轨道交通勘察初勘报告

武汉市轨道交通11号线二期工程可行性研究岩土工程勘察报告 武汉市勘察设计有限公司武汉市轨道交通11号线二期工程可行性研究阶段岩土工程勘察报告1 前 言1.1 工程概况根据武汉市城市总体规划，武汉市编制了新一轮轨道交通线网规划，提出了由12条线路组成、全长540公里的轨道交通线网。武汉市轨道交通建设的目标任务：2012年前建成1号线、2号线和4号线一期，总长72公里，形成沟通长江两岸的“工”字型线网；20092020年前在延伸在建轨道交通1、2、4号线基础上，新建轨道交通3、5、6、7、8号线，2020年前轨道交通建设规模达到231.7公里，形成覆盖三镇中心城区并与主要交通枢纽衔接的轨道交通网络；2040年前建成12条线，总长540公里，形成完善的轨道交通网络体系。同时为适应城市新的发展要求，市委、市政府围绕创新驱动、跨越发展，增强中心城市功能，提出统筹城乡，由主城向外沿阳逻、豹澥、纸坊、常福、吴家山、盘龙等六大方向构筑城市空间发展轴，构建“1+6”城市新格局，启动实施“工业倍增”计划，基本建成全国综合交通枢纽城市。新城区轨道交通建设规划方案由8条线路构成，线路总长157km。至2017年主城轨道交通线网为215km，全市轨道线网规模（含机场线）达到约390km。根据武汉市线网规划，11号线为市域快线，西起于柏林东至左岭，连接了蔡甸、四新城市副中心、武昌火车站、鲁巷城市副中心，实现汉阳中心区与武昌中心区的快速直达联系，并沟通了西部和东南两大城市组群，是引导城市东西新城组群发展、支撑城市副中心建设的都市发展区轨道交通主题线路。根据建设规划，11号线东段为武昌站左岭段，其中一期工程光谷火车站左岭新城已先期开工建设。二期工程为江安路站光谷火车站。本次工可勘察范围为武昌火车站至光谷火车站。11号线二期工程线路起于武昌白沙洲江安路，后线路向北前行，穿多处地块后，在复兴路西侧地块设复兴路站与5号线换乘，出站后线路向东偏转，穿紫阳湖，再沿张之洞路东行，过中山路后线路下穿武昌火车站站场，在武昌火车站东侧，线路沿北安街东行，在北安街与静安路路口设武昌火车站与12号线换乘；出站后线路向南偏转，穿晒湖，再下穿莲溪寺社区地块后线路沿瑞景路东行，在瑞景路与宝通寺路路口设宝通寺路站。出站后线路向南偏转，穿洪山菜苔基地，线路再往东穿武汉科技大学、武汉理工大学校区，在洪兴巷与珞狮路交叉口处设珞狮路站与8号线换乘。线路再沿珞桂路继续东行，在卓刀泉南路与虎泉路相夹的地块内设虎泉站与2号线换乘，之后，线路向北偏转，穿地块后转向东沿珞喻路东行，在体育学院处设体育学院、在光谷广场处设光谷广场站。出光谷广场站后线路沿光谷街东行，再转向南，穿光谷智慧城等地块后转向东，沿新南路东行，在关山大道与新南路交叉口处设关山大道站，线路再沿规划路东行，到达线路终点及一期工程起点站光谷火车站。后提供一条比选方案，穿光谷智慧城沿雄楚大道过关山大道口、光谷大道口在佳园路口向南转向光谷火车站。二期工程线路设计实施起点AK31+200，终点AK48+254.087（一期工程设计起点），线路长17.0km，均为地下线，设站9座，其中换乘站5座。二期工程新设一座武金堤停车场，与11号线一期工程共用长岭山车辆段。武金堤停车场图1 拟建轨道交通11号线二期工程线路图等级分类一览表表1.1项 目类（级）别规 范 依 据工程重要性等级一级工程岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（2009年版）场地复杂程度二级（中等复杂场地）地基复杂程度二级（中等复杂地基）岩土工程勘察等级甲级工程重要性等级一级工程城市轨道交通岩土工程勘察规范（GB50307-2012）场地复杂程度二级（中等复杂场地）工程周边环境风险等级二级岩土工程勘察等级甲级工程重要性等级一级工程市政工程勘察规范（CJJ56-2012）场地复杂程度二级（中等复杂场地）岩土条件复杂程度中等复杂市政工程勘察等级甲级抗震设防分类重点设防类（乙类）建筑抗震设防分类标准（GB50223-2008）地基设计等级甲级建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）本次勘察为武汉市轨道交通11号线二期可行性研究阶段勘察。本项目建设单位为武汉地铁集团有限公司，设计单位为中铁第四勘察设计院集团有限公司。按勘察技术要求，拟建工程勘察同时执行国家、行业或地方多项技术标准。按不同技术标准判定本工程勘察等级和拟建建（构）筑物及地基设计等级、抗震设防分类、场地等级见上表1.1。1.2 勘察目的及技术要求1、调查沿线区域地质条件、地貌、地层、岩性、地质构造、水文地质条件，地下有害气体。2、调查沿线建筑物范围内各层岩土的类别、结构、厚度、坡度，岩土的物理力学性质，并对地基的稳定性及承载力作出评价。