結合廣州地鐵淺析地鐵工程地質勘察的重點與難點

■　汪敏　常明月

（廣東核力工程勘察院廣東廣州510800）

結合廣州地鐵淺析地鐵工程地質勘察的重點與難點

■汪敏常明月

（廣東核力工程勘察院廣東廣州510800）

地鐵以其"運量大、速度快、污染小、能耗低以及準時"等優(yōu)點而被稱為"綠色交通"，成為扭轉大中市交通結構逐步惡化趨勢的重大基礎設施。然而在大規(guī)模的地鐵建設過程中存在大量的地質風險因素，本文從廣州工程地質條件出發(fā)，總結目前階段廣州地鐵巖土工程勘察中存在的問題,并提出幾條建議。

地鐵巖土工程勘察重點與難點

隨著經濟的快速發(fā)展，全國各個城市人口和車輛成為一個快速增加期，交通問題日趨嚴重，因此投資建設地鐵，發(fā)展以軌道交通為骨干，以常規(guī)公交為主體的公共交通體系，將成為解決交通緊張狀況最理想的交通方式。本文著重從地鐵工程勘察的特點出發(fā)，對地鐵勘察中的問題進行分析探討.提出了相應的巖土工程勘察手段和措施。

1　廣州地區(qū)地鐵工程地質、水文地質條件

位于北東向的廣花凹陷的南西部,主體構造是北東向,由上古生界及其褶皺和伴生的斷裂以及二迭系和第三系向斜盆地構成。白云區(qū)西部位于本構造區(qū)范圍。本區(qū)第四系地層主要由上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)人工填土、沖洪積砂層、沖洪坡積土層和殘積層組成,下伏基巖主要為石炭系、二迭系、三迭系和第三系碎屑巖和碳酸鹽巖,巖性有灰?guī)r、泥灰?guī)r、炭質灰?guī)r、炭質泥巖或頁巖、砂巖、泥巖、礫巖、灰質礫巖等。本構造區(qū)內不良位于增城凸起的西部,白云區(qū)東部、蘿崗區(qū)主要位于該構造范圍。本區(qū)第四系主要由上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)人工填土、沖洪積土層、沖洪積砂層、河湖相沉積土層和殘積層組成,下伏基巖主要為燕山期侵入巖。本構造區(qū)內不良地質和特殊性土主要有花崗巖風化殘積土、球狀風化、風化深槽、砂土液化等。廣州市地處珠江三角洲,河流縱橫,地下水豐富,埋深較淺。地下水按賦存方式可分為第四系孔隙水、基巖風化裂隙水及碳酸鹽巖巖溶裂隙水。地下水位受季節(jié)、潮汐影響明顯。第四系孔隙水局部具有承壓性,隱伏巖溶中的巖溶裂隙水多具有承壓性。另外,廣州發(fā)育多個褶皺、斷裂構造,受構造裂隙和斷裂破碎帶的影響,水文地質條件復雜。

2　廣州地鐵工程勘察重點

地鐵工程為復雜的系統(tǒng)工程，同時具有線路工程、建筑工程、地下工程、環(huán)境工程的特點，結構類型多，按照線路敷設形式可分為地下線路、地面線路和高架線路，按照結構類型可分為車站主體、出入口通道、風道、風井、人防工程、區(qū)間隧道、聯(lián)絡通道、渡線、出入線、泵房、高架線路、橋梁、涵洞等，地下施工方法有明挖、蓋挖及盾構法等不同的施工方法?？辈斓哪康氖遣槊鞯罔F包含全部內容的工程地質及水文地質條件，查明巖土工程設計施工所需的參數(shù)，對場地作出巖土工程評價，對地基基礎形式、基坑開挖邊坡穩(wěn)定性、工程降水和不良地質現(xiàn)象的防治作出分析論證，并提出建議。地鐵勘察既包含鐵路隧道的某些特點，又包含城市建筑地基及深基坑地質勘察的特點，強調水文地質勘察的內容，又涉及管線探測的相關內容?？傊婕皟热輳V泛，其結構類型多，施工方法復雜，對巖土工程勘察要求極高，應引起勘察工作者的高度重視。

