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城市轨道交通工程地质风险控制技术指南（建办质[2020]47号 住房和城乡建设部办公厅2020年9月30日）.pdf

4.1可能性等级（定量表

2风险发生概率等级应优先采用定量判断标准确定。当无法进行定量计算时，可采用定性判断标 准确定。 2.4.4地质风险可能性采用定性评价时，可根据不良地质条件的类型及其与工程的位置 关系进行评价。 1各类不良地质条件下，发生风险的可能性可参照表2.4.2至表2.4.11。

GB/T 23190-2008 双孢蘑茹表2.4.2不良地质作用影响下明挖法施工的地质风险可能性分级表

表2.4.3特殊性岩土影响下明挖法施工的地质风险可能性分级表

下明挖法施工的地质风险可能性分级表

4.5不良地质作用影响下矿山法施工的地质风险

表2.4.7复杂地层结构影响下矿山法施工的地质风险可能性分级表

质作用影响下盾构法施工的地质风险可能性分

11地下水影响下工程施工地质风险可能性分级

2不良地质条件与工程的位置关系可分为开挖范围内、主要影响区、次要影响区和 一般影响区。基坑工程影响区划分见表2.4.12，矿山及盾构隧道工程影响区划分见表 2.4.13

表 2.4.12 基坑工程影响区划

主：H为基坑设计深度

注：H为矿山法隧道底板的埋深。

表2.4.19地质风险等级标准

1周边建设活动、自然灾害、气象条件变化，导致地质条件 2设计方案（工法、工艺、埋深、工程规模等）发生变化。 3周边环境变化导致风险发生后经济损失等级变化。 4社会环境发生变化导致风险发生后社会影响等级变化。 5施工过程中地质风险控制效果较差。

6通过补充勘察或超前探测等手段探明了前序勘察工作地质条件不明区域情况。 2.4.10工程风险等级可参照下列规定进行修正： 1当地质风险为一级时，整个工程风险等级应定为一级。 2当地质风险为二级时，整个工程风险等级应上调一级（工程风险等级已经为最高 级时维持不变）。 3当地质风险为三级时，整个工程风险等级保持不变， 4当地质风险为四级时，整个工程风险等级可根据工程实际情况保持不变或下调 级。 2.4.11地质风险评估报告应包括下列内容： 1工程概况（含设计条件、施工工法工艺、地质条件、环境条件）。 2编制依据。 3评估方法。 4地质风险单元划分。 5各单元地质风险分析及风险等级。

1工程概况（含设计条件、施工工法工艺、地质条件、环境条件）。 2编制依据。 3评估方法。 4地质风险单元划分， 5各单元地质风险分析及风险等级。 6地质风险控制措施建议。 7地质风险清单。

2.5地质风险管控措施

2.5.1各参建单位应根据不同地质风险单元的风险等级，明确风险管控责任、制定相关 制度、实施风险管控，将地质风险控制在可接受范围之内，防范生产安全事故发生。 2.5.2建设单位宜委托专业机构开展地质风险评估，并将评估结果及时提交给建设、设 计、施工、监理等单位。 2.5.3勘察单位应在详细勘察成果中对拟建场地的工法适用性进行评价，分析并说明地 质条件可能造成的工程风险，提出地质风险控制措施建议。当地质风险等级为一、二级 时，宜根据工程实际情况开展专项勘察。 2.5.4设计单位应根据地质风险评估报告，采取设计措施降低风险等级。根据地质风险 调整后的工程风险为一、二级时，应开展专项设计。 2.5.5施工单位应根据勘察成果及地质风险评估报告，结合施工方案对施工过程中可能 遇到的地质风险进行评估，采取施工措施。 2.5.6施工单位采取管控措施之前应首先进行地质条件核查，采取技术手段核查开挖面

地质情况与原勘察结果的一致性，当差异较大时，应及时上报建设、勘察、汉计单位 由建设单位组织勘察、设计、施工、监理单位进行现场踏勘并提出处理意见。 2.5.7施工单位应严格按照设计单位提出的地质处理措施实施并将处理效果反馈设计 单位。 2.5.8城市轨道交通工程应急预案应包含各类不良地质条件可能引起的安全风险控制 措施。当发生地质条件突变、地质风险控制措施效果较差，导致工程整体风险高时，应 根据应急预室采取地质超前预报、设计施工措施，控制风险发展。

5.1.1城币轨道交通工程建设场地存在不良地质作用时，应采取措施查明其种类、发育 程度并分析评价其对工程建设可能造成的危害，必要时进行专项地质风险勘察评估。 3.1.2城市轨道交通线路穿越不良地质作用中强发育区时，勘察、设计单位应进行专项 勘察、专项设计（专项设计中应包含应急预案要求），施工单位应按照相关要求编制专 项施工方案，并经过专家论证。 3.1.3受不良地质作用影响场地，应按照施工工序逐项分析不良地质作用对明挖、矿山 及盾构等工法施工带来的工程风险，并提出相应措施。

注：岩溶、主洞按充填情况均可划分为无充填、半充填和全充填三种情况 岩溶按发育情况分类应符合表3.2.2的规定

表3.2.2岩溶发育程度等级划分表

杀件邸可定为次等级： 5对轨道交通建设有直接影响的岩溶因素包括规模大小、覆跨比、充填情况、溶蚀裂隙 的发育情况、发育强度等级、暗河、岩溶的富水情况和水力性质、岩溶水的流向、流速。 其中主控因素为分布位置、岩溶规模、地下水水力性质及覆跨比。 6岩溶的危害程度等级可参照表3.2.3执行。

