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3.4.2 地形勘测 8
3.4.3 孤石处理方法分析 8
4.孤石与其下伏基岩物理性质参数统计分析 11
4.1 深圳地铁主要线路简介 11
4.2 花岗岩孤石物理性质参数统计分析 12
5.孤石与其下伏基岩力学性质参数统计分析 27
6.下伏基岩物理力学性质参数统计分析 38
7.总结 41
致 谢 42
参考文献 43
1.绪论
1.1 课题的目的与意义
花岗岩是地球上分布最广、最常见的火成岩, 占地表火成岩总面积的20%~25%。中国是世界上花岗岩分布最广的国家之一[1]，其主要分布在东南地区, 特别集中在粤、桂、闽等省。花岗岩的主要矿物成分为碱性长石及石英，其风化物孤石的主要矿物成分为蒙脱石、石英、高岭石、伊利石和长石。孤石是花岗岩在地表浅层发生风化作用时，因块状岩石的棱角部位较为突出，故而更易发生风化，导致其棱角逐渐缩小，并慢慢趋向椭球状，最终风化形成类似椭球状孤石与土状风化物混合的球状风化体岩石[2]。在地铁盾构施工过程中，花岗岩孤石直接影响着工程进度与施工成本。
花岗岩孤石一直以来都是地铁盾构施工过程中难以解决的问题，目前国内首次在这种复合地层进行盾构施工，主要有深圳地铁和广州地铁[3]。而深圳地区的地质情况有其独特的特点，其地层非均质差异性大，土质软硬不一。这种复合地层对于盾构施工是极为困难的，首先这是国内其他城市的地铁盾构施工当中从未遇到的情况，因而没有太多的工程经验作为参考；其次，国内外专家对于这方面的研究也没有取得明显成果，所以也没有相关的成功案例来借鉴；此外，花岗岩孤石风化的类型和程度均有不同，导致其物理力学参数统计较为困难，更是加具了盾构施工的难度和风险。
目前，我国经济处于持续高速发展阶段，一些基础设施的修建也成为了较为迫切的需要。国内的许多大型项目建设时，都需要使用盾构机进行施工。当然，在其他领域当中，如通信、交通、市政和水利项目，盾构机也有相当重要的应用。这必将促进盾构技术在我国的发展和提高，因而针对地铁盾构施工当中的花岗岩孤石问题的研究更为重要。这也将为其他城市地铁盾构施工提供一定的施工参数作为借鉴。
1.2 国内外研究现状
1.3 发展趋势
2.花岗岩风化类型及孤石形成机理
2.1 花岗岩风化类型
花岗岩按其风化程度主要分为以下几种：残积土、全风化、强风化、中风化、微风化[7]。残积土一般位于风化物顶部，它具有较高的结构强度与抗剪强度，此外，它还具有较强的结构联系。它与下伏基岩是逐渐过渡的，没有明显的区分标准。全风化花岗岩的岩层结构已经改变，结构强度变弱，完全风化成砾质粘性土，岩体呈砂土粉末状，用镐挖掘较为容易，钻进也可使用干钻。强风化花岗岩的岩层结构完全改变[8]，岩体呈砂状组合体。其主要矿物成分发生明显变化，逐渐出现风化裂隙和岩体破碎情况，用镐挖掘时难度增大，干钻钻井时更为不易。中风化花岗岩的风化裂隙更为明显，岩体结构部分破坏为块状。微风化花岗岩仅有少量风化裂隙，岩体结构产生部分变化。由于地质环境当中还存在其他影响因素，如地下水等，故花岗岩风化岩性并不相同，所以花岗岩风化存在一定的不均匀性与不规律性。