3、对构造复杂地段、不良地质和特殊地质地段，调查研究其成因、类型、工程性质、分布范围、埋藏规律及其对本工程的危害程度，并提出治理建议。4、调查沿线河湖淤积物的发育、分布，古建筑遗址，并结合工程要求提出评价。5、定性预测由于地铁修建对沿线重要建筑物、地下构筑物及管线可能引起的变化及预防措施。6、在分析己有地震资料的基础上，进行隧址区地震效应分析预测：如粉土、砂土地震液化（应计算液化指数）等。7、调查研究沿线土、石可挖性分级、围岩分类（级）。8、调查隧道、地铁范围的地表水水位、流量、水质。9、调查地下水类型、埋藏条件、补给来源，提出水质评价。10、提供可行性研究阶段桩基、基坑设计所需的岩土等技术参数。1.3 勘察依据及执行标准1.3.1 勘察依据本次勘察主要依据为业主提供的武汉轨道交通11号线二期总平面图（电子版）、武汉轨道交通11号线二期纵断面图（电子版）及总体设计单位提出的武汉市轨道交通11号线（可行性研究阶段）工程地质勘察技术要求。1.3.2 执行标准勘察主要执行下列国家和行业标准及湖北省标准。城市轨道交通岩土工程勘察规范（GB50307-2012）；岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（2009年版）；软土地区工程勘察规范（JGJ83-2011）；膨胀土地区建筑技术规范（GB50112-2013）；建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）；湖北省标准岩土工程勘察工作规程（DB42/169-2003）；建筑抗震设计规范（GB50011-2010）；铁路工程抗震设计规范（GB50111-2006）（2009年版）；建筑工程抗震设防分类标准（GB50223-2008）；土工试验方法标准（GB/T50123-1999）；建筑地基处理技术规程（JGJ79-2012）；铁路工程地质勘察规范（TB10012-2007/J124-2007）；铁路工程不良地质勘察规程（TB10027-2012）；铁路工程特殊岩土勘察规程（TB10038-2012）；铁路隧道设计规范（TB10003-2005/J449-2005）；铁路工程地质原位测试规程（TB10018 -2003）；铁路桥涵地基和基础设计规范（TB10002.5-2005/J464-2005）；建筑工程地质勘探与取样技术规程（JGJ/T87-2012）；湖北省标准基坑工程技术规程（DB42/T159-2012）；工程岩体分级标准（GB/T 50218-2014）；铁路工程物理勘探规范（TB10013-2010）；地铁设计规范（GB50157-2013）；关于进一步加强建设工程抗震设防要求管理的通知（武汉市武震办20074号文件）；本次勘察除执行上述标准，还参考了下列手册、资料等：1、工程地质手册（第四版，中国建筑工业出版社2007）；2、岩土工程手册（第一版，中国建筑工业出版社1994）；3、岩土工程治理手册（第一版，辽宁科学技术出版社1993）；4、武汉市工程地质图及说明书（湖北省地质矿产局，1990）；5、武汉市水文地质图及说明书（湖北省地质矿产局，1990）；6、武汉市基岩地质图及说明书（湖北省地质矿产局，1990）；7、武汉市推断构造地质图及说明书（湖北省地质矿产局，1990）；8、11号线二期沿线周边的既有部分地质勘察资料。1.4 勘察工作实施概况1.4.1 勘察工作量布置及完成情况本次勘察方案和工作量布置系根据设计单位提供的线路方案图和勘察技术要求，结合岩土工程勘察等级、场地地质条件，并结合线路周边勘察成果资料综合确定的。本次勘察共分为三个阶段，第一阶段：2016年3月2016年5月，按原正线线路方案勘察，完成了武昌火车站至虎泉站、光谷广场站至光谷火车站段以及武金堤停车场和出入线的勘察，其中穿光谷智慧城沿雄楚大道至佳园路段为比选方案；第二阶段：暂未启动，虎泉站至体育学院站由于城中村房屋建筑太密集，未能进入进行外业勘察，体育学院站至光谷广场站由于长江大道修建完后未交于城管，导致城管手续办理困难，计划于2016年5月中旬开始此段外业工作。本次勘察计划布置钻孔123个，因线路变更、地下管网、施工场地限制等因素，现阶段实际完成钻孔94个，总进尺4636米；其中武昌火车站位于4号线梅苑小区武昌火车站区间，故直接利用区间钻孔一个（50m/1孔），光谷广场站正位于2号线光谷广场站，利用钻孔2个（100.8m/2孔）。鉴于11号线二期（武昌火车站光谷火车站）主要穿过的是III级阶地，以老年性黏土为主，基岩埋深较浅，静力触探贯入深度有限，故未布置静力触探孔，主要在武金堤停车场布置了10个静力触探孔（对比孔），实际完成3个（7孔因上部硬质、杂质含量较大难以贯入），总进尺82.0米，本勘察成果中实际完成钻孔94个，场地波速测试孔7个，工程地质测绘0.98Km2。