表3.2.3岩溶危害程度等级参照表

7岩溶地层对工程结构可能产生以下不利影响： 1）在岩溶危害程度等级为三级及以上的场地，应分析岩溶对结构可能产生的不良 影响。 2）岩溶发育可能带来地基承载力不足风险。当地基主要受力层范围内有岩溶发育 或可溶性岩石发生断裂，在断裂、裂隙处，地下水流易将物质迁运至别处，使土层不断 瓦解形成溶洞，最终上部覆盖层失稳，导致地基承载力不足。 3）岩溶发育可能带来地基失稳风险。当基底附近存在岩溶时，受地铁运营振动影 响，基底薄层岩层可能发生断裂、塌，造成地基失稳。 4）隧道顶板、边墙影响范围若存在岩溶，处理不当，可能发生管片结构失稳，结 构过大变形的风险。 5）隧道顶板、边墙影响范围若存在岩溶水，若防渗质量较差、可能发生渗漏影响 隧道使用的风险。 6）岩溶水可能存在对结构腐蚀的风险。 7）岩溶进一步发育、发展可能引起永久性结构破坏的风险。

3.2.2 明挖法风险

1采用明挖法施工时，应按照施工工序逐项分析岩溶对明挖法施工带来的工程风险。 2基坑围护结构施工可能发生卡钻、漏浆、埋钻的风险，以及岩面起伏造成围护结构施 工和质量把控困难、造成工期长、接缝渗漏、墙底不能完全满足嵌固深度的风险。 3基坑开挖过程中，可能发生突水、涌泥、涌砂、机械陷落、地基承载力不足、地基不 稳定等风险。 4基坑开挖过程中，可能出现基坑及周围地面塌、管线破裂、建（构）筑物损坏等风 险。

山法隧道施工时，因机器震动、爆破等因素影响对周边溶洞、土洞造成扰动，可能 破坏其结构平衡诱发塌陷；或直接被揭露，从而发生岩溶水突涌现象，导致突水、突泥 等事故发生的风险。 2隧道开挖时揭露溶洞、土洞，其原有的平衡结构被打破，可导致开挖面及其周边区域 8

举道开挖过程中，应预防岩溶洞穴中可能存在的有害气对人体可能造成危害的风险。

1盾构法施工应根据隧道穿越地段岩溶地质条件和地下水条件开展盾构机选型工作。 2盾构隧道掘进施工过程中，可能破坏岩溶、土洞原有平衡，发生洞穴塌陷、进而导致 地面塌陷和地面建筑物沉降过大的风险。 3采用泥水平衡盾构时，大量岩块堆积在泥水仓底，存在搅拌棒、格栅易被破坏风险。 4溶洞的存在使地层软硬不均，易发生盾构姿态偏移；遇见未查明岩洞、土洞时，易发 生仓内瞬间失压、盾构栽头风险。 5岩溶地层开挖面软硬不均、凹凸不平的特点对盾构机刀盘磨损严重，存在刀盘被快速 破损的风险。 6盾构隧道施工过程中，易发生岩溶水击穿盾尾密封，岩溶水涌入隧道的风险， 7可溶岩表层粘性土及充填粘性土的存在以及大块岩石堆积在仓底，易发生结泥饼、滞 排、喷涌风险

1岩溶勘察应采用工程地质测绘与调查、物探、钻探等多种手段结合的方法进行，应分 阶段进行，并在代表性物探异常点布置验证钻孔查明下列内容： 1）区域地表水、地下水的分布情况及汇流情况。 2）区域构造尤其是断裂分布情况。 3）可溶岩埋藏深度、岩面起伏情况及岩面附近覆土性质。 4）土洞、溶洞的分布位置、连通性、规模大小、覆跨比、充填物的厚度、性质。 5）岩溶溶蚀破碎带及裂隙的发育情况。 6）岩溶的见洞率、线溶率及发育程度等级。 7）可溶岩的富水情况及暗河的分布情况。 8）岩溶水流向、流速、水位和水力性质。 2岩溶勘察应满足下列要求： 1）初步勘察阶段应查明岩溶洞隙及其伴生土洞、塌陷的分布、发育程度和发育规 律，并按场地的稳定性和适宜性进行分区。 2）详细勘察阶段应查明拟建工程范围及有影响地段的各种岩溶洞隙和土洞的位

置、规模、理深，岩溶充填物性状和地下水特征，对地基基础设计和岩溶的治理提出建 议。 3）施工阶段为设计服务的补充勘察应进一步确定围护结构深度、桩基或地基处理 深度。施工阶段为施工服务的补充勘察，应进一步查明拟建工程范围内岩溶洞隙和土洞 的位置、规模、埋深，对岩溶处理措施提出建议。 3初步勘察和详细勘察阶段，岩溶发育区勘察成果中宜提供中、微风化岩面等高线图。 4当详勘钻孔间距过大或平面范围缺少钻孔，或勘察成果表明地质条件存在剧变，或勘 察成果存在疑问或矛盾及设计认为有必要的其它情况时，应开展补充详勘工作。 5由于溶（土）洞发育的复杂性，详勘及施工阶段为设计服务的补充勘察、专项勘察仍 可能不足以指导施工阶段岩溶处理，因此施工阶段仍有必要开展施工勘察，对岩溶发育 情况进行超前探测。 6岩溶地区勘察钻孔在完成测试工作后，应对钻孔岩面以上土层及时进行封孔。勘察钻 孔作为地下水的通道，可短期内诱发土洞、地面塌陷等，应及时封孔，封孔质量需按规 定进行抽查。 7在岩溶发育地区进行加密补勘以探明未知岩溶。 8勘察报告中应对岩溶的工程风险进行系统性分析，并提出处理措施建议

