一、城市自然地理状况

佛山市位于中国广东省中南部，地处珠江三角洲腹地，东倚广州，近邻港澳，地理位置优越。珠江水系中的西江、北江及其支流贯穿全境，属典型的三角洲河网地区。佛山市轨道交通三号线工程由北往南途经南海、禅城、顺德三个区，贯穿佛山市区域南北。

佛山市位于北回归线以南，为南亚热带季风气候。全年降水丰沛，雨季明显，日照充足，多年平均温度在21.9 °C。由于地处低纬区，海洋和陆地天气系统均对佛山有明显影响，冬夏季风的交替是佛山季风气候突出的特征：冬春多偏北风，夏季多偏南风。冬季的偏北风因极地大陆气团向南伸展而形成，干燥寒冷；夏季偏南风因热带海洋气团向北扩张而形成，温暖潮湿。

据统计，佛山市受热带气旋影响年平均1～2次。佛山市从4月到12月均会受热带气旋影响，7月是受热带气旋影响率最高的一个月，其次是8月份，7—9月受热带气旋影响的次数占全年的75%。

佛山市的强降水频发，全年均有可能出现，其中5—6月最多，7—9月和4月次之，暴雨日数的逐月分布情况与之一致。5月和6月的暴雨日数均在1 d以上，7月到9月的暴雨日数为1 d左右，年平均暴雨日数为6.8 d，最多可达13 d。日最大降雨量可达250 mm以上，最大雨强为102.6 mm/h。据统计，在一年之内还可能出现1～3次的持续性暴雨天气（连续2 d或2 d以上出现暴雨），持续时间可长达3 d。持续性暴雨出现的次数一年之内最多可达3次，南部的持续性暴雨比北部多。

三号线线路沿线地表水体发育，穿过多个河涌、湖泊以及池塘等。其中，穿越较大的水系包括桂畔海、顺德水道、东平水道等。沿线水系均属于珠江三角洲的网河区，向东流入狮子洋，再南流至伶仃洋出海，河道纵横交错，互相贯通，潮洪混杂，水流变化十分复杂，汛期既受流溪河、西、北江洪水影响，又受来自伶仃洋的潮汐作用。河道洪水呈随机性变化，潮汐一般呈周期性变化。在洪水期，水位受较为单一的西、北江洪水影响，同时受到潮水的顶托。

二、地形与地貌

沿线地势呈北高南低，属于珠江三角洲冲积平原与残丘相间地貌，地势较平坦、开阔，河网密布，局部为剥蚀残丘地貌，沿线最低标高约为1.45 m，最高标高约为62.00 m。其中，自起点至佛山机场段以珠江三角洲平原地貌为主，地势平坦开阔，地面高程一般为1.5～3.5 m，局部略有起伏；自佛山机场至三号线终点段以残丘地貌为主，地势起伏较大，地面高程一般为4.0～21.1 m。

三、工程地质情况

（一）地质构造

本区域在大地构造上属华南加里东地槽褶皱系，并可进一步分为6个二级构造单元。它们是粤东隆起区，粤中、粤北、粤东北拗陷区，桂东拗陷区，粤西、桂东南隆起区，雷琼断陷区和五指山断陷区，线路沿线的区域构造纲要如图2.1所示。

图2.1　线路沿线的区域构造纲要图

本线路区域位于我国东南沿海地震带的中部地区。本区在地质历史上，经历过多次构造运动，主要形成有NE、NW、NEE和EW向的断裂。在历次构造运动中，燕山运动规模宏大，活动强烈，对区域构造的形成、影响尤其深远。此次运动的主要特点是：北东向断裂活动强烈，东西向断裂再次复活，沿海地区出现北西向断裂；沿断裂有多次大面积的岩浆侵入和喷溢交替出现，动力变质和接触变质作用分布广泛。构造运动形成的深大断裂，基本上控制了东南沿海地区大地构造格局，其中有些断裂至今仍有不同程度的活动。新生代以来本区的构造活动呈现由西北向东南逐渐增强的趋势。喜山运动，在本区以差异性断块运动和断裂的继承性活动为主，在雷琼和滨海地区有大规模的玄武岩喷发活动。这一时期，在南海海域发生海底扩张，导致在滨海及近岸浅海出现一系列平行于海岸线的大规模北东东向阶梯状断裂。南海扩张停止，随之而来的是太平洋板块和菲律宾板块前沿的推挤作用，从而在大陆边缘一带产生了一系列复活和新生的北西至北北西断裂。同时，亦使滨海近岸的北东和北东东向断裂活动进一步加强，构成了区内的主要地震构造带—— 东南沿海地震外带；与此相毗邻的内带其构造活动相对较弱。

