览表。
测量使用的控制点如下：
QD23（X=48547.041,Y=70973.880,H=94.714）；
QD25（X=48569.396,Y=70212.177,H=95.722）；
1.7勘察工作概况及完成工作量
本次勘察外业工作自2009年10月26日开始，共投入DPP-100型汽车钻机和XY-150型钻机各二台，20T静探车1台，波速测试仪、电阻率测试仪、地温测试仪、扁铲侧胀仪、旁压仪各一台，于11月22日结束。
具体完成的工作量见表1-7。
实际完成工作量表表1-7
项目
单位
数量
备注
钻探孔
取土孔
米/孔
1165.0/18
标贯孔
米/孔
880.0/14
静探孔
米/孔
188.6/12
标准贯入试验
次
701
波速测试
孔
6
土壤电阻率
米/孔
90/3
大地导电率测试
点
1
取原状样
件
347
取扰动样
件
430
取水样
件
7
常规物性试验
组
347
三轴UU（不固结不排水）
组
51
三轴CU（固结不排水）
组
51
渗透试验
组
42
颗粒分析
组
430
静止侧压力系数试验
组
23
基床系数
组
20
热物理指标
组
10
水质分析
件
7
土的腐蚀性
件
22
抽水试验井
m/孔
79.2/2
钻孔孔位测量
（个）
35
勘探总进尺
米/孔
2233.6/44
1.8资料利用情况
1）《轨道交通I号线可研报告》（中国地震局地球物理勘探中心基础工程勘察研究院，2008年）、《市轨道交通1号线站初勘报告》（中国地震局地球物理勘探中心基础工程勘察研究院2009年）；
2）《市地下水资源评价》（河南省工程水文地质勘察院，1998年）；
3）《岩土工程试验监测手册》（林宗元主编）和《工程地质手册》第四版
2区域地质概况
2.1自然地理特征及气象
2.1.1自然地理特征
市地处中原，北临黄河，西依嵩山，是河南省的省会，中部地区重要的人流、物流集散地，我国重要的交通枢纽，中原腹地最大的航空港，公路四通八达，交通便利。
地理坐标东径113°26′-113°52′，北纬34°36′-34°57′。
地铁Ⅰ号线一期段包括中原、二七、管城、金水、惠济五个行政区，面积989.6km2，人口199万，非农业人口132万，城市建成区面积93.7km2。
市区位于丘陵岗地与冲积泛滥平原相交接地带，为华北平原一部分，地形比较平坦，地势由西南向东北倾斜，坡降为3‰-4.6‰。
2.1.2气象
属暖温带半干旱气候，四季分明，春季干旱风沙多，夏季炎热雨集中，秋高气爽日照长，冬季寒冷雨雪少为其主要特征。
多年平均气温14.25℃，冬季（12月至翌年2月）气温最低，夏季（6-8月）气温最高，年温差27℃。
极端最高气温可达43℃（1966年7月19日），极端最低气温-17.9℃（1971年12月27日）。
该区为季风区，夏季盛行南风，秋末冬初盛行西北风，冬季以东北风和西北风为主，多年平均风速2.95m/s，最大风速20.3m/s（1980年12月1日）。
降水量适中，但年际变化较大，年内分布不均。
据市气象局1951-1997年资料，多年平均降水量632.7mm，最大1041.3mm（1964年），最小372.0mm（1986年）。
降水多集中在7-9月，平均降水量335mm，占多年平均降水的53%，1、2、12月三个月降水量30mm，不足全年降水的5%。
多年平均蒸发量2058.6mm，相对湿度66%。
2.2河流水文
2.2.1区域河流
流经市的河流，除黄河外，均属淮河水系。