7针对沿线房屋建筑，应根据不同线段岩溶发育情况、施工和运营风险进行房屋保护 项设计。 8针对沿线既有铁路、公路、桥梁、文物、地表水体等重大风险源进行专项保护设计

可扎内补水注浆，米取相应堵浆措施，保持水压力。 ②若不能保持水压，应及时进行抛填，将片石、粘土及水泥制成混合物，视漏 浆程度反复抛填，每次应达到1m～3m，直到不漏浆为止。 ③对于钻孔灌注桩，当钢护筒底部漏浆时，可继续下沉钢护筒，并用粘土封闭 护筒周围缝隙，防止地表水继续渗入，然后向孔内填掷粘土块和碎石，填筑高度以 高出钢护筒底1m为宜，最后用小冲程反复冲砸，达到加固钢护筒底部孔壁与堵漏 的自的。 ④当漏浆太快，散填难以达到目的时，应采用集中抛填将粘土袋、袋装水泥、 片石等集中在短时间内大量填入。 5）对于溶洞较发育地区，如抛填措施无效时，可采用全护筒跟进方法，并使其长 度跟进至岩溶底部岩层。 6）采用格栅状抽条加固、水泥土墩柱可以对可能产生突水的节理、裂隙及通道进 行处理，并实现对基坑进行分块，施工时当基底出现突（涌）水时可以分块进行处理 6矿山法隧道施工，应采取以下施工措施： 1）在岩溶发育地区需进行加密补勘、地质预报与超前钻孔以探明未知岩溶。 2）对探明的危害程度等级为一二级的岩溶进行地面预填充、加固处理，采用“溶 （土）洞填充十水泥土墩柱”的方法提高地基承载力。 3）进行洞内超前小导管、大管棚支护。 4）进行洞内预注浆、爆破等需钻孔时，应先查明钻机钻进范围内，是否存在岩溶 水。 5）爆破时采用短进尺、少装药、多炮眼的方式。 6）隧道开挖后，及时进行后续支护施工、尽早封闭成环。 7）隧道初支封闭后，应对初支壁后3m范围进行探测，发现有溶洞应及时填充。 7盾构法隧道施工，应采取以下施工措施： 1）在岩溶发育地区需进行加密补勘以探明未知岩溶。 2）对探明的的危害程度等级为一二级的溶（土）洞可进行地面预填充、加固处理。 3）对盾构设备停机进行专项维保，确保盾构机以正常姿态和完好的设备状态进入 岩溶区，宜将盾构进入岩溶区初始段设为拭掘进段，对掘进参数及监测数据、巡视情况 等进行详细记录并总结分析，形成岩溶段试掘进报告以指导后续施工。 4）岩溶段掘进中应确保成型隧道轴线满足设计要求。推进过程保持速度平稳、姿

态稳定，确保匀速地穿越，减少盾构推进对前方土体造成的扰动，尽量防正破环浴洞。 5）应根据掘进参数和岩层特性，选定适合常压开仓的位置对刀具进行检查、更换。 6）在岩溶段地下水丰富的情况下，一旦出现螺旋机喷涌，应立即停止掘进，并施 做止水环，以减少隧道后方来水。 7）岩溶段宜采用双液同步注浆，快速固结稳定管片。 8）岩溶段掘进通过后，及时进行洞内二次注浆，有效控制隧道沉降和渗漏水，同 时做好工后沉降观测，对隧道总体稳定进行分析。 9）采用盾构机测量自动导向系统和人工测量辅助进行盾构姿态控制，确保掘进成 型隧道满足设计要求，需要人工由盾构始发井对洞内控制桩点进行复测。 10）根据上一环掘进前后的盾构姿态和盾尾间隙情况，选择合适的管片类型和最 优的管片拼装点位：加强对管片拼装手的培训。 11）安排专人进行隧道管片防水材料粘贴，使用前专人检查防水材料的粘贴质量 管片运输至作业面后再次检查确认防水材料粘贴质量，不合格品运输至地面进行更换 12）结合地层情况，盾构掘进做好同步注浆，减少后期管片渗漏水情况。 8预处理后的溶洞，应根据设计要求对其处理结果进行检测。

1采空区指地下矿层采掘后遗留下来的地下空洞，采空区的存在使得轨道交通建设面临 很大的安全问题，人员与机械设备均可能掉入采空区内部受到伤害。 2采空区的存在常会引起岩层移动，进而造成地表拉裂、隆起、倾斜、扭曲，形成地表 阶梯状、漏斗状塌陷坑等，具有隐伏性强、空间分布特征规律性差、采空区顶板冒落塌 陷情况难以预测等特点。 3采空区可能富集地下水及残留瓦斯，在隧道开挖施工期间诱发涌水及中毒、爆炸等风 险。 4采空区类型可根据开采规模、形式、时间、采深及矿层倾角及充填处理情况等进行划 分： 1）可根据开采规模和采空区面积划分为大面积采空区及小窑采空区。 2）可根据矿层开采形式划分为长壁式开采、短壁式开采、条带式开采、房柱式开

采等采空区。 3）可根据开采时间和采空区地表变形阶段分为老采空区、新采空区和未来（准） 采空区。 4）可根据埋深及采深、采厚比分为浅层采空区、中深层采空区和深层采空区。 5）可根据矿层倾角分为水平（缓倾斜）采空区、倾斜采空区和急倾斜采空区。 4采空区具有隐伏性强、空间分布特征规律性差、采空区顶板冒落塌陷情况难以预测等 特点，应开展专项勘察、专项设计、制定专项施工方案及应急预案。 5影响采空区风险的因素有采空区的类型、开采规模、埋深、矿体倾角、地表变形、是 否储水、采空区连通情况等，其中主控风险指标为开采面积、开采深度、采厚比、矿体 倾角、地表变形。 6采空区的危害程度等级可参照表3.3.1执行