具体完成的工作量见表1.4.1。勘察完成工作量一览表表1.4-1序号勘察项目勘 察 内 容单位工作量备 注1工程地质测绘与调查1：2000km20.98伏虎山附近2钻探共7217m/138孔钻孔m/孔6884.1/131个均按要求回填封孔 单孔深度30.573.7m完成未利用m/孔332.9/7个积螃区间利用钻孔m/孔406.7/8个3取样原状土样件530扰动土样件277岩样组286水样组54原位测试共2273.5m/96孔静力触探m/孔2171.6/89个单孔深度2.743.0m完成未利用m/孔101.9/7个标准贯入试验次579重型动力触探m/次1.0/10次5物探波速测试及地脉动测试m/孔17个测压缩速、剪切波速直流电阻率测井点26点测试土壤的腐蚀性6室内试验土常规物理性质(含压缩)组456颗粒分析组235部分测黏粒含量直接快剪组140直接固结快剪组48三轴剪切试验(UU)组18静止侧压力系数组23标准固结组94提供垂直、水平固结系数无侧限抗压强度组29软土测量灵敏度有机质含量组35基床系数组20测定垂直水平基床系数土体膨胀性试验组39土的腐蚀性试验组12土对建筑材料的腐蚀性岩单轴抗压强度组242包括饱和、天然烘干状态抗压强度岩石物理性质试验组72岩矿鉴定组44水水质分析组5水质简分析7测量测放勘探点个1638技术工作包括踏勘、调查与测绘、技术及质量监督、资料整理、审核、审定等。521.4.2 勘察实施经过2016年3月接业主委托后，立即组织相关生产、技术人员做前期准备工作，成立地铁11号线二期勘察项目组，并积极准备开始搜集资料，现场勘察点测量定位，委派专人负责进场前办理占道施工手续和与本项目勘察有影响的相关单位协调，经过前期准备工作，勘察于2016年3月5日开始进行外业施工，因本标段线路较长，周边环境各异，既有人流、车流量较大的主城区，也有空旷的乡间田野，尤其在马路上施工对城市交通影响较大，经过和交管局多次商讨研究施工方案，采取分段作业，拉大施工工点距离等方法，使施工对交通的影响降低到最小程度。除体育学院站光谷广场站外，其他外业工作于2016年5月2日结束。1.4.3 勘察测试手段本次勘察的内容为搜集沿线的区域地质、水文地质、工程地质、气象、水文，并对线路通过地区的工程环境进行预测、评价，调查研究控制线路方案的不良地质作用、特殊岩土的性质、特征、范围，并提出对不良地质作用的治理措施。根据拟建轨道11号线二期工程的特点、需要解决的主要岩土工程问题和场地岩土工程条件及现行有关规程、规范的要求，本次勘察按以下几个步骤实施：工程地质测绘与调查、勘探、测试及试验、资料整理。1、工程地质调查调查之前，收集工程区域已有的地形、地质、水文、气象、航运、水利、交通等资料。调查按规划的线路、附属建(构)筑物及其邻近地段开展工作。调查范围按线路方案中线向两侧扩展宽度：一般区间直线段向两侧为100m；车站、区间弯道及车辆段基地向外侧200m。调查、测绘地形与地貌的形态，划分地貌单元，确定成因类型，分析其与基底岩性和新构造运动的关系。调查地层的岩性、结构、构造、产状，岩体的结构特征和风化程度，了解岩石的坚硬程度和岩体的完整程度。调查构造类型、形态、产状、分布，对断裂、节理等构造进行分类，确定主要结构面与线路的关系。调查地表水体及河床演变历史，搜集主要河流的最高洪水位、流速、流量、河床标高、淹没范围等。调查地下水各含水层类型、水位、变化幅度、水力幅度、水力联系、补给来源和排泄条件，地下水动态变化与地表水系的联系、腐蚀性情况，以及历年地下水位的长期观测资料。调查填土的堆积年代、坑塘淤积层的厚度，以及软土、膨胀性岩土、风化岩和残积土等特殊性岩土的分布范围和工程地质特征。调查岩溶、人工空洞、地面沉降、地下古河道、有害气体地层等不良地质的形成、规模、分布、发展趋势及对工程建设的影响。2、勘探（1）勘探孔数量勘探工作严格按现行规范有关规定执行，本次共完成钻孔113个，静力触探孔3个（含对比孔）。（2）勘探孔间距勘探点位置由我院根据工可研阶段设计单位提供的勘察要求确定（详见“勘探点平面布置图”，图表号011-1011-15），一级阶地勘探点的间距为150250m，三级阶地勘探点的间距为100250m。（3）勘探孔深度根据城市轨道交通岩土工程勘察规范（GB50307-2012）及设计单位提出的工可研勘察技术要求，控制性勘探孔进入结构底板以下不应小于30m；在结构埋深范围内如遇强风化、全风化岩石地层进入结构底板以下不应小于15m；在结构埋深范围内如遇中等风化、微风化岩石地层宜进入结构底板以下58m；一般性勘探孔不应小于2m；在结构埋深范围内如遇强风化、全风化岩石地层进入结构底板以下不应小于10m，在结构埋深范围内如遇中等风化、微风化岩石地层宜进入结构底板以下5m。