（二）断　裂

区内断裂构造发育，主要有NE、NW和近EW向三组，下面简述其中一些主要断裂的特征及其活动性。

1.石碣断裂F3

该断裂位于佛山市南海区松岗镇石碣村附近，往南西经罗村、王借岗，延至民乐一带，往东北可至里水附近，除石碣等局部出露地表外，大部分被第四系覆盖。断裂走向NE20°～35°，南段倾向NW，于长坑附近见倾角约30°；北段倾向SE，倾角50°～65°。前人曾在沙堤一带作了4条物探剖面，断层有很好的反映，推测断层往NW倾，与场面实测吻合。沿断裂在航片上也反映为NNE向明显的色带界面。该断裂的构造岩以构造角砾岩和硅化岩为特征。在石碣村的二叠系中见构造角砾岩和硅化岩带，宽20余米，长100余米，呈NE35展布，地貌上呈明显的突出的山岗，其角砾由硅化岩组成，又被硅质胶结，反映了断层的多次活动；2003年郭钦华等人采集的硅化构造角砾岩热释光测年结果为（39.09±2.70）万年；在附近 ZK6-5钻孔41 m左右深处的红层也见有构造角砾岩；断裂两侧次级断层、裂隙节理发育；北西盘500 m范围内下第三系红层中间，有受挤压和片理化现象。南东盘在王借岗出露有始新世的次橄榄玄武岩（上地幔岩浆分异产物），说明这是一条切割较深的断裂，此断裂是新构造分区的狮山隆起区和佛山沉降区的分界线。

2.礌岗断裂F4

它位于佛山市南海区礌岗附近，断裂走向NE0°～30°，倾向NW，倾角40°～80°。构造相当发育，硅化构造角砾岩与硅化岩相间出现，角砾大水混杂，局部具有磨圆特征和定向排列的眼球状，胶结程度差。断层附近发育有温泉。例如在桂城大厦场地钻孔发现大量构造角砾岩，岩性破碎，硅化强烈。这表明该断裂在早更新世曾有过强烈活动。据断层角砾岩上覆的上更新世和全新统等厚线形态分析，该断裂在距今约3万年以来基本处于相对稳定状态。

3.广州—从化断裂F5

断裂走向北北东，北起从化良口，往南西经温泉、从化、神岗至三元里，隐伏于平洲西等地，抵西江左岸九江一带后为西江断裂所截，全长约90 km。

越秀山以南，断裂隐伏在第四系之下，根据钻探、坑探及物探资料，东风西路见白垩系内形成数十米宽的破碎带，中山七路等地的上白垩统地层中见断层切割上白垩统三水组，使该组的东湖段与西濠段呈断层接触。人防9号工程在广州医学院的巷道人工剖面上见侏罗系灰岩与白垩系砂砾岩呈断层接触，断层破碎带宽26 m，由成分为灰岩、灰质页岩、粗砂岩、粉砂质泥岩的角砾组成，断层下盘是侏罗系灰岩、上盘是白垩系砂砾岩，走向北东40°，倾角65°，属正断层性质。龙溪大道五丫口大桥以及广佛地铁的地质钻探亦揭露断层构造岩。在佛山市中央服务区进行的电磁测深探测，结果反映断裂两侧的电阻率有明显的差异。这些迹象是断裂带自越秀山以南仍继续向南西方向延伸的迹象。但自广佛地铁往南西至西江左岸左滩右滩之间近20 km地段间，全为第四系覆盖而情况不明，但根据该段东北所掌握的情况及西南左、右滩地表显露的位置，推测断裂大致部位自东北而西南应大抵在湾头村、劳村西、流勒西等之地下伸展。至于在龙江岗、龙江水坑以及左、右滩一带，断裂地表显示极为清晰。在左滩西牛山地区，断在上二叠统砂页岩与粉砂岩内，形成宽达近20 m由透镜体、石英脉与断层压碎岩等组成的破碎带，自上盘面向东南，可见多组与断面平行的破裂面形成的三角岩面；在右滩象山一带，亦可见宽达20 m的断裂破碎带，自上而下可分三带：硅化带、压碎岩带及由石英细脉穿插的角砾岩带。