表3.3.1采空区危害程度等级参照表

注：1采空区深度类型！

级；三级：符合一条，但不符合二级的定为三级；四级：三条均符合。 7采空区对工程结构可能产生以下不利影响： 1）在采空区危害程度等级为三级以上的场地，应分析采空区对结构可能产生的不 良影响。 2）采空区发育可能带来的地基稳定性问题，当基底存在采空区时，受地铁运营振 动、地震、邻近施工等影响，基底岩层可能发生断裂、塌，造成地基失稳。 3）施工通过采空区后在采空区内施作的永久结构，若施工过程中处理不到位可能 在使用期间出现一些结构风险。一般来说明挖法和矿山法施工的结构可能出现渗漏水、 结构开裂等结构风险：盾构法施工的结构可能存在渗漏水、管片错台等结构风险。

1基坑围护结构施工中，因施工工艺的选择不当，可能存在塌孔、埋钻的风险，若采空 区内有回填土，存在填土中的大颗粒含量影响施工工艺适用性的风险。 2采空区围岩一般为基岩地层，基岩岩性强度的各项异性，可能造成钻进困难，另外由 于基岩裂隙发育，成孔过程中，容易出现漏浆现象，岩层倾角大，容易造成孔斜，严重 时可折断钻杆，造成成孔困难或者钢筋笼无法下入。 3明挖施工临近或通过采空区时，可能出现围护结构变形超限、基坑周边地表开裂和沉 降变形，严重的出现基坑垮塌；明挖基坑采用锚拉支护结构的，若锚固段进入采空区影 响区，可能存在锚固失效造成基坑失稳

1矿山法隧道施工时，存在因机器震动、爆破对采空区围岩造成扰动，破坏其结构平衡 诱发采空区塌陷的风险。 2矿山施工遇到采空区位于隧道顶部或侧面时，可能出现涌突水、涌泥、隧道垮塌等风 险：当采空区位于隧道底部时，可能出现隧道初支变形、沉降超限、隧道塌陷等风险， 3采空区若有瓦斯聚积，采用爆破施工时可能带来瓦斯爆炸的风险。 4有毒有害气体对人体可能造成伤害的风险

空区内可能存在人工回填土，填土成分复杂、对盾构机刀具可能造成损害：隧道掘 程中遇见未查明的采空区，易发生盾构栽头风险；遇见基岩凸起，可能存在扭矩瞬

1米空区勘察宜以收集资料、调查访问为主，辅以必要的钻探、物探、变形监测及水文 测试等工作：已有资料不满足勘察要求时，应以钻探及物探工作为主。 2采空区勘察范围宜以对拟建轨道有影响的采空区地表移动盆地分布范围为准，勘探深 度宜深入米空区底板稳定地层2m以下。 3收集资料宜包括矿层的特征、开采信息、地表已有变形特征、地表移动盆地特征、地 下水开采情况、当地建筑变形及防治措施经验等。 4物探宜根据采空区的埋深选择多种方法的综合物探，测线布置应重点沿轨道轴线，同 时兼顾采空区的范围。 5应根据地表变形监测资料划分移动盆地范围，预测后续变形值。 6宜根据开采条件判别法、地表移动变形预测法、极限平衡分析法、数值模拟等方法对 采空区场地稳定性进行评价，对轨道建设的适宜性及稳定性做出评价。 7采空区描述应符合下列要求： 1）采空区的类型、数量、规模及其连通性。 2）勘察时采空区位埋深与标高。 3）采空区周围岩土体稳定性。 4）采空区是否储水和毒气。 8勘察报告中应对采空区的工程风险进行系统性分析，并提出处理建议。 9查明采空区附近的抽排水情况及其对采空区稳定性的影响。

1采空区位于地表移动活跃、非连续变形地段，设计应以规避风险为主。对探明的危害 程度等级为一、二级的采空区应进行专项加固处理设计。 2采空区位于隧道上方时，应根据隧道拱部与采空区底板的距离进行有针对性的设计， 可采取加强隧道超前支护和初期支护、加强二次衬砌、设置护拱、超前注浆或径向注浆 等设计措施进行处理。对隧道上方采空区存在积水的情况，应设计钻孔并预留排水管的 方式排水。

3采空区位于隧道中部时，若采空区未塌充填，可在隧道衬砌两侧边墙外设计护墙和 回填；若采空区已塌充填，对充填物可设计换填或周边注浆加固方式进行处理。 4采空区位于隧道下方时，若采空区底板与隧底间的距离较小，可采取混凝土换填、注 浆回填等设计措施处理；若采空区底板与隧底间的距离较大，可合理选择钢管桩注浆加 固、混凝土回填或桩筱结构跨越等设计措施进行处理。在对采空区进行处理的同时，应 加强隧道的初支及二衬结构设计。 5对于开采为无序开采，私采乱挖，没有历史记录，同时无法保证勘察准确无误的采空 区应采取注浆加固设计。 6对于埋深较大且不易进入机械和人员的地下空体，设计可采用充填法进行处理。 7采空区空体分布深度不同，且不易开辟运输通道时，设计可采取湿式充填。 8对于采空区内埋深在30m以上的空体可以设计人工放顶后分层碾压或注浆充填处理 方式进行处理，对于埋深在30m以下的地下空体设计可采取钻孔注浆充填。 9采空区煤层为急倾煤层，采空区宽度较小、深度较大，地铁隧道可采用地下桥方案， 10隧道穿越煤层采空区时，隧道开挖围岩可能产生较大变形，设计可适当增加衬砌结 构的预留变形量。