遇岩岩溶和破碎带时钻孔深度适当加深。依据各段不同的工程地质条件，本次勘察级阶地上钻孔孔深控制在5580m间，剥蚀垄岗及级阶地孔深控制在4055m间。（4）勘察点测放定位本工程勘察点测放及高程引测系根据业主提供的GPS点和水准点进行，采用TOPCON GTS-602型全站仪测放，该项工作由我院测量测量部门完成，测量成果平面坐标系统为1954年北京坐标系，高程系统为1985国家高程基准。（5）钻探取样在城市道路上钻探，采用1.81.88m硬质围挡打围，全封闭施工。钻机类型为XY-1型钻机；孔径开孔孔径130mm，终孔孔径110mm；钻进方式采用泥浆护壁回转钻进；岩芯采取率第四系黏性土采取率95%以上；砾卵石层及基岩大于75%，采取原状试样质量等级不低于II级，采取水样采用套管及黄泥球止水分层采取地下水，水位观测亦采用上述方法分层观测静止水位。每孔岩芯按顺序每5.0m为一箱从上至下摆放，所有岩芯均拍照，便于检查和资料核对。岩石试样的采取均利用钻探岩芯制作；原状土样均采用厚壁取土器；对流软塑状的黏性土土样使用薄壁取土器采取；对于扰动样一般取自标准贯入器。所有钻孔完工后按要求封孔回填，回填方法以砂还砂、以土还土，每0.5m回填捣实一次，每孔上部3.05.0m范围内用水泥砂浆封堵。钻孔完工后现场泥浆弃土清理完毕，场地冲洗干净再转至下一孔位施工。（6）原位测试原位测试采用静力触探试验、标准贯入试验、动力触探试验等多种测试手段。静力触探试验试验目的：对第四系松散地层进行土层划分，确定土层的力学性质；试验仪器：LMC-C210数据采集系统，探头采用单桥探头；贯入速率：连续贯入，贯入速率0.9米/分钟；提供成果：Ps、H的变化曲线。标准贯入试验试验目的：确定地基土的承载力特征值，判定黏性土状态及饱和砂土的密实度及地震液化的可能性、液化等级；试验方法：钻至预定深度，先预打15cm，再连续贯入30cm，记录每10cm的锤击数；提供成果：统计N值分层平均值及标准值。重型动力触探试验试验目的：判定杂填土、砾、卵石及全风化、强风化破碎岩体密实度，确定其地基承载力；试验方法：钻至预定深度，采用63.5kg自由落锤，落距76cm连续贯入，记录每贯入10cm锤击数；提供成果：每孔N63.5击数分层平均值，单孔N63.5修正击数单层平均值，各孔分层统计平均值、标准值。（7）波速及地脉动测试测试方法：单孔检层法；测试仪器：CJ-2000A型自动弹跳贴壁式三分量井下地震检波器、RS-1616K基桩动测仪；测试成果：各测点剪切波速Vs、压缩波速Vp，动弹性模量Ed、动剪切模量Gd、动泊松比。（8）直流电阻率测井直流电阻率测井成果可以为地铁工程的设计（包括岩土工程的设计以及电气接地装置的设计等）与施工提供准确的岩土层深度、厚度、电阻率（或电导率）参数等基础资料。3、室内岩土、水试验室内土工试验除进行常规物理性质试验外，还进行了土的固结快剪试验、三轴不固结不排水剪切试验、静止侧压力系数试验、基床系数试验、无侧限抗压强度试验、颗粒分析试验、胀缩性试验、有机质测试等。对岩石进行了各项物理性质试验和单轴抗压强度及抗剪强度试验，所取水样进行水质分析试验。上述试验除岩石委托中国地质大学岩土工程试验室完成外，其余室内试验均由我公司岩土工程试验室完成。1.4.4 勘察实施过程的质量控制措施在实施该工程过程中，始终按相关规范、技术要求和ISO9001质量认证体系中要求进行。勘察工作实施前做好勘察大纲，报设计及建设单位审批后开展实施。在外业施工过程中，每钻孔开工前按大纲要求下发单孔钻探任务书，进行技术和安全交底，包括对钻孔终孔原则规定、回次进尺要求，岩芯采取率要求，取样及原位测试的数量、部位，钻孔施工点周边地下管线、环境条件及空中电线、电缆等均作详细交待。在外业施工过程中，每钻孔和每个原位测试点均经过现场技术负责人旁站、抽查、完工后验收等工作。每个钻孔终孔深度均由技术负责人现场验收，不合格现场返工。所有实验、测试计量仪器均经过校核，鉴定或标定，且均在有效使用期内。在上述各种质量保证措施控制下，我公司按合同要求完成了轨道交通11号线二期可行性研究阶段勘察工作。1.4.5外业勘察质量评述外业勘察过程始终贯彻“质量第一”的方针，严把质量关，所有勘探手段及方法严格执行相关技术要求及操作规程、规范的要求，外业勘探质量优良。1、钻孔定位：所有勘探点位在勘探前采用GPS测量定位，勘探点完成后立即采用GPS测量复测校核确定。2、孔口高程测量：勘探点孔口高程全部采用GPS测量。3、钻孔深度及分层精度测量：本次勘探对钻具均采用钢尺检验复核长度或入土深度，保证了所有钻孔孔深误差均在0.2%以内、地层分层误差小于0.2m。