西安地铁区域地质条件综述及设计建议

摘要：通过对西安地铁二号线三爻村车站地区不良地质条件和场地地层岩性特征的分析研究探讨，提出在地铁建设及类似工程地质条件下的工程存在常见的问题以及处理意见，对发展西部轨道交通，无论从改变西部目前相对落后的交通现状，满足西部地区经济发展的需要，还是从拉动国民经济增长，发展适合我国国情的交通运输体系来看，都具有极其重要的意义。

关键词：地铁; 不良地质条件；处理意见;

中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号：

一、工程及区域地质的概括

1.工程概况

本站为西安市城市快速轨道交通二号线工程勘察阶段的一个明挖地下车站，结构为地下二层岛式，位于长安南路路中，三森家具对面，平面呈长方形，南北向布置，车站北端起于YAK21+840.9，南端止于YAK22+1038.9，全长198.0m。埋于地面下约14.8m。拟采用明挖法施工。

2. 区域地质概况

西安市位于渭河断陷盆地中段南部，西安凹陷的东南隅。西安凹陷是渭河断陷盆地中的沉积中心之一，周边为四条深大断裂带所切围，其东边界为长安—临潼断裂，西为哑柏断裂，南为秦岭山前断裂，北为渭河断裂。区内构造形迹主要表现为隐伏断裂构造，按其走向可分为EW向，NE向和NW向三组。对地铁线路有影响的为长安—临潼断裂及上盘的西安正断层组（其地面反映为西安地裂缝）。

场地地层岩性特征

1. 场地地层岩性特征

地铁二号线全段地层“按时代从新至老”、“第四系地层按粒径由细至粗”、“黏性土依据塑性指数、工程特性；砂类土依据密实程度及分布差异等细分为亚层”顺序统一编号。

按上述分层依据，结合本区段的工程地质断面，划分岩土层。每个岩土层分别按岩土层代号，岩土名，时代成因，岩性描述布列如下：

全新统地层（Q4）

杂填土（Q4 ml）：由碎石、灰渣及黏性土组成，较密实。站区地表大面积分布。一般厚1.8～2.2m，平均厚1.95m。

素填土（Q4 ml）：主要由黏性土组成，含白灰渣及少量砖瓦碎块，疏密不均。一般厚0.6～2.1m，平均厚1.32m。站区地表较少量分布。

黑垆土（Q4 el）：褐色，虫孔发育，见多量白色钙质条纹，含蜗牛壳碎片。坚硬～硬塑状态。一般厚0.9～2.4m，平均厚1.68m。位于人工填土下，站区内基本连续分布。天然密度ρ=1.77～1.81ɡ／㎝3 ，天然含水量w=21.3～21.9％，孔隙比e=0.830～0.873，液性指数IL =0.01～0.21,压缩性系数α0.1-0.2=0.13～0.34MPa-1，压缩模量Es0.1-0.2 =5.4～14.2 MPa，为中压缩性土；失陷系数δs2.0=0.011～0.038，具失陷性。

上更新统地层（Q3）

新黄土（Q3eol）：褐黄色，大孔、虫孔发育，见少量白色钙质条纹及蜗牛壳碎片，坚硬～可塑状态。一般厚8.9～10.9m，平均厚9.65m。站区内连续分布。天然密度ρ=1.36～1.81ɡ／㎝3，天然含水量w=18.8～28.8％，孔隙比e=0.805～1.465，液性指数IL =0.0～0.60,压缩性系数α0.1-0.2=0.12～1.68MPa-1，压缩模量Es0.1-0.2 =1.5～18.0MPa，为中压缩性土；失陷系数δs2.0=0.005～0.102，具失陷性。

古土壤（Q3el）：红褐色，具针状孔隙，含多量白色钙质条纹及结核，团粒结构，底部结核富集成30cm左右硬层。坚硬～硬塑状态。一般厚1.9～4.6m，平均厚3.75m。站区内连续分布。天然密度ρ=1.78～1.92ɡ／㎝3 ，天然含水量w=18.3～23.7％，孔隙比e=0.676～0.857，液性指数IL =0.0～0.23,压缩性系数α0.1-0.2=0.09～0.21MPa-1，压缩模量Es0.1-0.2=8.2～19.0 MPa，为中压缩性土；不具失陷性。

中更新地层（Q2）

饱和软黄土（Q2eol）：褐黄色，大孔、虫孔发育，含少量白色钙质条纹，见蜗牛壳碎片，软塑～流塑，已流塑状态为主。一般厚6.7～8.2m，平均厚7.48m。站区内连续分布。天然密度ρ=1.80～2.03ɡ／㎝3 ，天然含水量w=26.2～34.0％，孔隙比e=0.691～0.960，液性指数IL =0.79～1.12,压缩性系数α0.1-0.2=0.13～0.54MPa-1，压缩模量Es0.1-0.2=3.6～14.8 MPa，为中压缩性土。

古土壤（Q2el）：红褐色，具针状孔隙，含多量白色钙质条纹及结核，团粒结构，中间夹薄层黄土，常称“红二条”。可塑状态。一般厚4.4～6.1m，平均厚5.3m。站区内连续分布。天然密度ρ=1.83～2.05ɡ／㎝3 ，天然含水量w=24.7～30.7％，孔隙比e=0.657～0.932，液性指数IL =0.69～0.95,压缩性系数α0.1-0.2=0.16～0.28MPa-1，压缩模量Es0.1-0.2=6.2～12.3 MPa，为中压缩性土。

～老黄土（Q2eol）：褐黄色，针孔孔隙较发育，含少量钙质条纹，见蜗牛壳碎片，可塑状态。一般厚0.9～6.4m，平均厚4.48m。站区内与古土壤交替成层连续分布。天然密度ρ=1.97～2.06ɡ／㎝3 ，天然含水量w=23.9～30.8％，孔隙比e=0.636～0.799，液性指数IL =0.67～1.03,压缩性系数α0.1-0.2=0.17～0.27MPa-1，压缩模量Es0.1-0.2=6.4～9.8 MPa，为中压缩性土。

～古土壤（Q2el）： 红褐色，具针状孔隙，含白色钙质条纹及结核，团粒结构。硬塑～可塑状态。一般厚1.1～3.7m，平均厚2.38m。站区内与黄土层交替成层连续分布。天然密度ρ=1.98～2.01ɡ／㎝3 ，天然含水量w=21.9～25.9％，孔隙比e=0.656～0.719，液性指数IL =0.60～1.03,压缩性系数α0.1-0.2=0.15～0.29MPa-1，压缩模量Es0.1-0.2=6.0～11.3 MPa，为中压缩性土。

2.土石工程分级

根据该地区段岩土工程条件，按国家标准《地下轨道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-1999），本区间土石工程分级如下：

Ⅱ级普通土

该区段主要为上更新统新黄土、层古土壤及层饱和如黄土、其次为表层人工填土。机械需部分刨松方能铲挖满载。

Ⅲ级硬土

中更新土老黄土及古土壤。机械需普遍刨松方能铲挖满载。

三、围岩分类

根据该区间地下线路高程与附近地层岩性特征等，按国家标准《地下轨道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-1999）将隧道围岩分为Ⅰ～Ⅲ三类。其中Ⅰ、Ⅱ类围岩为该区间主要围岩类型。

Ⅰ类围岩

该区间为饱和软黄土，软～流塑状，该层土处于地下水位附近，极易坍塌变形，有时与水一起涌出，浅埋时易坍塌至地表。