1）黄河水系
黄河从市北部边界自西向东流过，长约40km，是驰名中外的“地上悬河”，河床高出堤外地面2-5m，常年补给地下水，补给宽度6-8km。
据花园口黄河水文站资料，多年平均流量1447m3/s,最大洪峰流量22300m3/s（1958年），最小流量42m3/s。
多年平均水位92.12m，最高水位93.9m，最低水位90.94m。
最大日含砂量546kg/m3（1977年7月10日），最大年均含砂量53.6kg/m3。
多年平均含砂量27.81kg/m3。
目前，黄河是市重要供水水源，占全市供水总量的50%以上。
2）淮河水系
市区内属淮河水系的河流有贾鲁河、索须河、金水河、熊耳河、七里河、潮河等，均汇入贾鲁河，再归沙颖河，沙颖河流入淮河。
贾鲁河上游建有尖岗、常庄、西流湖三座水库，是市的供水水源。
3）人工河流
人工河流有东风渠和邙山提灌站引水渠，均为引黄灌渠，后者改为市供水水源，经22.5km长的干渠将黄河水引至西流湖备用。
2.2.2本站河流
拟建1号线站主体南边紧临金水河，河道现状开口宽为30m，底宽17m，河底高程92.85m，一级边坡1：
2，马道宽2m,马道高程96.22m，马道以上平均边坡1：
2，河道左岸平均高程98.48m，右岸平均高程98.46m，河底及边坡分别采用干砌石和砼板护砌。
金水河属季节性河流，，水深0.2～3.0m。
金水河属淮河水系，贾鲁河支流，原是市排污、泄洪河，现经1991年和1998年两次截污治理后已成为市的景观河。
据调查，金水河近100年洪水位高程为95.5m，最大洪峰流量约30m3/s。
若突发洪水，河水位暴涨，可能会产生河水溢流。
2.3地形地貌
2.3.1区域地形地貌
市的地形地貌特征，主要受北西向构造控制，在京广铁路东西两侧的地貌景观迥然不同。
西部表现为前期下沉，后期抬升遭受侵蚀切割。
受尖岗和古荥断裂的控制，形成西南和西北地势较高的黄土台塬，海拔标高200-240m左右，地形切割强烈。
中间为塬间、塬前冲洪积平原，地形波状起伏，海拔标高100-130m。
东部长期下沉接受沉积，形成地势较低的黄河冲积平原、黄河漫滩和风成沙丘，海拔标高分别为85-100m、90-97m及90-120m。
2.3.2地形地貌
地区地貌大致以京广路为界，以西地区形成南、北高的黄土台塬及中间较低的塬前冲洪积岗地和塬间冲洪积平原，以东地区为黄淮冲积平原。
市轨道交通1号线站工程场地所处地貌单元为黄淮冲积平原。
拟建场地因有金水河，黄河博物院、立交桥、公园等，场地地形略有起伏，勘察期间地面高程92.52～99.1，见照片2-1、照片2-2、照片2-3、照片2-4和附图01（市轨道交通1号线荆山站勘探点平面位置图）。
2.4地层岩性
2.4.1区域地层岩性
市出露地层以第四系为主，自下更新统至全新统均有沉积，地层总厚度50-200m，自西南向东北由薄变厚，与下伏上第三系地层呈角度不整合接触。
现从老到新简述如下：
下更新统（Q1）：
区内普遍存在，但在三李一带缺失。
岩性以灰绿色、黄褐色粉质粘土和砂为主。
砂层粒度由西向东、由西南向东北有从粗变细的趋势，埋深由小到大，砂层中泥质成分较多，厚度稳定，厚度52-105m。
中更新统（Q2）：
区内分布连续，但仅在邙山和下田河、三李一带的深沟中见有上部风积层出露。
岩性以黄棕色粘土、粉质粘土、粉细砂、中细砂、粗中砂为主，自西向东、自西南向东北其粒度由粗变细，砂层减少，泥质增加，韵律性增强。
地层厚度增大，厚20-50m。