4、钻探取样、原位测试：严格遵循技术要求及相关规范、规程的规定，取样间距符合技术要求的规定，取样质量均良好；原位测试试验操作规范，除个别数据异常外，绝大部分数据真实可靠，能真实反映土体的性质。5、室内试验：试验操作严格遵循土工试验方法标准（GB/T50123-1999），试验项目及数量均达到技术要求的规定，试验数据均客观真实地反映了土体性质。6、波速测试、电测井等仪器自行校准合格。7、纵横波测井、电测井等资料原始记录清晰，使用仪器配套软件具有后续处理功能,资料质量真实可靠。1.5 有关情况说明1、勘察期间，部分勘探孔位由于受现场条件限制孔位有所偏移，孔位偏移具体情况详见“工程地质平面图”和“勘探点数据一览表”中各孔实际坐标。2、轨道11号线二期工程线路较长，跨越不同地貌单元，沿线岩土层地质分层层数较多，各大层对应排序仍沿用原2号线、3号线、4号线、7号线及8号线地层统一编号。3、本报告工程地质纵断面中所有勘探孔里程为将勘探孔投影到道路里程中心线的里程，勘探孔间距为两点之间投影里程差，并非勘探孔的实际距离，剖面图中标贯击数为实测击数，而动探曲线按标尺表示的击数是经杆长修正的击数。4、因可行性研究阶段勘探点间距较大，勘察报告中工程分区及岩性描述、评价均根据两孔之间地层变化趋势推测判定。5、本项目地震安全性评价工作业主已单独委托具相关资质单位进行，有关场地地震效应相关内容详见其评价报告。6、本报告所采用的坐标系统为1954北京坐标系统，高程系统为1985年国家高程基准。7、所有勘探点均按湖北省河道管理范围内钻探及钻孔封堵管理规定（鄂水利堤函【2013】206号）要求进行了回填。2 自然地理概况2.1 气象、水文武汉地处我国东部沿海向内陆过渡地带，地处中纬度，属亚热带湿润性东南季风气候区。具有冬寒夏暖、春湿秋旱、夏季多雨、冬季少雪、四季分明的特征。年平均气温为16.7，7月平均气温高达28.9，1月仅3.5。夏季气温高，35以上气温天数为40天左右，极端最高气温41.3，极端最低气温-18.1，武汉日均温10持续期达235天，年平均无霜期240天。一年四季分配也以夏季最长，达135天，冬季次之，为110天，具有冬夏漫长而春秋短促的显著特点。武汉地区降水充沛，多年平均降水量1284.0mm，降雨集中在49月，年平均蒸发量为1391.7mm，绝对湿度年平均16.4毫巴，年平均相对湿度75.7%，湿度系数w=0.903，本地区大气影响深度da=3.0米，大气影响急剧深度为1.35米。武汉市区内水系发育，长江、汉水横贯市区，将武汉“切割”成武汉三镇，两大水系支流有府河、滠水、长河、倒水等。以长江和汉水对区内地下水动态、水质影响最为突出。市区内分布有众多大小不一的湖泊，对位于湖泊四周的建筑工程应高度重视地面水体的影响。拟建武金堤停车场及出入线西临长江，其直线距离约0.60.8Km左右，据汉口（武汉关）水文站实测资料，长江武汉段最高洪水位为29.73m（吴淞高程），最低枯水位8.87m，水位升降幅度20.86m。长江、汉江与其两岸地下承压水有较密切的水力联系，愈靠近长江、汉江江边地段，水位互补关系愈明显。汉口武汉关水位：历年最高水位29.73m（1954.8.18，吴淞高程，本节内下同），历年最低水位8.87m（1965.2.4），多年平均水位18.97m。最大流量76100m3/s（1954.8.14），最小流量为4830m3/s（1963.2.7），汉口站9598年水文特征见表2.1。 汉口站9598年水文特征值（最大值）统计表 表2.1年份水位日期流量日期流速含沙量输沙率(m)(m3/s)(m/s)(kg/m3)(t/s)199527.797月9日561007月8日2.902.3979.3199628.667月22日703007月22日3.161.5367.5199726.157月23日556007月23日2.941.9485.9199829.438月20日711008月19日3.350.9856.99598年平均值28.01632753.091.7172.4注：武汉市防洪水位为：设防水位 25.00m，警戒水位27.30m和保证水位29.73m。（吴淞高程）武汉地区长江、汉江两岸I级阶地第四系砂（卵石）土层孔隙承压水储量丰富，含水层顶板为上部黏性土，底板为基岩，含水层厚度1445m，一般为30m左右，承压水测压水头标高一般为17.020.0m（黄海高程）。愈靠近河流河床地段，地下水年变幅愈大。2.2 地形地貌武汉地处江汉平原东部，地势为东高西低，南高北低，中间被长江、汉江呈Y字型切割成三块，谓之武汉三镇。武汉城区南部分布有近东西走向的条带状丘陵，四周分布有比较密集的树枝状冲沟，武汉素有“水乡泽国”之称，境内大小近百个湖泊星罗棋布，形成了水系发育、山水交融的复杂地形。