1对探明危害程度等级为一二级的采空区应进行专项加固施工。 2针对采空区引起的地面沉降、地面塌陷、地裂缝、基坑垮塌、隧道围岩破碎塌等地 质灾害，应结合工程施工条件，选择如下施工措施： 1）充填处理采空区。将废石或各种充填材料送入采空区，把采空区充填密实，用 充填体支撑采空区，控制地压活动，减少矿体上部地表下沉量，并防止矿岩内因火灾。 主要有开挖回填、注浆充填、水充填等。此方法适用于充填成本较低或无法穿越采空区 的施工情况。 2）预沉降法、高能量强夯法。此法主要适用于埋深浅、充分采动、顶板完全垮落 基底压力小、地基处理设计等级为乙、丙级的采空区地基处理。 3）注浆加固强化采空区围岩结构。此法适用于埋深较大，围岩质量相对较好的采 空区处理。与注浆充填不同的，该法仅加固采空区围岩结构，并没有完全充填采空区 4）避绕法等。当采空区分布面积过大，充填注浆造价过高时，可考虑采用跨越和 空越法并应综合采空区类型、顶板管理形式、停采时间、顶底板埋深及岩性、覆岩特

征、旨落物形状、水文地质条件以及建筑的规模、功能、荷载性及其对差异变形的适应 性、施工技术条件与环境等因素。 3采空处理后应进行相关的检测：采用钻探取芯、物探检测、注浆结实体强度检测、孔 内成像、波速测试、补注浆、压水实验等方法结合起来进行注浆质量检测，包括注浆填 充率、结石体强度、岩土体波速、注浆量等。若检测不满足工程实际需求，则需再次注 浆及再次检测。 4不同施工方法的施工要求： 1）明挖法施工的部位，一般采用预处理填筑，确保明挖施工时不在基坑围护结构 背后存在采空区。 2）矿山法施工部位一般采用超前预注浆处理，对采空区进行注浆充填，待采空区 充填密实后再暗挖通过，有积水和有毒有害气体的采空区，还应先打孔泄水和释放有毒 有害气体再进行注浆充填；矿山法通过采空区时，应全程做好有毒有害气体实时监测。 3）盾构法施工时应做好预处理，可通过盾构机进行超前注浆充填周边采空区，待 周边孔洞充填密实后再掘进通过，并控制好盾构掘进速度和姿态。 5隧道穿越瓦斯等有毒、有害气体地层属高风险作业。当工作面瓦斯气体浓度超过5% 以上时，遇明火或火花易引起燃烧，甚至爆炸，将对人员和工程造成极大危害。因此在 施工前，根据沿线隧道穿越范围有害气体分布情况和施工工法需要，对有毒有害气体进 行提前释放。 6虽然已对有害气体采取提前释放，在施工期间仍有可能出现有害气体局部积聚，影响 施工安全时，应做好施工通风工作。 7施工过程中应对隧道内瓦斯浓度进行24h监测，尤其是隧道拱顶易于形成瓦斯积聚 且风流不易到达的地方。监测采用人工监控和自动监控系统相结合的监控方案。

3.4.1特性与评价

1地裂缝是地表岩、土体在自然或人为因素作用下，产生开裂，并在地面形成一定长度 和宽度的裂缝的一种地质现象。 2地裂缝变形带的物理力学性质相对较差，主要是由于变形带内裂缝及裂隙增多，并使 地表水下渗所致。一般情况下，地表10m以下变形带土体裂缝趋于闭合，同时受地表

水影响减弱，从而使变形带内外岩土物理力学性质差异变小。变形带附近土层较差的物 理力学性质给城市轨道交通工程带来较大的困难。 3根据地裂缝场地勘探标志层的不同，地裂缝场地可分为一、二、三类，如表3.4.1所 。

表3.4.1地裂缝场地分类表

4历史上我国许多地方都出现过地裂缝。华北广大地区、山西运城鸣条岗、陕西的礼泉、 泾阳均曾出现地裂缝；目前最具有代表性的属于西安地裂缝，到目前为止已发现14条。 5影响地裂缝风险的主要因素有活动分级、经济损失量、沉降值、差异性沉降变形、地 下水开采等。 6地裂缝危害程度等级可参照下表执行：

表3.4.2地裂缝危害程度等级参照表

注：各项指标中满足任3项指标确定其危害程度等级，危害程度等级按最高级考虑

1）活动强：速率>20mm/a（在拟建线路上有明显变形破损现象者） 2）活动中等：速率5～20mm/a（在拟建线路两侧500m以内有变形破坏显示者） 3）活动弱：速率<5mm/a（在拟建线路500m以内无变形显示者）

2沉降值和差异变形量

2沉降值和差异变形量： 1）S级表示地裂缝活动引起的沉降值h≥50mm，差异性沉降变形△入≥10cm，对工程 结构进行完全破坏。 2）A级表示地裂缝活动引起的沉降值50mm>h≥20mm。差异性沉降变形10cm>△入 ≥5cm，对工程结构危害程度较大，需要采取必要结构控制措施减小对本工程的影响。 3）B级表示地裂缝活动引起的沉降值20mm>h≥10mm。差异性沉降变形5cm>△入 1cm，对工程结构影响程度一般，整体结构均发生沉降所引发的差异性沉降变形对工程影响适 中，在有适当结构控制措施时项目在此区域内影响较小。 4）C级表示地裂缝活动引起的沉降值10mm>h。差异性沉降变形1cm>△入，对工程结 构影响程度较小，地裂缝活动引起的沉降值和差异性沉降变形对工程影响均较小，在此区域内 的项目开发较为可行。 裂缝对工程结构可能产生以下不利影响： 1）地裂缝活动时，隧道结构将沿着预设的滑动面下沉及扭转变形，进而拉伸产生 。 2）由地裂缝活动引起结构变形时，会导致施工后期铺设轨道结构高度变化的积累 影响竣工后地铁正常运营