上更新统（Q3）：
上更新统以黄色为主色调，由西向东由于沉积物来源不同，岩性由细变粗，砂层增多增厚，西部厚度变化较大，厚28-61m。
全新统（Q4）：
广泛覆盖于全区地表，以黄灰色为主，自西向东由细变粗，古河道部位砂层较厚，夹淤泥质粉质粘土，厚度较稳定。
2.4.2本车站地层岩性
据本场地钻探70.0m深度范围内揭露，结合市区域地质资料，本车站场地地层自上而下依次由人工填土层、第四系全新统冲积层、第四系上更新统和中更新统冲积层等构成。
第四系全新统冲积层层底埋深36.0m左右，地层岩性主要为粉土及冲积形成粉、细砂层；
第四系上更新统冲积层约在36.0m-48.0m之间，地层岩性主要为冲积形成粉土、粉质粘土层，含钙质结核，局部钙质结核含量高，局部富集成钙质胶结层。
第四系中更新统冲积层在48.0m以下，地层岩性主要为冲积形成粉质粘土、细砂层，含钙质结核、姜石较多，局部富集成胶结层。
2.5地质构造
2.5.1区域地质构造
市区域构造环境处于秦岭东西向构造带的东延部分，构造小区位于豫西隆起荥巩背斜北翼东端与开封拗陷西南边缘的交接地带，在中生代以前构造运动强烈，古地形复杂。
由于第四系沉积物的覆盖，其构造处于隐伏状态。
主要构造形迹为近东西向、北西向及北东向三组，以前两组为主，北东向构造不发育。
构造形迹以断裂活动为主。
2.5.2场地地质构造
本场地附近发育的断层主要有（见图2.5-1）：
1、老鸦陈断层F1
老鸦陈断层北起黄河老桥，从邙山东侧通过，向南东方向延伸，经省体育馆东缘穿过市区,与上街断层、须水断层相交。
走向330°，倾向北东，视倾角60～70°，西南盘上升，东北盘下降，为一正断层，探明长度约35km。
该断层错断了二叠系、石炭系或奥陶系地层，推测向下延伸至结晶基底。
老鸦陈断层为一条新第三纪之前的断层。
该断层位于本车站西边，距离大于500m。
2、上街断层F2
该断层西起荥阳县上街镇附近，向东经市区，一直延伸到中牟县境内，终止于白沙一带。
被古荥断层、老鸦陈断层等北西向断层切割成数段。
全长约120km，走向近东西，倾向北，倾角70°，北盘下降,南盘上升，为一正断层。
上街断层是由多个分支断层组成的断层带，并且在老第三纪时期仍在活动，但新第三纪以来已不再活动。
本断层位于本车站东边，距离大于500m。
3、须水断层F3
须水断裂西起荥阳西南的南新庄，向东经二十里铺、须水、市南部，终止与圃田附近，全长50km，走向近东西，倾向北，倾角60°～70°，为一正断层。
须水断层切割了上第三系以下的地层，影响到早更新世地层，但没有切错到中更新世地层，属于早更新世活动断层。
2.5.3场地地质构造对本车站的影响
根据《市城市快速轨道一号线工程场地地震安全性评价报告》，本车站附近发育三条
断层，分别为老鸦陈断层、上街断层和须水断层，其中只有须水断层为第四纪断裂，最新活动时代为中更新世，其余均为前第四纪断裂。
但须水断层未通过本标段工程场地，且以上三条断
层尚未发现晚更新世以来活动的证据。
总体来看，近场区内断裂发育，第四纪以来活动不明显，
可忽略发震断裂错动对工程的影响。
近场地发育的断层及其影响详见《市城市快速轨道一号线工程场地地震安全性评价报告》。
照片2-1工程场地立交桥地貌
照片2-2工程场地公园内地貌
照片2-3工程场地黄河博物院内地貌
照片2-4工程场地金水河河地貌
3岩土分层及其特征
3.1分层依据
据总体设计单位编写的分层原则、按各土层沉积时代层序，根据野外钻探描述、静力触探、标贯试验及室内土工试验结果，对勘探深度范围内岩土按岩性及力学特征进行分层。