最高点高程150m左右，最低陆地高程约18m。武汉地区地貌形态主要有以下三种类型：1）剥蚀丘陵区：主要分布在武昌、汉阳地区，丘陵呈线状或残丘状分布，如武昌的磨山、珞珈山、汉阳的扁担山等，丘顶高为80150m，组成残丘的地层为志留系与泥盆系的砂页岩。2）剥蚀堆积垅岗区（III级阶地）：主要分布在武昌、汉阳的平原湖区与残丘之间。地形波状起伏，垅岗与坳沟相间分布，高程为2835m。组成垅岗的地层主要为中、上更新统黏性土（老黏土）。3）堆积平原区：分布于整个汉口市区及武昌、汉阳沿江一带，主要为由长江、汉江冲积物构成的I、II级阶地。I级阶地：广泛分布于长江、汉江两岸地区，地面标高19m21m。地层由全新统黏性土、砂性土及砂卵石层构成。区内有众多湖泊、堰塘、残存的沼泽地及暗沟、暗浜等。II级阶地：主要分布于青山镇及汉口张公堤附近及以北东西湖与武湖一带，地面标高为22m24m，地层由上更新统的黏性土与砂性土组成。武汉市轨道交通11号线地形总体平缓，局部地段变化大（华中师范大学内），高程在22.3247.55m。沿线地貌形态有剥蚀低山残丘、隐伏长江冲洪积III阶地、长江冲积I级阶地、长江冲洪积III级阶地及剥蚀堆积垄岗区五种类型。武汉市地貌略图2.3 地理位置及周边环境概况武汉市位于长江中游江汉平原东部的汉水与长江交汇处，为南北公路交通和京广铁路的交通枢纽，也是东西航运之黄金水道，是长江中游特大城市，享有“九省通衢”之称。本线路起至武昌火车站静安路，穿晒湖，沿瑞景路，经武汉科技大学、武汉理工大学至洪兴巷，沿珞桂路穿华中师范大学至虎泉，穿伏虎山至珞喻路，进入东湖高新开发区，至终点光谷火车站。沿途经由洪山区、武昌区、东湖高新区等武汉经济、文化重点发展区，拟建沿线大多地段管线密集、建筑林立，地下建（构）筑物分布复杂，工程周边环境复杂。3 地质构造、新构造运动及区域稳定性3.1 区域地质概况武汉地区位于淮阳山字型弧顶西侧与新华夏构造复合部位，也处于山字型构造上的新华夏系第二沉降带。燕山运动在本区遗留的构造形迹表明本区内主压应力为近南北向，因此形成一系列近东西向的压性结构面和相伴而生的近东西向压性断层、北北西及北北东的压扭性、张扭性断层。挽近期以来，区域构造转为新华夏系为主体。以北东向长江为界，西侧汉口段属江汉洞庭断陷东北边缘部，东侧武昌段属下扬子陷降带边缘部分。地貌上，西侧汉口处于江汉洞庭沉降区东北缘，东侧武昌段处于黄石咸宁波状升降区。中更新世末以来，武昌、汉阳广泛发育级河湖阶地；汉口东西湖地区则沦为埋藏阶地。3.1.1 地质构造武汉市区位于淮阳山字型前弧西翼与新华夏构造体系的复合部位，属淮阳山字型前弧西翼葛店-汉阳褶皱带。区内大地构造跨及扬子准地台和秦岭褶皱系两个一级构造单元。以襄（樊）广（济）深大断层为界，中南部隶属扬子准地台的四级构造单元武汉台褶束，北部为秦岭褶皱系之四级构造单元新洲凹陷之南缘。由于区内经历了大别、扬子、加里东、华力西印支、燕山喜马拉雅等多次构造运动，使区内构造更趋复杂。新洲凹陷是在古老结晶基底上发展起来的中生代沉积盆地；武汉台褶束由古生界及早三叠系组成的一系列北西西向或近东西向复式褶皱组成，并伴有与轴线平行或近于平行走向的断层及北西向、北东向、北北东或近南北向的断层。3.1.2 褶皱区内地壳由于受燕山运动南北向水平挤压应力作用，致使古生代及中生代早中三迭世地层形成一系列近东西向紧密线状褶皱。褶皱形态总的来讲呈两条带状，即市区南部的构造剥蚀丘陵区及东北部的青山镇一带，两组褶皱带在市区东部有渐趋重合之势。褶皱形态以紧密线状为主，背斜较宽阔，一般隐伏于地下，构成谷地，向斜狭窄，构成丘陵主要骨架，轴面大多向南倒转。背斜核部由志留系地层组成，向斜轴部由二迭系或三迭系地层组成。其特点为轴线呈北西西或近东西向，并略向南凸出的弧形，西端有向北偏转之势。主要褶曲及特征一览表表3.1-1名称位置规 模轴向特 征长（Km）宽（Km）岱家山青山复向斜盘龙城岱家山青山3535300核部为三叠系成。两翼为泥盆系二叠系组成次一级背向斜。主干构造为谌家矶青山向斜。北翼被青山断层（F3）所切。发育不完整；南翼次级褶曲有盘龙湖背斜、代家湖背斜、楠姆庙向斜。该复向斜被北北东向断层切为数段。汉口左岭复背斜汉口塘林湖严西湖左岭50412290核部为志留系坟头组。两翼由泥盆系二叠系组成次一级背、向斜。在武昌张家铺以西，复背斜多被东湖群覆盖；向东分为两支，北支为何董村背斜、南支为驼子店扇形背斜。两背斜之间为花山倒转向斜。至左岭带复背斜变窄，分支褶曲合二为一。在上述构造格架基础上，发育一系列短轴褶曲。走向断层发育，并被晚期北北东向断层错断。大桥倒转向斜舵落口龟山珞珈山八蝶山4005-1.5北北西|近东西 核部为三叠系大冶组，两翼为泥盆二叠系，产状均向北倾斜、倾角5070度。