3.4.2 明挖法风险

1地裂缝段由于工程性质较差，在成孔过程中反复钻进和提升，孔壁扰动后易于塌。 2地裂缝段土体破碎，具有孔隙大、不均匀等特点，如果降水或者止水效果不佳，会出 现基坑侧壁渗水。严重时会导致桩间土流失、桩间护壁面层脱落，桩（墙）背后形成空 洞，甚至引起地面沉降或塌。 3由于近年来地下水的大量开采，地裂缝活动频繁，造成地裂缝上、下盘出现不均匀沉 降，容易造成地下工程结构开裂，防水失效。

底部出现脱空，衬砌顶部将产生拉应力，底部产生压应力。当拉、压应力超出了隧道衬 砌的抗拉和抗压强度后，位于下盘的隧道衬砌顶部在距离裂缝一定距离处出现开裂，隧 道产生拉张一挤压破坏。随着地裂缝垂直位错量的进一步增大，隧道衬砌顶部裂缝向两 侧扩展而使衬砌产生环向开裂。 2）直接剪断破坏。当地裂缝在过量抽取地下承压水或大地震等作用下，其活动量 突然增大，隧道上覆土层的重力和两侧土体向下运动产生的侧壁摩擦阻力在衬砌内部产 生较大的剪力，使隧道产生直接剪断破坏。

地裂缝场地勘察可分为地裂缝勘察阶段和地裂缝补充勘察阶段，对特大型地裂缝场地 进行初步的地裂缝勘察，然后分区进行地裂缝勘察和地裂缝补充勘察。 1）一类场地地裂缝勘察阶段，应进行以下工作： ①收集拟建场地附近地裂缝研究、勘察资料，进行系统的综合分析。 ②现场地裂缝调查。了解拟建场地构造地貌形态；地表破裂产生的时间、发展 过程；地表破裂的形态、活动方式、垂直位移；追踪地表破裂的延伸方向、延伸距 离。 ③采用槽探、钻探等方法，确定地表破裂与隐伏地裂缝的关系。 ④选择典型破裂点，测量其平面坐标，测点间距宜为10～20m。 2）二类场地地裂缝勘察阶段，应进行以下工作： ①收集拟建场地附近地裂缝研究、勘察资料，进行系统的综合分析。 ②现场地裂缝调查。了解拟建场地及附近地区构造地貌形态，地裂缝的活动情 况。 ③采用钻探为主的的勘探方法，查明上标志层的产状和错断位置。 ④勘探孔的深度应揭穿二类标志层，地裂缝每一侧的勘探孔数不宜少于3个， 勘探线的长度不宜小于30m，确定二类标志层错断的勘探孔间距不宜大于4m。 ③勘探线间距不宜大于30m，地裂缝拐弯幅度较大地段，勘探线间距不宜大 于15m。每个场地的勘探线数量不宜少于3条。 ③测量全部勘探点的平面坐标和孔口高程，图示地裂缝的地面坐标值。 3

3）三类场地地裂缝勘察阶段，应进行以下工作： ①收集拟建场地附近地裂缝研究、勘察资料，进行系统的综合分析。 ②现场地裂缝调查。了解拟建场地及附近地区构造地貌形态，地裂缝的活动情 况。 ③采用人工浅地震反射波法勘探和钻探，查明隐伏地裂缝的位置。使用人工浅 地震反射波法勘探的场地，应对其二分之一的异常点进行钻探验证。 ④钻探孔的深度直为60～80m，一般孔间距40～80m，确定三类标志层错 断的勘探孔间距不宜大于10m，地裂缝每一侧的勘探孔数不宜少于3个。三类场 地的勘探线间距宜为50～80m，每个场地的勘探线不宜少于3条。 ③采用人工浅地震反射波法勘探时，宜进行现场试验，确定合理的仪器参数和 观测系统。野外数据采集系统的基本要求为：覆盖次数不宜少于24次。道距3~ 5m，偏移距不小于50m。 ③测量勘探孔和桩号位的坐标和地面高程，图示地裂缝的地面坐标值

3）三类场地地裂缝勘察阶段，应进行以下工作： ①收集拟建场地附近地裂缝研究、勘察资料，进行系统的综合分析。 ②现场地裂缝调查。了解拟建场地及附近地区构造地貌形态，地裂缝的活动情 况。 ③采用人工浅地震反射波法勘探和钻探，查明隐伏地裂缝的位置。使用人工浅 地震反射波法勘探的场地，应对其二分之一的异常点进行钻探验证。 ④钻探孔的深度直为60～80m，一般孔间距40～80m，确定三类标志层错 断的勘探孔间距不宜大于10m，地裂缝每一侧的勘探孔数不宜少于3个。三类场 地的勘探线间距宜为50～80m，每个场地的勘探线不宜少于3条。 ③采用人工浅地震反射波法勘探时，宜进行现场试验，确定合理的仪器参数和 观测系统。野外数据采集系统的基本要求为：覆盖次数不宜少于24次。道距3～ 5m，偏移距不小于50m。 ③测量勘探孔和桩号位的坐标和地面高程，图示地裂缝的地面坐标值

在地铁工程选线时多： 地裂建破碎市的方式 以此减少地裂缝破碎带对地 铁工程的影响长度，

铁工程的影响长度。 2结构设计措施： 1）在地裂缝带内设沉降缝，预留净空变形量，做好沉降缝处的防水、止水工作。 2）加强结构刚度，同时预留轨道、接触网等的调整空间。 3）加强地裂缝变形带内的变形监测，同时对地裂缝带采取特殊防水措施，并进行 必要的基础处理工作。 4）地裂缝主变形区内坑道支护桩的设计应考虑地裂缝破碎带土体的性质差异。 5）明挖车站基坑开挖范围内分布有地质裂缝时，建议对车站围护结构进行优化设 计，采取有效措施，加强止水效果。 3建筑设计措施： 1）采用合理的避让距离。 2）加强建筑物适应不均匀沉降的能力。 3）采用防水措施或地基处理措施，避免水浸入地裂缝， 4）在地裂缝影响区范围内，不得采用用水量较大的地基处理方法。