對地下線來講,可能造成盾構機跌落事故,明挖或礦山法施工時巖溶承壓水可能擊穿隔水底板或者揭露到巖溶含水層,造成巖溶水突涌;對高架線來說巖溶及洞穴導致持力層選擇困難、樁基施工卡鉆、漏漿、造成地面塌陷并影響地面建筑和地下管線安全;樁基及隧道下如有隱伏巖溶,受加載影響有可能導致結構下沉。巖土工程勘察應力求查明溶洞和土洞的分布及水文地質條件。由于鉆探具有一孔之鑒的局限性,以及巖溶發(fā)育的局部無規(guī)律性,必要時鉆探應結合物探方法進行綜合探查。因此對于明挖車站,重點巖土參數(shù)有地下水位、各巖土密度、抗剪強度指標、側壓力系數(shù)、樁端(側)阻力特征值等;對于盾構法,重要的巖土參數(shù)主要是隧道范圍內各巖土層天然抗壓強度;對于高架結構,重要的巖土參數(shù)主要有基巖埋深、樁端(側)阻力特征值、巖石抗壓強度等。

3　廣州地鐵巖土工程勘察難點

3.1易受環(huán)境制約明顯

地鐵線路設計要考慮吸收和引導客流,線路多穿過密集的商業(yè)區(qū)和居民區(qū),地面建筑、交通、地下管線等成為制約勘察施工的明顯因素。由于巖土工程勘察可能存在妨礙地面交通、損壞地下管線、造成環(huán)境污染等問題,交通、園林等部門對勘察施工審批程序嚴格,由此可能造成兩方面后果,一是部分鉆孔無法施工導致影響勘察成果的質量,二是影響勘察工期繼而影響地鐵設計和施工工期。

3.2良地質勘察技術不足或成本過高

廣州部分地區(qū)巖溶強烈發(fā)育,對地鐵工程影響重大。巖溶勘察一直是巖土工程界的難題:鉆探僅能揭示某點的情況,而且勘察施工易遭遇漏漿、垮塌、埋鉆等事故,物探解釋結果具有多解性,準確性較高的跨孔CT法成本過高,如車輛段跨孔CT費用過億。花崗巖全強風化帶中的球狀風化孤石在地層中的分布無明顯規(guī)律,勘察中存在類似難題。應重視綜合勘察技術手段的應用與配合。

3.3查明巖溶的分布及特征是地鐵工程勘察的重點,同時也是難點

“鉆探+物探”相結合的綜合勘察技術,能夠做到點面結合,很大程度上克服了常規(guī)鉆探的局限性。物探手段多樣,不同的方法、不同的儀器揭示精度和成本差異明顯,需要結合設計對勘察的要求及地質條件,選擇既滿足設計要求又經濟可行的方法。如有可能,可進行不同的物探方法比較,結合鉆探驗證不同方法探測效果,在勘察效果和經濟成本之間尋求最佳結合。目前,《廣州市軌道交通線網巖土工程勘察總體技術要求》中物探方面內容比較欠缺,綜合勘察技術方面有待進一步探索和完善。

4　結語

綜上所述，國內地鐵建設較晚，因此地鐵工程勘察工作經驗較少。地鐵工程勘察綜合性較強，有其特殊要求，這就要求我們不斷總結經驗，注重技術積累，采用綜合勘察方法，相互驗證，滿足設計要求?？辈爝^程中應積極使用新方法、新技術，應盡量避免單一的勘察手段，應綜合各種勘查手段，相互驗證，合理配合應用達到既滿足勘察要求又節(jié)約資金的目的，使國內地鐵工程勘察更上新臺階。

[1]曾耀昌,林健,羅亮,張華,趙剛,吳如武.地理信息技術在地鐵工程地質勘察中的應用 [J].都市快軌交通,2015,05:66-70.

[2]李鳳明.北京地鐵巖土工程勘察的重點與難點 [J].科技致富向導, 2013,17:233.

[3]李曉昭,羅國煜,莊乾城,張伯文,劉廣才,張申雄.地鐵工程勘察監(jiān)理的探索[J].鐵道工程學報,2014,01:11-16.

[4]張雪雷.地鐵巖土工程勘探過程中的幾個關鍵問題 [J].長沙鐵道學院學報 (社會科學版),2012,01:236-237.

U231+.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-3-5-1