城市地铁岩土工程

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摘要：从外业勘察和内业资料整理两个方面对城市地铁岩土工程勘察过程中应注意的问题进行了阐述。在外业勘察部分详细说明了外业勘察的目的、方法、内容、原则和注意事项。在内业资料整理部分详细说明了岩土参数的数理统计方法及确定取舍时应考虑的因素，以及勘察报告编写时应包含的基本内容及格式等。

关键词：地下铁道岩土工程勘察

1、外业勘察

1.1勘察内容及原则地铁岩土工程勘察的目的是查明地铁沿线及附属工程的工程地质条件及水文地质条件，提供满足设计、施工所需的基础资料和设计参数。

地铁岩土工程勘察工作按勘察阶段的不同分为可行性研究阶段、初步勘察阶段、详细勘察阶段、（施工过程中）补充勘察阶段。不同的勘察阶段有不同的精度要求。下面仅就详细勘察阶段的勘察内容及原则叙述如下。

（1）在初勘基础上详细查明沿线工程地质及水文地质条件，特别是地质复杂地段、特殊岩土地段或有特殊施工要求区段，应进行重点勘察。

（2）对于车站、出入口、通风道、水源井、车辆段等应进行单独详细勘察。

（3）车站的横断面布置不少于3个，在地质条件复杂地段的区间应布置横断面。

（4）依据工程地质和水文地质条件，结合设计及施工方法的要求，以数理统计的方法分层、分段综合各项指标，提出设计所需技术参数。

（5）查明水文地质条件，进一步查明地下水及含水层的性质并做出评价。需降水施工时应分段提出降水方法及有关计算参数；各车站、区间及每个地貌单元应进行水文地质试验，分站段提供沿线地下水类型、补给来源、流速、流向、渗透系数、水位、水质，以及历年最高水位、枯水位等水文地质资料。

（6）分析沿线建筑物、地下构筑物及管线在地铁施工干扰下的稳定性，并提出防护措施。

1.2勘察方法的选择应在地质调绘的基础上根据工程施工方法、场地条件及地质情况等综合确定。勘察过程中应尽量避免单一勘察手段，因地制宜地选择钻探、物探及原位测试试验，包括标准贯入试验、静力触探试验、动力触探试验、旁压试验、扁铲侧胀试验、十字板剪切试验、波速测试等。勘察过程中应积极使用新方法、新技术。

1.3基础资料及设计参数

（1）基础资料地铁岩土工程勘察应取得的基础资料主要包括：

①场地岩土类型、成因、分布及其工程性质；

②场地不良地质现象及特殊地质问题；

③地下水情况，包括地下水类型、水位、水量、流向、流速及水质等。

（2）设计参数地铁岩土工程勘察应取得的设计参数主要包括岩土物理指标、力学指标及热物理指标等。勘察时应根据工程的类别、工程性质、基础类型、土的性质、施工方法等对岩土物理力学参数的需求来确定，对所取得的试验数据必须满足数理统计和设计检算要求。土工常规试验按土类确定，其他试验项目的确定可根据所取样品的种类、工程性质及施工方法等确定。

1.4勘察过程中应注意的一般问题

（1）外业调查勘察前应对线路通过区域进行详细调查，熟悉周围环境，收集附近建筑物的基础资料，以进一步了解地层状况及可利用资料情况。

（2）工作量布置布孔时应充分考虑地形、地物、地下管线埋设及场地等因素，钻孔一般布置在结构线外缘3～8m，钻探完成后必须进行回填封孔。

①勘探点数量及间距勘探孔的布置根据设计专业提供的资料和设计要求，考虑工程地质水文地质条件、工点类型、结构形式、基础埋深、基坑围护、降水要求和施工方法等因素综合确定。

初勘阶段勘探点间距一般为100～200m，并可根据地质条件复杂程度及设计需要确定；详勘阶段勘探点间距如表2所示。

②勘探孔深度初勘阶段，因地铁线路纵坡不稳定，勘探孔可适当加深，以免浪费勘探工作量。详勘阶段勘探孔深度一般按下列原则确定。

第四系松散地层：控制性钻孔的深度应根据区间及车站的埋深、地层、地下水、设计要求、施工方法及降水工程的需要确定，一般可钻至基础底下6～10m.基岩地区：遇微风化带应钻入3～5m，但每个站、段必须有进入基底下1～3m的钻孔。在中等风化带应进入基底下3～5m.编制详细的勘察工作任务书，包括工点名称、勘察目的、勘察孔数、孔深及位置、勘察要求等。

对兼做其他试验的勘探孔要事先联系协调，以免工序脱节，造成测试漏项及工期的拖延。

（3）外业管理与控制外业勘察过程中，技术人员应到现场进行检查，掌握勘察进度，确保勘察质量，保证第一手资料的准确性。检查时应注意的问题有：

①钻孔结构施钻方法、钻进工艺是否符合技术要求；换径深度是否符合地层条件及取样直径要求；是否达到设计孔深。

②地层分层是否按不同地层控制回次进尺；地层分层深度是否正确，有无漏层现象；岩心是否按顺序排列，并与日志记录相符。

③样品采取、保管与运送取样数量及位置是否符合技术要求；岩心采取率是否达到钻探质量标准规定的要求；是否按规定做好岩心样品的存放和保管，样品标签是否正确以及样品是否及时蜡封；及时做土工试验，样品保留时间不能太长；在土样运送过程中应采取保护措施，尽量避免样品扰动。