北翼受王家山逆断层（F34）影响，泥盆系五通砂岩逆冲于二叠系栖霞灰岩、孤峰硅质岩之上；南翼发育梅家山逆断层（F64）。向斜多处被北西、北北东向断层错断。龙阳湖王家店倒转背斜龙阳湖广埠屯王家店4024北北西近东西核部由志留系组成，两翼为泥盆二叠系，西段墨水湖一带被东湖群覆盖。两翼产状均向北倾斜，倾角4070度。王家店以东分为两支，北支沿黄柏峰一线展布，于九峰水库倾伏；西支向东延出图区，中间为蚂蚁峰向斜（21）。该倒转背斜多处被北西、北北东向断层错断。汤家山新安村扇形向斜汤家山武泰闸关山250.5-3290核部为三叠系大冶组，两翼由泥盆系二叠系组成，西段墨水湖一带被东湖群覆盖。北翼倾向北，倾角4070度；南翼倾向南，倾角3560度。向斜于汤家山一带扬起，被北北东向龙阳湖断层（F31）、长江断层（F9）、五通口断层（F2）等错断，使之不连续申湾倒转背斜快活岭申湾朱湖新港61.53300核部为志留系坟头组。两翼为泥盆系二叠系，两翼产状均向北倾，倾角2645度，背斜被舵落口断层（F4）、龙阳湖断层（F31）切断。背斜西段延出图外。3.1.3 断裂区内断层较为发育，但由于地表覆盖严重，出露不甚完整。主要见有四组不同方向（北西西或近东西、北西、北北东、北东向）及不同性质（主要为逆断、正断层、平推断层）和不同规模的断层。其中北西西向或近东西向、北西向断层较为发育，为区内主干断层，次为北北东、北东向断层。断层主要特征一览表表3.1-2断层组断层走向主要特征北西西| 近东西向断层270300该组断层规模较大，为区内主干断层，共计26条。发育于褶皱翼部，多倾向北，倾角大于40度，主要表现为逆掩、逆冲断层，断层下盘柔性岩石经挤压，多形成小型褶曲，并发生褶皱倒转，新老地层倒置，且常造成地层缺失。规模较大的逆冲、逆掩断层，如：王家山断层（F34），走向270290度，延伸30余千米，断层位于大桥倒转向斜北翼，上盘泥盆系五通石英砂岩逆冲于二叠系孤峰硅质岩之上，断面倾北，倾角陡，下盘地层多处扭曲变形。再如梅家山逆断层（F64）走向270285度，延伸长约15千米，沿断层走向泥盆系五通石英砂岩逆冲于二叠系栖霞灰岩之上，于武昌梅家山，见五通组石英砂岩强烈挤压破碎，破碎带宽约10米，劈理发育，被北西及北东向断层错断。顺层滑脱正断层仅见有汉钢断层（F33）、鸡笼山断层（F56）、八蝶山断层（F98）等。北西向断层300350该组断层一般斜切褶皱，多为平推断层，呈顺时针方向扭动，错距1001000米，倾北东，倾角大于60度，少数除具水平错移外，尚有上下滑动，如：阳逻断层（F10）、青山武丰闸断层（F15）、小刘村断层（84）、山冈村断层（F95）为平推正断层。其它则以平移逆断层为主，如：曹家花园断层（F66）沿东湖风光村一线展布，走向340度。倾南东，倾角较陡，延长4千米，斜切大桥倒转向斜、王家店倒转背斜，两盘作顺时针扭动，错距1000米。该方向断层共计27条。北北东向断层1025该组断层多被覆盖，据遥感、物探资料分析，为一组规模较大的区域性隐伏断层，沿走向呈逆时针方向扭动，断面近于直立，断层形成较晚、切割了北西、北北西向断层，如：长江断层（F9），走向2530度，倾南东，倾角80度，延伸长15千米，于汉阳晴川阁处地表所见为一垂直地层走向发育的一组劈理，劈理间石英砂岩挤压破碎，形成典型的断层角砾岩。本组断层共计18条，其中半边山断层（F5）和山口铺断层（F87）为平推正断层。北东向断层3060该组断层多出露于地表，规模较小，一般为平推断层，作逆时针扭动，错距小于100米，断面近于直立，图内共计19条，主要有严西湖断层（F11）、阳逻水泥厂逆断层（F22）、大苏村平推断层（F99）、龟山头平推断层（F72）、青龙嘴平推断层（F36）、白浒山逆断层（F61）、龙口平推断层（F23）等。3.1.4 断陷盆地由前述构造运动产生的断陷盆地主要有：1、施岗K-E断陷盆地，位于市区东北部的F3断裂以北。2、解放公园-徐家棚K-E断陷盆地，位于F12、F14所夹地块内。3、十里铺K-E断陷盆地，位于大桥倒转向斜与龙阳湖-王家店倒转背斜之间的断块内。4、蔡家岭-白沙洲K-E断陷盆地，位于F62断裂以南。3.1.5 拟建场区地质构造拟建轨道交通11号线二期线路大体走向为近东西向，东出武昌火车站后，沿东西向穿越武昌区至光谷广场，经珞雄路至新南路，最后转至光谷火车站。沿线主要与关山扇形向斜、王家店倒转背斜、大桥倒转向斜、花山倒转向斜、汉口-葛店复背斜、茅店集青山复向斜等褶皱带轴向呈平行或小角度斜交，另整个场区内被多组近南北向断裂所切割。上述构造及断裂均为古老地质运动形式，无新构造运动迹象。