复合地层若干地质问题

7.93 7.33 6.72 5.72 N=6 6.40 4.80 <3-1> <3-2> <5-1> <9C-2> 2.20 3.33 2.23
x
1 N=6 c 2
6.33 4.93
<3-1> N=9
8.50 <4-2> 7.30 5.50
f
1 <2-1B> N=8 x
7.25 6.35 5.55 3.95
均一粉土
silt
工程地质 环境
均一砂土
sand
均一砾土
pravel
复合地层
Mixed face ground conditions
均一软岩≤30Mpa
Soft rock
复合岩层 Mixed face of rocks
均 一 中 >30MPa≤60Mpa
roLeabharlann Baiduk
硬
岩
medium
均一硬岩>60Mpa
Hard rock
<8C-2>
-3.45 -3.75 -4.95 -5.45 -6.35 -7.35
-6.97 <9C-2> <8C-2> -8.60 -8.80 -9.10 -9.30 -9.50 -10.00
<9>
-9.07 -9.37 -9.97 -10.47
<9C-2> 4 -10.75 fc=62.9MPa -13.15 -14.75 -15.15 -16.45 -16.85 -17.75 <8C-2> 5 fc=77.6MPa -20.05 -20.75 -22.25
反弹
2.62
Q
el
Q3
al+pl
<4-1>
N=6
c
N=7
4.50 3.10
1.60 <3-1> <8> -0.88
1
2 N=15 1.45
K 2d
<8C-2> <8C-2>
<9C-2> -0.70 -1.00 -1.80
f
3 N=4 -0.75
-3.80 -4.00 -4.97 -6.48 -5.00 -5.50
γ3-1 5
<7> <9H>
复合地层
三 岩石地层的岩性和地质构造
岩浆岩 :岩浆冷凝固化后形成的岩石为岩浆岩。
沉积岩:
是在温度不高、 压力不大的条件下， 由风化作用、 生物作用和某种火山作用 的产物，经搬运、沉积和 成岩作用而形成的岩石。
变质岩：由变质作用形成的新的岩石称为变质岩。
结构和构造不同
5，复合地层中的硬岩层
米/每周 盾构法 每周
每月 每年
钻爆法
值
6，复合地层中的上软下硬地层
7，孤石
孤石是相对于它的围岩或周围介质而言的，主要有
如下几种： 1，人工抛填碎石。 2，第四系漂石。 3，花岗岩的球状风化体。
全风化花岗岩
球状风化体 强风化花岗岩
图1-38 钻探岩芯中的花岗岩球状风化
1，第四系地层：
第四系地层是距今180万年以来在地球最表面形成的沉 积盖层，是在地球表面内外营力相互作用过程中，岩石圈发 生破坏－搬运－堆积形成的沉积地层【4】。 第四系地层从宏观上可以分为陆相沉积和海相沉积。