据地震局陈田附近的跨断层短水准测量数据估算，从1992到1997年间，断裂两侧形变平均速率仅为0.18 mm/a。沿断裂带采集的断层物质进行测年数据结果分别为距今34.2、25.9、12.6万年，断裂曾在中更新世有过强烈活动。

沿广从断裂历史上曾发生过2次4级和多次3～4级历史地震。

4.大良—张家边断裂F8

也称三角断裂、北江隐伏断裂（带）。沿南庄、顺德、三角一带分布，区域上，隶属于西江断裂带（《1 25∶万江门幅区调查报告》，2003）。断层走向310°左右，倾向北东。

断裂多为第四系覆盖，地表仅于南段的容奇北和黄圃镇出露。在容奇北断层切过花岗岩的地段出现成组石英脉。在黄圃镇一废弃石场，剥露出完好断面，断壁是为白垩纪褐灰色砾岩，断面整齐平直，产状　∠240° 68°，砾岩层面产状近于水平，断壁脚下即为奥陶纪花岗岩（上盘），两盘紧贴在一起剥露于地表，其间有约3cm厚绿泥石化断层泥，微固结，片状，其成分来源于上盘的花岗岩。从断面和断层域内的组构要素的地质记录上已很难判断断层的性质，但断层的剖面效应为上盘相对上升，这一点是可以肯定的。

（三）工程地质分区及其特征

根据沿线地面条件、地形地貌、第四系地层分布规律、基岩岩性分布特征，结合沿线地质构造特点、水文地质条件和原位测试成果，将沿线工程地质和水文地质单元分为3个大区共5个小区。各工程地质分区详见表2.1。

表2.1　工程地质单元分区表

续表

（四）地质与岩性

沿线穿越的地层有元古界奥陶系、中生界白垩系、新生界古近系及新生界的第四系，局部还发现有花岗侵入岩体。从区域地质角度出发，现由老至新简述如下。

1.奥陶系花岗岩（O1ηγ）

分布于线路起点至顺德学院站一带，属侵入岩，岩性为褐红、褐黄、浅灰等色，为片麻状细粒斑状（含斑）黑云母二长花岗岩。

2.白垩系（K）

分布于线路顺德学院站—大墩站。

1）白垩系下统百足山组（K1b）

本组属内陆湖泊相为主的砾、砂泥质建造，与下伏地层呈角度不整全接触。为暗红、淡红色，由砾岩、砂砾岩、含砾岩、砂岩、粉砂岩、泥质粉砂泥岩，含少量凝灰岩，含叶肢介。

2）白垩系下统白鹤洞组（K1bh）

岩性以紫红色粉砂岩、泥质粉砂泥岩、粉砂质泥岩为主，少量砂砾岩、砂岩、普遍含石膏层，肢介。

3）白垩系上统大朗山组（K2dl）

上部褐红色粉砂质泥岩、粉砂岩、深灰色泥岩夹玄武岩、含砾砂岩；下部紫红色、褐红色砾岩、砂砾岩夹泥岩。与上覆、下伏地层呈角度不整全接触。

3.古近系（E）

分布于线路大墩—狮山终点。

1）古近系莘庄组（E1x）

上部暗褐红色钙质泥岩、粉砂岩、砂岩、夹微层石膏，下部砖红色砾岩、含砾长石砂岩。与下伏地层呈角度不整全接触。

2）古近系布心组（E1-2b）

上部灰色泥岩夹薄层状粉砂岩；中部灰色薄层状含钙质泥岩、夹泥灰岩；下部青灰色，风化紫红色含钙质泥岩，含微层石膏。与上覆地层呈角度不整全接触。

3）古近系宝月组（E2by）

紫红色砾岩、砂砾岩、含砾砂岩、砂岩、粉砂岩与泥岩不等厚互层，含介形虫。与下伏地层呈角度不整全接触。(www.daowen.com)