④日志填写及时填写钻探日志，字迹整洁，原始记录无漏项；地层描述详细，分层清晰明确，各级签署齐全。

⑤原位测试试验试验设备及仪器是否符合标准。测试深度、操作方法是否符合技术要求。

⑥水文观测初见水位、稳定水位测量是否符合要求；取水方法是否正确及时；若分层取水时，有无漏样。

⑦岩心照片每个钻孔钻探结束后都要进行岩心照相，岩心照片作为附件附在勘察资料中。

1.5勘察过程中应特别注意的问题地铁岩土工程勘察时应特别注意的问题概括起来有3个方面：地质构造、不良地质及特殊土、地下水。

（1）地质构造查清线路通过处断层的走向、倾向、倾角，破碎带宽度、充填物及胶结状况、富水情况，对其影响作出评价及建议。

（2）不良地质及特殊土勘察过程中要查清地铁线路通过处的不良地质及特殊岩土分布。重点注意人工填土、地震可液化层、软土、膨胀土、残积土等。

人工填土是地铁勘察过程中最常见的特殊土，一般按组成成分划分为素填土、杂填土及填筑土，因其分布及层厚变化较大，成分复杂，对工程影响较大。勘察过程中必须慎重对待，必要时增大勘探孔密度，查清其分布范围及埋藏深度。

地震可液化层的判定范围应包括：地下水位以下，黏粒含量<10%的粉土、粉砂、细砂、中砂。判定深度：根据地震基本烈度不同而定，7度区（地震动峰值加速度≥0.10g）判至地面下15m，8度区（地震动峰值加速度≥0.20g）判至地面下20m.地铁及轻轨工程构筑物执行《铁路工程抗震设计规范》；地铁附属地面工程构筑物执行《建筑抗震设计规范》。

（3）地下水勘察过程中必须查明地下水的类型、水位、流向、流速、补给来源、水位变幅、腐蚀性，以及含水层性质、含水量、渗透系数等。还应查明地铁线路附近地表水与地下水的水力联系等。分析评价地下水对岩土体及建筑物的作用和影响。

分析评价降、排水措施可能引起的附近建筑物变形，市政道路下沉、塌陷，地下管线及各种设施的变形等不利因素，并提出防治措施。

2、资料整理

对各种勘察手段得出的成果资料进行整理、检查、综合分析、鉴定。分析不同的勘察方法得出的结果是否一致；如果结果不一致，应分析出现差异的原因，去伪存真，作出正确结论。

2.1岩土参数的确定确定岩土参数时，应按下列内容评价其可靠性和适宜性：

①取样、试验等因素对测试成果的影响；②采用的测试方法及取值标准；③测试方法与分析评价的配套性。

2.2岩土工程勘察报告编制的基本要求地铁岩土工程勘察报告应在工程地质测绘、勘探、测试及搜集已有资料的基础上编写，应提供工程场地及沿线邻近地带的工程地质及水文地质资料，并结合工程特点和要求进行岩土工程分析评价。

勘察报告中一般应包括下列内容：

①拟建工程概况；

②勘察目的、任务要求和依据的技术标准；

③勘察工作量及工作方法；

④区域地质概况；

⑤勘察场地的地形、地貌、水文、气象概况；

⑥场地环境，包括拟保留和拟拆除的各种地面工程、地下工程、道路、管线等；

⑦勘察场地的地质构造及地层时代、成因、产状、性质、分布；

⑧岩土的物理力学性质、围岩分类、岩土设计参数；

⑨地下水的类型，赋存、补给和排泄条件，地表水与地下水的水力联系，各地层的渗透性及富水情况；

⑩可能影响工程稳定的不良地质和对工程的危害程度评价；岩土工程分析评价及工程措施建议；周围环境与地铁工程的相互作用评价及工程措施建议。

2.3岩土工程勘察成果提交内容岩土工程勘察报告成果资料应包括以下内容：

①工程地质说明书；

②岩土物理力学指标统计表；

③地质柱状图；

④工程地质剖面图；

⑤勘探点平面位置布置图；

⑥室内试验成果图表；

⑦原位测试成果图表；

⑧其他图表及图件。

参考文献

［1］GB50307—1999地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范

［2］GB50021—2001岩土工程勘察规范

［3］GBJ111—87铁路工程抗震设计规范

［4］GB50011—2001建筑抗震设计规范

［5］TB10014—98铁路工程地质钻探规程

［6］GB50157—2003地铁设计规范

［7］常士骠。工程地质手册［M］。北京：中国建筑工业出版社，1997

［8］TB10102—2004铁路工程土工试验规程