3.2 新构造运动及稳定性评价3.2.1、新构造运动挽近期本区主要表现为和缓振荡式的升降和以掀斜为主的构造运动，它是在深部构造和先期构造的基础上发育起来的，因而具有较明显的分异性和继承性。1、区域升降运动区内升降运动主要表现在地貌形态，岩溶成层发育两个方面。区内地貌形态表现为明显的阶梯状特点，分别可见一、二、三级阶地，低垄岗平原。阶梯状地貌的形成，虽然受多种因素控制，但它和新构造关系最为密切。新构造运动在本区的另一表现为微弱的掀斜式运动，呈北东强、南西弱的特点。这一特点可从长江、汉水北岸阶地分布形状、发育程度、河流和湖泊的发育及长江河道变迁等得到证明。长江、汉水北岸一、二级阶地发育完整，南岸一级阶地狭窄，二级阶地仅青山可见，明显地表现不对称性；同时，长江北岸河流发育，源远流长，南岸河流不甚发育，而湖泊星罗棋布。总之，外力剥蚀作用与内力振荡运动决定了区内地貌特征，由于倒置地形的出现与冲沟发育成坳地，表明区内长期处于相对稳定和经受剥蚀作用的结果，而多级地貌高差不很明显，又说明了振荡运动升降幅度不大，且各处不一。2、活动性断层挽近期运动产生的新断层，在第三系、第四系中（除全新统外）均可见及，主要分布于青山、阳逻一带，它们在不同时代的地层中所表现的形式亦不尽相同，主要表现为裂隙、小型断层及地震楔等。较为典型的有青山红钢闸断层和阳逻水泥厂断层，其断面均切穿白垩系下第三系含砾砂岩和第四系中更新统砂砾石层，其断面内充填物为含砾黏土，经对比及测试分析，系后期充填物。除上述外，挽近期构造形迹在其它地方亦可见及，如青山凤凰山断层、龙口断层、武钢技校断层、阳逻半边山断层等。总之，区内第四纪断层较为发育，其表现为晚更新世断层活动微弱，错距不明显，多为一种剪切节理或规模较小的正断层；中更新世发生的断层与之比较相对强烈，且规模亦较大，形迹也清楚，最大错距可达60厘米（青山红钢闸断层）。目前尚未在全新统内发现新构造运动形迹。3、地震武汉地区挽近构造活动与近代地壳形变表现规模不大，但区域性断裂具多期活动的特点，其端部和交错相接的部位易形成应力集中，从而导致地震发生的可能。武汉市地震活动较频繁，多为远震波及，多属弱震，且具震级小、烈度偏高的特点。在当前的地震区划上为震级4.75级、基本烈度6度区。据资料记载，自公元2941954年间，武汉毗邻地区发生5级地震26次，6级以上地震5次。这些地震均发生在北北东向、北西西向和近东西向断裂带上，震中距离武汉市120256公里，其中1640年黄岗5级地震震中离武汉市最近，为50公里。19541984年间，监测记录到武汉毗邻地区弱震186次，其中3级以上地震6次，4级地震1次。对武汉市影响最大的地震，是1917年1月24日霍山地震，震级为6.25级，震中烈度为8度，波及到武汉市为6度强。武汉市迄今尚未发生5级以上地震，以1954年6月17日岱山3级地震最大，近年来市区内小震不断，震级一般为2级左右，其中1972年3月20日汉口江岸北部发生2级地震，同年1月3日至3月3日，小洪山小震群共记录大于0.3级地震173次，其中有感地震3次，最大2.2级，烈度4度。根据武汉市人民政府地震工作办公室资料，提供武汉及毗邻地区历史破坏性地震情况如下表：（1）震中在武汉市主城区的地震目录列表3.2-1。表3.2-1可见，自公元1300年以来，武汉市主城区历史上发生3级地震16次，没有4级及4级以上地震的纪录。 表3.2-1序号时间震级（Ms）震中地点武汉市区实际烈度11345.1.11330.6 114.1汉阳区421468.12.2630.6 114.2武汉31498.741509.5.2651509.761516.9.1571517.9.381520.1.1291532.4.9101542.4.5续表3.2-1111551.12121614.10.20131632.2.2141831151905.9.13武昌区161911.530.6 114.0汉阳区（2）震中在武汉市郊区及其边缘地带的地震目录列表3.2-2。 表3.2-2序号时间震级（Ms）震中地点武汉市区实际烈度11522.4.253.530.7 114.7黄冈黄陂间4 （黄陂区）215453.530.5 114.7武昌鄂城间4315764.530.0 114.2武昌蒲圻间541605.34.530.2 114.5江夏区551614.5.104.2530.5 114.5江夏区北461652.5330.5 114.0蔡甸4 （蔡甸区）71867.3.153.2530.6 114.0汉口汉川间481885.11.33.530.5 114.4武昌鄂城间491906.1.26330.9 114.3新洲4 （新洲区）1019103.2531.0 115.0新洲麻城间4 （新洲区）1119144.2530.9 114.9武汉麻城间4注：表5中有郊区烈度的，市区无有感记录。3、武汉毗邻地区历史