2，岩石地层 在广州地区盾构施工中穿越侏罗纪煤系地层时，盾构隧 道内聚集了大量的瓦斯，是施工安全的极大隐患。而在同一 地区盾构施工穿越白垩系地层时就不会碰到这类问题，因为 在白垩纪就不会成煤，因此也就不会碰到煤系地层，也就没 有聚集瓦斯的风险。 在广州市区的北部出现的花岗岩是燕山四期形成的，在 市区的南部出现的花岗岩是燕山三期花岗岩。燕山四期花岗 岩的残积层、全风化层和强风化层中残留着很多花岗岩球状 风化体，给盾构施工造成极大困难。而在燕山三期花岗岩中 至今还没有发现证据可靠的花岗岩球状风化体。 上述的差异是非常巨大的，会对盾构施工将要采取的对 策产生极大的影响。
共用天数 (total days) 向北区间 右线
Part A(down)
共用月数 (total months) 6.7 5.3 12
长度(米) (total distance/m) 1508 1508 3016
日进（米/日) (m/d) 7.4 9.3 8.2
月进度(米/月) (m/M) 225.1 284.5 251.3
部分岩石的抗压系数和软化系数
抗压强度（MPa） 岩石名称 粗粒花岗岩 细粒花岗岩 花岗斑岩 闪长岩 安山岩 玄武岩 砂岩 石灰岩 石灰砂岩 粘土质砂岩 粘土页岩 泥灰岩 软质变质岩 变质片麻岩 软化系数 湿试样 208.0 241.0 230.0 80.0~100.0 218.1 186.5 102.8 76.5 122.0 36.0 11.0 21.0 —— —— 干试样 239.0 265.0 250.0 90.0~130.0 256.3 266.1 109.3 115.1 133.1 54.0 24.0 46.0 —— —— 0.87 0.91 0.92 0.7~0.8 0.85 0.70 0.93 0.66 0.92 0.67 0.46 0.46 0.4~0.68 0.7~0.84
广州地铁盾构掘进的地层 第四系（各条线） 第三系（广佛线） 白垩系、侏罗系、燕山期花 岗岩（各条线）
三叠纪（248～213）Triassic 二叠纪（286～248）Permian 石炭纪（360～286）Carboniferous 古生代 泥盆纪（410～360）Devonian 志留纪（440～410）Silurian 奥陶纪（505～440）Ordovician 寒武纪（544～505）Cambrian 前寒武纪（地球起源～544）Sinian 二叠系（二、五号线） 石炭系（二、五号线） 泥盆系（六号线） — — — 震旦系（三、四号线）
1
-12.88 <8>
-12.90 -13.60 -14.30 -15.10
-17.38
C1ds
-20.10 <9C-2> -21.80
<F>
<8C-2> 1 fc=112.7MPa
-22.77 -23.37 -23.97
-22.80 -23.50 -24.20 -24.60 <9C-2> -27.90 -28.60 <9C-2>
复合土层
复合岩层
<4-1> <4-2> al+pl Q4 <5-2> <4-2> <4-2> <3-1> <7> <5-1> <7>
<F>
Q ml 4
<3-2>
<1>
<4-1> <6>
<
<6c-1> C1ds
<7> <8> <8>
<6>
<8c-2>
<9c-2>
K2d1
<8H> C1ds <8> J1j <9> <7>
<8> -31.95 -33.50 -34.74 -34.92 -36.00
-34.00
C1ds
碎屑沉积岩中的溶洞
土 洞
9，地层中的有害气体
1)，地层中赋存的可燃有毒气体
2），施工过程中产生的可燃气体
3），不明来源的可燃有毒气体
10，采空区
11，地下障碍物


谢 谢
!
204 163 367
向北区间 左线
Part A (up)
双线平均 average
向南区间左线 Part B(down) 向南区间右线 Part B(up) 双线平均 average
606 392 998
20.2 13.1 33
2459.2 2460.9 4920.2
4.1 6.3 4.9
121.7 188.3 147.9
均一土层（soft ground）
均一岩层
5.57 3.87
反弹
4.10
-2.83 -3.40 12 8 fc=30.75MPa -6.70 fc=34.50MPa
γ5
3-1
13 9 fc=36.00MPa
fc=51.60MPa
二 地层的组合：
均一粘土 clay 复合土层 mixed face of soils
粘土质页岩 （粘土胶结的）
盾 构 机
盾 构 机
盾 构 机
岩 层 产 状 水 平 或 近 于 水 平
岩 层 产 状 倾 斜
岩 层 产 状 垂 直 或 近 于 垂 直
地质构造不同
四, 盾构施工的不良地质层 1，第四系流塑状淤泥地层 2,黏土地第四系层 3，第四系粉细砂层和砂层 4，第四系砾石地层
8，地层中的土洞和溶洞
MEZ3-GX-24 11.60 10.72
<1>
MEZ3-GX-24a 10.63
地面线
Q4
ml
MEZ3-GX-25 12.20
MEZ3-GX-25a 10.90
<1> 7.40 N=8 6.30 5.30 3.90 <2-2> <2-1A>
MEZ3-GX-25b 11.05
部分岩石层理与抗压强度关系
岩石名称 压力方向 垂直层理 粗粒砂岩 平行层理 垂直层理 中粒砂岩 平行层理 垂直层理 细粒砂岩 平行层理 垂直层理 粉砂岩 平行层理 垂直层理 石灰岩 平行层理 垂直层理 平行层理 151.0 108.9~136.9 98.1 34.4~104.5 180.0 137.8~241.0 55.4~114.7 117.0~216.0 133.5~220.5 118.5~136.8 147.0~206.0 单轴抗压强度 （MPa） 142.3~176.0
一 岩土形成的地质时代
Geology time scale
地质年代（单位：百万年）(million years) 新生代 第四纪（1.8～今）Quaternary 第三纪（65～1.8）Tertiary 白垩纪（145～65） 中生代 燕山期花岗岩 侏罗纪（213～145） （205～66±2）
Jurassic Cretaceous
盾构施工中的若干地质问题
（风险源识别之一）
鞠 世 健 2009,03
案例：在广州地铁三号线大塘站，一台盾构机向北始发，另两台完全相同的盾构机，向南始发。施工进度相 差甚远。造成这种差异的原因很多，地质条件的差异是重要的因素之一。前者以各种风化程度的粉砂岩和砂 砾岩为主；后者以各种风化程度的粉砂岩和粉砂泥岩为主。