结合广州地铁浅析地铁工程地质勘察的重点与难点

■　汪敏　常明月

（广东核力工程勘察院广东广州510800）

结合广州地铁浅析地铁工程地质勘察的重点与难点

■汪敏常明月

（广东核力工程勘察院广东广州510800）

地铁以其"运量大、速度快、污染小、能耗低以及准时"等优点而被称为"绿色交通"，成为扭转大中市交通结构逐步恶化趋势的重大基础设施。然而在大规模的地铁建设过程中存在大量的地质风险因素，本文从广州工程地质条件出发，总结目前阶段广州地铁岩土工程勘察中存在的问题,并提出几条建议。

地铁岩土工程勘察重点与难点

随着经济的快速发展，全国各个城市人口和车辆成为一个快速增加期，交通问题日趋严重，因此投资建设地铁，发展以轨道交通为骨干，以常规公交为主体的公共交通体系，将成为解决交通紧张状况最理想的交通方式。本文着重从地铁工程勘察的特点出发，对地铁勘察中的问题进行分析探讨.提出了相应的岩土工程勘察手段和措施。

1　广州地区地铁工程地质、水文地质条件

位于北东向的广花凹陷的南西部,主体构造是北东向,由上古生界及其褶皱和伴生的断裂以及二迭系和第三系向斜盆地构成。白云区西部位于本构造区范围。本区第四系地层主要由上更新统和全新统人工填土、冲洪积砂层、冲洪坡积土层和残积层组成,下伏基岩主要为石炭系、二迭系、三迭系和第三系碎屑岩和碳酸盐岩,岩性有灰岩、泥灰岩、炭质灰岩、炭质泥岩或页岩、砂岩、泥岩、砾岩、灰质砾岩等。本构造区内不良位于增城凸起的西部,白云区东部、萝岗区主要位于该构造范围。本区第四系主要由上更新统和全新统人工填土、冲洪积土层、冲洪积砂层、河湖相沉积土层和残积层组成,下伏基岩主要为燕山期侵入岩。本构造区内不良地质和特殊性土主要有花岗岩风化残积土、球状风化、风化深槽、砂土液化等。广州市地处珠江三角洲,河流纵横,地下水丰富,埋深较浅。地下水按赋存方式可分为第四系孔隙水、基岩风化裂隙水及碳酸盐岩岩溶裂隙水。地下水位受季节、潮汐影响明显。第四系孔隙水局部具有承压性,隐伏岩溶中的岩溶裂隙水多具有承压性。另外,广州发育多个褶皱、断裂构造,受构造裂隙和断裂破碎带的影响,水文地质条件复杂。

2　广州地铁工程勘察重点

地铁工程为复杂的系统工程，同时具有线路工程、建筑工程、地下工程、环境工程的特点，结构类型多，按照线路敷设形式可分为地下线路、地面线路和高架线路，按照结构类型可分为车站主体、出入口通道、风道、风井、人防工程、区间隧道、联络通道、渡线、出入线、泵房、高架线路、桥梁、涵洞等，地下施工方法有明挖、盖挖及盾构法等不同的施工方法。勘察的目的是查明地铁包含全部内容的工程地质及水文地质条件，查明岩土工程设计施工所需的参数，对场地作出岩土工程评价，对地基基础形式、基坑开挖边坡稳定性、工程降水和不良地质现象的防治作出分析论证，并提出建议。地铁勘察既包含铁路隧道的某些特点，又包含城市建筑地基及深基坑地质勘察的特点，强调水文地质勘察的内容，又涉及管线探测的相关内容。总之，涉及内容广泛，其结构类型多，施工方法复杂，对岩土工程勘察要求极高，应引起勘察工作者的高度重视。

对地下线来讲,可能造成盾构机跌落事故,明挖或矿山法施工时岩溶承压水可能击穿隔水底板或者揭露到岩溶含水层,造成岩溶水突涌;对高架线来说岩溶及洞穴导致持力层选择困难、桩基施工卡钻、漏浆、造成地面塌陷并影响地面建筑和地下管线安全;桩基及隧道下如有隐伏岩溶,受加载影响有可能导致结构下沉。岩土工程勘察应力求查明溶洞和土洞的分布及水文地质条件。由于钻探具有一孔之鉴的局限性,以及岩溶发育的局部无规律性,必要时钻探应结合物探方法进行综合探查。因此对于明挖车站,重点岩土参数有地下水位、各岩土密度、抗剪强度指标、侧压力系数、桩端(侧)阻力特征值等;对于盾构法,重要的岩土参数主要是隧道范围内各岩土层天然抗压强度;对于高架结构,重要的岩土参数主要有基岩埋深、桩端(侧)阻力特征值、岩石抗压强度等。

3　广州地铁岩土工程勘察难点

3.1易受环境制约明显

地铁线路设计要考虑吸收和引导客流,线路多穿过密集的商业区和居民区,地面建筑、交通、地下管线等成为制约勘察施工的明显因素。由于岩土工程勘察可能存在妨碍地面交通、损坏地下管线、造成环境污染等问题,交通、园林等部门对勘察施工审批程序严格,由此可能造成两方面后果,一是部分钻孔无法施工导致影响勘察成果的质量,二是影响勘察工期继而影响地铁设计和施工工期。

3.2良地质勘察技术不足或成本过高

广州部分地区岩溶强烈发育,对地铁工程影响重大。岩溶勘察一直是岩土工程界的难题:钻探仅能揭示某点的情况,而且勘察施工易遭遇漏浆、垮塌、埋钻等事故,物探解释结果具有多解性,准确性较高的跨孔CT法成本过高,如车辆段跨孔CT费用过亿。花岗岩全强风化带中的球状风化孤石在地层中的分布无明显规律,勘察中存在类似难题。应重视综合勘察技术手段的应用与配合。

3.3查明岩溶的分布及特征是地铁工程勘察的重点,同时也是难点

“钻探+物探”相结合的综合勘察技术,能够做到点面结合,很大程度上克服了常规钻探的局限性。物探手段多样,不同的方法、不同的仪器揭示精度和成本差异明显,需要结合设计对勘察的要求及地质条件,选择既满足设计要求又经济可行的方法。如有可能,可进行不同的物探方法比较,结合钻探验证不同方法探测效果,在勘察效果和经济成本之间寻求最佳结合。目前,《广州市轨道交通线网岩土工程勘察总体技术要求》中物探方面内容比较欠缺,综合勘察技术方面有待进一步探索和完善。

4　结语

综上所述，国内地铁建设较晚，因此地铁工程勘察工作经验较少。地铁工程勘察综合性较强，有其特殊要求，这就要求我们不断总结经验，注重技术积累，采用综合勘察方法，相互验证，满足设计要求。勘察过程中应积极使用新方法、新技术，应尽量避免单一的勘察手段，应综合各种勘查手段，相互验证，合理配合应用达到既满足勘察要求又节约资金的目的，使国内地铁工程勘察更上新台阶。

[1]曾耀昌,林健,罗亮,张华,赵刚,吴如武.地理信息技术在地铁工程地质勘察中的应用 [J].都市快轨交通,2015,05:66-70.

[2]李凤明.北京地铁岩土工程勘察的重点与难点 [J].科技致富向导, 2013,17:233.

[3]李晓昭,罗国煜,庄乾城,张伯文,刘广才,张申雄.地铁工程勘察监理的探索[J].铁道工程学报,2014,01:11-16.

[4]张雪雷.地铁岩土工程勘探过程中的几个关键问题 [J].长沙铁道学院学报 (社会科学版),2012,01:236-237.

U231+.1[文献码]B

1000-405X（2016）-3-5-1