3.2岩土地层特征
根据岩土的时代成因、地层岩性及工程特性，本场地勘探揭露70.0m深度范围内地层主要为填土、粉土、粉质粘土、粉砂、细砂等。
各层土的岩性特征及埋藏条件分述如下：
（1）杂填土（Q4ml）：
杂色，松散～稍密，场地差别较大，上部为硬化路面、草坪、金水河河底，下部为堆积的杂填物，主要有人工堆填粉土、砖块、砼、碎石块、炉渣、灰渣等建筑垃圾，成分杂乱，结构松散。
局部为素填土，含植物根系等。
组成成分不均，结构松散。
本层层底埋深2.00～7.80m，平均层底埋深4.62m，层厚2.00～7.80m，平均层厚4.62m，层底高程88.02～96.10m，平均层底标高91.89m。
（10）粉土（Q4al）：
黄褐色～褐黄色，稍湿，稍密～中密，含褐黄色铁染斑点和灰斑，偶见蜗牛壳碎片，摇振反应中等，干强度低，韧性低。
局部见粉砂薄层和粉质粘土薄层。
本层层底埋深5.80～10.50m，平均层底埋深7.82m，层厚1.60～5.70m，平均层厚3.58m，层底高程86.79～91.70m，平均层底标高89.04m。
本层标贯实测击数N为8.0～15.0击，静力触探试验比贯入阻力Ps为3.7MPa。
（11）粉土（Q4al）：
褐黄色，稍湿～湿，中密～密实，含蜗牛壳碎片和钙质结核，褐黄色铁染斑点和灰色网纹，摇振反应中等，干强度低，韧性低。
该层砂感强，局部地段相变为粉砂。
本层层底埋深4.50～13.50m，平均层底埋深10.77m，层厚1.80～5.40m，平均层厚3.27m，层底高程82.37～89.59m，平均层底标高86.01m。
本层标贯实测击数N为15.0～30.0击，静力触探试验比贯入阻力Ps为6.6MPa。
（12）粉土（Q4al）：
褐黄色，湿，密实，含钙质结核，摇振反应中等，干强度低，韧性低，该层砂感较强，局部夹薄层粉砂。
本层层底埋深6.40～18.50m，平均层底埋深13.67m，层厚1.00～5.40m，平均层厚3.02m，层底高程77.07～88.39m，平均层底标高82.99m。
本层标贯实测击数N为16.0～32.0击，静力触探试验比贯入阻力Ps为5.1MPa。
（14）粉砂（Qal）：
黄褐色～褐黄色，饱和，密实，成分以长石、石英为主，含少量云母，见蜗牛壳碎片，颗粒级配良好。
本层层底埋深14.50～25.50m，平均层底埋深21.30m，层厚3.20～14.70m，平均层厚8.09m，层底高程72.29～78.05m，平均层底标高75.22m。
本层标贯实测击数N为24.0～46.0击。
本层主要为土层与砂层的过渡层，局部发育为砂感较强的粉土。
本层上部颗粒较细近粉土，下部颗粒较粗。
（15）粉土（Q4al）：
黄褐色，湿，密实，含铁锰质结核，摇振反应中等，干强度低，韧性低。
本层层底埋深20.0～28.0m，平均层底埋深24.32m，层厚1.10～7.50m，平均层厚3.07m，层底高程70.39～75.82m，平均层底标高72.25m。
本层标贯实测击数N为17.0～32.0击。
（16）细砂（Q4al）：
灰黄色，饱和，密实，成分以长石、石英、云母片为主，颗粒级配良好，局部夹薄层粉土。
本层层底埋深23.50～31.0m，平均层底埋深27.87m，层厚1.50～8.60m
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