4）古近系华涌组（E2h）

紫红色砾岩、砂砾岩，紫红泥岩、砂岩、粉砂岩夹粗面岩、粗面质凝灰岩、火山碎屑岩、火山集块岩、角砾凝灰岩、凝灰质砂岩、碧玄岩，含介形虫。

4.第四系（Q）

第四系包括全新统（Q4）、上更新统（Q3）及残积土层，缺失中更新统和下更新统。

全新统包括人工填土、海陆交互相沉积的淤泥、淤泥质土层、上更新统冲积—洪积砂层、土层。

（五）土石工程等级及隧道围岩分类

根据《城市轨道交通岩土工程勘察规范》，佛山市城市轨道交通三号线工程沿线岩土施工工程分级如下：

（1）Ⅰ级松土：人工填土，冲积—洪积形成的砂层即岩土分层＜1＞、＜2-2＞、＜2-3＞、＜3-1＞、＜3-2＞及＜3-3＞，为Ⅰ级松土，机械能全部直接铲挖满载。

（2）Ⅱ级普通土：海陆交互相沉积的淤泥、淤泥质土、黏性土，冲积—洪积、残积形成的黏性土，即岩土分层＜2-1A＞、＜2-1B＞、＜2-4＞、＜3-4＞、＜4N-2＞、＜4N-3＞、＜4-2B＞、＜5N-1＞、＜5N-2＞、＜5H-1＞、＜5H-2＞、＜6＞、＜6H＞层为Ⅱ级普通土，机械需部分刨松方能铲挖满载，或可直接铲挖但不能满载。

（3）Ⅲ级硬土：已风化成半岩半土状的岩石强风化带划分为Ⅲ级硬土，即岩土分层＜7＞、＜7H＞层，机械需普遍刨松或部分爆破方能铲挖满载。

（4）Ⅳ级软石：碎屑岩石中—微风化带和花岗岩中风化岩可划分为Ⅳ级软石，即岩土分层＜8＞、＜8H＞、＜9＞层等，部分用爆破开挖。

（5）Ⅴ级次坚石：岩石微风化花岗岩可划分为Ⅴ级次坚石，即岩土分层＜9H＞层。能用液压冲积镐解碎，大部分需用爆破法开挖。

根据《城市轨道交通岩土工程勘察规范》（GB 50307—2012），佛山市城市轨道交通三号线工程沿线隧道围岩分级如下。

1.Ⅵ级围岩

包括素填土、杂填土、淤泥质土和冲积—洪积砂层、河湖相淤泥质土层，即岩土分＜1＞～＜3＞层和＜4-2B＞、＜4N-2＞、＜5N-1＞、＜5H-1＞层。围岩极易坍塌变形，有水时，土、砂常与水一齐涌出，浅埋时易坍塌至地表。

2.Ⅴ级围岩

包括冲积—洪积、残积形成的黏性土（粉质黏土、黏土）、已风化成土柱状的岩石全风化带及已风化成半岩半土状的岩石强风化带，即岩土分层＜3-4＞、＜4N-3＞、＜5H-2＞、＜6＞、＜6H＞、＜7＞和＜7H＞层。围岩易坍塌，处理不当会出现大坍塌，侧壁经常小坍塌，浅埋时易出现地表下沉（陷）或坍塌至地表。

3.Ⅳ级围岩

中风化带可划分为Ⅳ级围岩，即岩土分层＜8＞和＜8H＞层。拱部无支护时可产生较大的坍塌，侧壁有时失去稳定。

4.Ⅲ～Ⅳ级围岩

红层岩石（砂岩）类微风化岩带（岩土分层＜9＞），可划分为Ⅲ～Ⅳ级围岩，拱部无支护时可产生小坍塌，侧壁基本稳定，爆破震动过大易坍塌。

5.Ⅱ级围岩

微风化花岗岩（岩土分层＜9H＞），可划分为Ⅱ级围岩，暴露时间长，可能会出现局部小坍塌，侧壁稳定，层间结合差的平缓岩层，顶板易塌落。

各岩土层岩土施工工程分级及隧道围岩分级见表2.2。

表2.2　岩土施工工程分级及隧道围岩分级表

（六）不良地质作用及特殊岩土

1.软 土

沿线软土层为第四系海陆交互相淤泥＜2-1A＞、淤泥质土层＜2-1B＞。其主要分布范围为大部分地段。厚度0.60～35.0 m，平均厚度7.86 m。淤泥、淤泥质土层具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、灵敏度高的特点，其主要物理力学性质指标：含水量平均值60.5%，压缩系数标准值a=0.86 MPa＜上标＞-1＜/上标＞，压缩模量标准值2.95 MPa，黏聚力标准值11.4 kPa，内摩擦角标准值6.4°。