1针对明挖法施工中的围护桩（墙）塌孔风险应对措施： 1）围护结构成孔时，合理选择泥浆配比，进行有效护壁，防止出现塌孔、漏浆等 现象。 2）增加护筒长度。 2针对明挖法施工中的基坑侧壁渗水塌风险应对措施： 1）基坑内地裂缝两侧并沿基坑宽度外扩一定范围内采用旋喷桩止水和加固措施， 并辅以基坑外降水。 2）及时寻找并切断补给水源，插设导流管引排，将地裂缝段破碎地层中的滞水排 出，加强桩间土防护措施，对围护桩（墙）背后已出现的空洞进行注浆回填。 3针对明挖法施工中的主体结构裂缝、防水失效风险应对措施： 设置特殊变形缝，变形缝防水由外侧全包的“且”形止水带和内侧“U”形止水带 形成第一道和第二道封闭的止水带，同时在变形缝两侧预埋多次性注浆管，用以对以后 产生变形形成的空隙进行注浆填充 4针对矿山法施工中的开挖面渗水、涌水、塌风险应对措施： 地裂缝段采用矿山法施工时应采取降水、超前小导管注浆加固、WSS深孔注浆加 固三方面的措施，加强监控量测，增加地质素描和超前地质预报等地质探查手段，确保 无水作业及土方开挖安全。 5针对矿山法施工中的衬砌变形破坏风险应对措施 1）应采取地质降水措施，结构处理措施和道床处理措施。 2）在跨地裂缝上、下盘主变形区，将扁钢板作成抱箍固定在隧道衬砌外围或直接 浇在衬砌内，其上焊接一钢筋做的测杆使其穿越地层延伸至地表，在地表做好醒目标记 作为测点（上、下盘的地铁隧道衬砌各布设一个），对测点进行长期地表高精度水准测 量，根据测点沉降变形的大小，进行实时准确快速的直接式预警 3）在地裂缝主变形区隧道底部与土层接触面上沿纵向埋设压力传感器，根据接触 压力的变化判断隧道底部是否脱空，从而进行间接式预警。 6针对周边地表沉降、塌陷风险应对措施： 1）WSS深孔注浆加固方案。 2）超前小导管预注浆加固方案。 3）增设临时仰拱方案。

4）增加地下管网监测。 7针对周边建（构）物开裂风险应对措施： 1）洞外可采用隔离桩处理措施，也可采用建（构）筑物地基加固方案 2）洞内可采用超前大管棚加固方案，也可采用双排小导管等地层预加固方案。

1断裂带亦称“断层带”，是由主断层面及其两侧破碎岩块以及若干次级断层或破裂面 组成的地带，是岩体中最软弱地带，地质灾害高度集中，是极易发生造价、工期、质量 三失控地带。 2由于断裂带内岩体破碎，稳定性差，很可能诱发次生地质灾害，从而对地铁工程建设 和人民生活造成危害，具有如下特征： 1）活动性：活动断裂带是地表表层薄弱地带，直接影响到地铁工程建设场地的整 体稳定性，若有新的地壳运动发生，往往会产生新的位移，危及地铁结构的安全。 2）断裂带岩体的破碎性：断裂构造降低了岩体的强度及稳定性，断层破碎带力学 强度低，压缩性增大，会发生较大沉陷，易造成地铁结构断裂或倾斜，断裂面是极不稳 定的滑移面，对基坑边坡稳定、隧道围岩稳定常有重要影响。 3）断裂带两侧岩性的不均匀性：断裂带上、下两盘的岩性往往不同，接触带岩层 的整体性、岩性均一性极差，盾构掘进时易造成刀盘偏磨严重等事故。 4）断裂带的富水性：断裂构造带不仅使岩体破碎，而且断裂构造破碎带常为地下 水良好的通道，隧道工程通过断裂破碎带地段，易发生塌、甚至冒顶；基坑开挖易产 生突涌，若持续降水又易造成管涌、土体流失、围护桩身前倾，基坑周边地面下沉，房 屋开裂等事故。 3抗震设防烈度等于或大于7度的重大工程场地应进行活动断裂（以下简称断裂》勘察、 断裂勘察应查明断裂的位置和类型，分析其活动性和地震效应，评价断裂对工程建设可 能产生的影响并提出处理方案 4全新活动断裂可按表3.5.1分级

表3.5.1全新活动断裂分级划分表

裂带对工程结构可能产生以下不利影响：

1）活动断裂带直接影响到地铁工程建设场地的整体稳定性，若有新的地壳运动发 生，往往会产生新的位移，危及地铁结构的安全。 2）由断裂活动引起结构变形时，会导致施工后期铺设轨道结构高度变化的积累， 进而影响竣工后地铁正常运营。

1断裂带力学强度低，稳定性差GB 50029-2014 压缩空气站设计规范，易引起基坑边坡垮塌。 2断裂带常为地下水良好的通道，基坑开挖易产生突涌。 3断裂带位置持续降水易造成管涌、土体流失、基坑周边地面下沉、房屋开裂等风险 4断裂带位置降水或者止水效果不佳，会出现基坑侧壁渗水，严重时会导致桩间土流失 桩间护壁面层脱落，桩（墙）背后形成空洞，甚至引起地面沉降或塌陷。