淤泥、淤泥质土含水量高，强度低，易发生压缩变形导致基坑失稳、地面沉降和软土震陷。

2.砂土液化

沿线海陆交互相沉积砂层＜2-2＞、＜2-3＞和冲洪积粉细砂层＜3-1＞、冲洪积中粗砂＜3-2＞，分布全线绝大部分地段，按国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）第4.3.1条～4.3.4条，采用标准贯入试验方法对砂层进行液化判别，沿线＜2-2＞砂层会产生地震液化，液化等级多为“中等—严重”，局部为“轻微”，为潜在的不良地质作用。

3.风化岩和残积土

1）碎屑岩风化岩和残积土

风化岩是在岩石风化营力作用下，其结构、成分和性质已产生不同程度的变异；残积土是指原岩已完全风化成土而未经搬运，已完全具备土的性质。风化岩和残积土受其原岩岩性和区域构造等因素的影响，一般表现出风化的不均匀性，水平方向上常出现岩土突变、软硬互层的特征，造成力学性质局部差异大。

场地分布白垩系红色岩系按其风化程度划分为全—微风化四个带，以其为母岩形成不同岩性特征的残积土，具体工程特征如下：

（1）软化特性：白垩系碎屑岩本身岩性特点含泥质成分，为泥质胶结或泥钙质胶结，水理性质较差，在浸水的情况下，岩石易软化，失水或风干后易开裂。岩石的软化特性可造成岩体强度变化，浸水后强度降低，对地基的均匀性产生不良影响。

（2）风化不均匀性：白垩系红色岩系具明显的风化不均匀性，在岩石的强风化层中夹中—微风化硬岩，在中—微风化层中夹强风化软层等软硬不均现象，造成岩层风化带在水平和垂直方向上的风化程度、深度和厚度等具明显的不稳定性和不连续性。岩石的风化不均匀导致地层软硬不均，出现上硬下软或上软下硬现象，对地基的均匀性等可产生不良影响。

2）花岗岩类风化岩和残积土

线路花岗岩类残积土及风化层主要有以下两个特性：

（1）崩解性：残积土及全风化和强风化岩遇水浸泡后，其中风化形成的亲水矿物质迅速吸水膨胀，岩土发生崩解导致岩土强度降低，影响地基土的均匀性和稳定性。

（2）球状风化和风化深槽：由于球状风化现象，残积土或全强风化岩中可形成中微风化岩孤石现象，本次勘察于ZK2-1B、ZK3B号钻孔钻遇孤石。孤石为中风化岩，厚度3.80～5.10 m，层顶标高-13.30～-10.86 m。

球形风化现象及风化的不均匀性，对地基的稳定性、均匀性及盾构工程施工等可产生不良影响。

四、水文地质情况

地质勘察揭露的地下水位普遍埋藏较浅，稳定水位埋深为0.50～7.80 m，标高为-2.40～23.70 m，地下水位的变化与地下水的赋存、补给及排泄关系密切，每年4—10月为雨季线路地下水类型按赋存方式分为第四系松散层孔隙水及基岩裂隙水。

1.第四系松散层孔隙水

本次勘察揭露的第四系含水层主要为冲积—洪积砂层＜3-1＞、＜3-2＞层，其富水性和透水性与砂土颗粒组成有关，砂质颗粒越粗，分选性好，砂质纯净，则富水性好，径流通畅，透水性强，反之则差。本次勘察揭露砂层以中粗砂层＜3-2＞为主，层位分布不稳定，厚度变化较大，颗粒组成不均匀，属中等—强透水层。由于冲积—洪积土层和残坡积土层含水贫乏，透水差，多属弱、微透水层，起到相对隔水作用，因此对于埋深较大的砂层水一般具有微承压性。

冲积—洪积土层、残积土层和岩石全风化带，含水贫乏，透水性较差。

2.基岩裂隙水

本沿线基岩裂隙水主要赋存于碎屑岩和花岗岩强风化带、中风化带，其风化裂隙、构造裂隙和节理较发育，富水性较好，赋存条件一般。

3.地下水补给与排泄

勘察范围大气降水是地下水的主要补给来源，排泄主要表现为大气蒸发，地下水位受季节影响。第四系砂层孔隙水的补给来源主要靠大气降水及沿线河水，基岩裂隙水主要靠第四系孔隙水的越流补给和大气降水补给。大气降雨充沛，水位会明显上升，而在冬季因降水减少，地下水位随之下降。