1断层破碎带岩体受强烈挤压作用脆性破裂成碎粒和碎粉状，矿物蚀变现象明显，夹有 泥状错碎物，并穿插岩脉。断层破碎带的构成主要为弱胶结、散体状成分，自稳性差 隧道开挖扰动下，极易发生塌事故。 2断层破碎带、节理发育带等不良地质地段，围岩自稳性差，透水性强，属于高渗透性 地层，隧道工程通过断裂破碎带地段，在开挖施工过程中存在降水效果不理想、拱顶围 岩变形过大而导致的掌子面渗水、涌水，易发生塌、甚至冒顶。 3当隧道下穿江河湖海等高水压力水体时，上覆水体对断层破碎带产生较大的动水压 力，存在渗透破坏的可能，进而增加塌方及突涌水的危险性。很高的渗水压力可导致地 下水通过高渗透性地层大量涌入隧道形成突涌而淹没隧道。 4断裂构造降低了岩体的强度及稳定性，断层破碎带力学强度低，压缩性增大，易造成 地铁结构断裂或倾斜，断裂面是极不稳定的滑移面，对隧道围岩稳定常有重要影响。

1断裂带上、下两盘的岩性往往不同，接触带岩层的整体性、岩性均一性极差，盾构掘 进时易造成盾构推进困难、偏离设计轴线、卡机、管片破损、刀盘刀具偏磨严重、施工 进度慢等情况。 2断裂构造带不仅使岩体破碎，而且断裂构造破碎带常为地下水良好的通道，当采用盾 构法施工通过断裂破碎带地段，且隧道上方存在透水地层时，极易发生涌水、盾构设备 及隧道被淹、隧道开挖面塌、甚至冒顶等情况。

1断裂勘察，应搜集和分析有关文献档案资料，包括卫星航空相片，区域构造地质，强 震震中分布，地应力和地形变，历史和近期地震等，同时，结合物探资料推测断层数量、 走向、倾向、倾角，结合地质雷达资料及联合剖面资料，推断断层影响带宽度。综合野 外物探、钻探成果及区域地质资料，推断断层类别。 2断裂带勘察工作应重点查明断层的产状、性质、断层两盘相对运动和断距、断裂带规 模、破碎程度和胶结情况、富水程度等。 3应采用多种方法手段确定断层。断层的识别可通过地貌、构造、地层标志和岩浆活动 与矿化作用以及岩相与厚度的急变等方法。通过区域地质和前期资料初推断裂位置后， 在专项勘察中，一般通过钻探来揭示这些断层活动的特征。当任何线状或面状地质体，如 地层、岩脉、片理或相带等沿走向突然中断或被错移，则直接标志着断层的存在；而断层 活动引起的构造强化，如构造透镜体、挤压破碎现象和各种擦痕，也是识别的重要依据。 4应针对断裂破碎含水带进行抽水试验评价地下水富水程度

1轨道交通建设，应建议避让全新活动断裂和发震断裂。避让距离应根据断裂的等级、 规模、性质、覆盖层厚度、地震烈度等因素，按有关标准综合确定。 2针对探明的断裂带分布和地层富水情况，设计切实可行的超前地层加固措施，采用全 断面注浆、周边雌幕注浆、地面深孔注浆等注浆加固方式对断裂带进行全面加固和止水 处理，确保开挖安全。 3根据隧道断面尺寸、围岩情况针对性采取安全可行的超前支护措施（超前小导管注浆 超前管棚等）和开挖支护方式（台阶法、CD法、CRD法等），开挖做到“短进尺、快

封闭”，开挖断面及时封闭，确保开挖支护安全。 4针对探明的断裂带分布和地层富水情况QC/TWH 0002S-2015 济南诚泰万和食品配料有限公司 复合调味料，对隧道结构及防水进行设计加强，视情况设 置变形缝及预留变形量。

1穿越断裂带施工期间必须切实做好超前地质预报工作，由于地层断裂带的复杂性，以 及单一超前地质预报手段的局限性和适应性，需要采取综合超前地质预报技术，综合运 用多种预报手段通过多角度、多参数对掌子面前方的地质情况进行预报，常用的方法包 括超前地质钻孔、数字全景孔内成像、TSP、地质雷达、红外探水等。 2由于活动断裂带的土体、岩体裂隙多、工程性质相对较差，施工时可能会造成基坑坑 壁或隧道局部，也可能出现沿裂缝带的集中渗水现象；基底还可能出现不均匀沉降， 加强各类支护措施。 3采用明挖或矿山法施工通过活动断裂带时，应结合断裂带埋深、水系发育、水源补给 和周边地表水存储情况，制定专项处理方案，可采用超前注浆、局部降水、主动引排、 合理避让等措施组织结构开挖施工。 4严禁断裂带附近深层地下水的开采，尽早建立地铁沿线附近断裂带和地下水动态监测 网，监测断裂带的活动迹象，掌握地下水的动态变化，及时评价断裂带可能活动对地铁 安全运营的影响，并采取相应处理措施。 5在施工中采用物探和钻探结合、长短地质预报系统互相印证，精确确定地层富水条件 断层、风化槽变化范围、规模，以备有计划的采取施工对策。 6隧道内应设计足够的集水坑和抽水能力，在发生大量涌水的情况下，抽排水能延迟积 水高度，为人员撤离和处理提供条件。 7在各通道口及重要部位加设移动式防水闸门，一旦发生突泥突水灾害，人员撤离后可 将防水闸门关闭，以阻挡灾害的蔓延。防水闸门主要设置在可能出现突发涌水的断层破 碎带及其他不良地质地段开挖前，应选择在地质条件较好的地段，防水闸门采用内置型 钢骨架、外贴钢板的可拆卸重复利用结构，可循环使用。 8矿山法施工时，开挖施工采用台阶法开挖：爆破采用减震爆破技术（如预留光爆层光 爆技术或预裂爆破技术），以减少围岩松驰圈的厚度，保护隧道围岩及结构的稳定。对 V级围岩衬砌，采用临时仰拱支护，同时采用全断面深孔注浆，开挖前并打设小导管进 行注浆保护。同时，应提前在初支上明显的标记出不良地质段的范围，二衬施工时，应