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1、轨道交通项目工程勘察介绍,2012年6月1日,马秉务,1,分类,3,工作流程,介绍内容,2,适用的规范,5,注意事项,6,典型工程实例,4,勘察方案策划,1,轨道交通项目分类,一 地下线路,二 地上线路：高架、路基及桥涵,按照空间形态分类：,1,轨道交通项目分类,按照工点类型划分：一 车站 地下车站：车站主体、出入口、通风井、风亭、风道、换乘通道、换乘厅 高架车站：车站主体、附属出入口（天桥梯道）二 区间 地下：隧道、盾构始发（接收、换刀）井、联络通道、风道 路基：平路、高路堤、深路堑及支挡建筑物 高架桥梁三 车辆段包括停车列检库、轨道、车间、工务料棚、办公楼、信号楼及附属用房（锅炉房、变电站
2、、水泵房及食堂等）。,地铁九号线军事博物馆站(地下车站),轨道交通房山线长阳站（高架车站）,地铁14号线张仪村车辆段,1,轨道交通项目分类,按施工工法分类(地下工程)：地下区间：目前明挖已极少采用，暗挖法主要包括：浅埋暗挖法、矿山法、新奥法、盾构法、TBM法、沉管法、混合法等。地下车站：明挖法；盖挖法及浅埋暗挖法等。盖挖法实属明挖法的范畴，又包括盖挖顺筑法、盖挖逆筑法和盖挖半逆作法 。浅埋暗挖法包括侧洞法、中洞法及PBA洞桩法等。,盖挖法,盖挖顺作法施工步骤,盖挖逆作法施工步骤,1,轨道交通项目分类,铁路隧道的主要施工（开挖）方法：,“矿山法”,1,轨道交通项目分类,铁路隧道的主要施工（开挖）
3、方法：,“矿山法”,1,轨道交通项目分类,作为稳定围岩和控制地面沉降的辅助施工方法大致可以分为预支护和围岩预加固两类：所谓预支护，就是在隧道开挖前，预先设在隧道轮廓线以外一定范围内的支护，有的还与支护面后方的支架等共同组成支护体系。常用的预支护方法有超前杆或超前插板、小导管注浆、管棚、超前长桩、预切槽、管拱和超前盖板等。围岩预加固则是通过注浆等手段，提高隧道围岩的自稳能力。围岩预加固有垂直砂浆锚杆加固和地层注浆等。,超前小导管注浆,管棚,1,轨道交通项目分类,盾构类型：,全面开放型,部分开放型,密闭型,混合型,机械开挖式,半机械开挖式,人工开挖式,闭胸式,泥水式,土压式,土压式,泥土压式,泥浆
4、式,泥土加压式,2,适用的规范,地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范（GB 503071999）；岩土工程勘察规范（GB 500212001,2009年版）；土工试验方法标准（GB/T 501231999）；建筑地基基础设计规范（GB 500072002）；中国地震动参数区划图（GB 183062001）；建筑抗震设计规范（GB 500112010）；铁路工程抗震设计规范（GB 501112006）；地下铁道设计规范（GB 501572003）； 地下铁道工程施工及验收规范（GB 502991999）；,2,适用的规范,铁路隧道设计规范（TB 100032005）； 铁路隧道施工规范（TB 10
5、2042002）；铁路路基设计规范（TB10001-2005）； 铁路工程地质勘察规范（TB 100122001）；铁路桥涵地基和基础设计规范（TB 10002.52005）；建筑桩基技术规范（JGJ 942008）；建筑基坑支护技术规程（JGJ 12099）；土层锚杆设计与施工规范（CECS 22:90）；铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定（铁建设2005157号） ；北京地区建筑地基基础勘察设计规范（DBJ115012009）等。,3,工作流程,1、投标踏勘、答疑、编制投标文件（勘察、水文、管线探测、建构筑物调查等）；2、中标后先获取最新的设计条件，并据此进一步踏勘，进行方案策划，编写勘察大
6、纲（地铁工程一般分初、详勘两个阶段）；3、勘察大纲报建设单位、设计单位，可能需组织专家审查通过后方可实施；4、根据专家审查意见修改完善大纲，并据此实施；5、实施勘察方案，城市繁华地段，应特别注意对地下管线、架空线路、隐蔽建构筑物的避让；6、提交勘察报告，勘察报告也将进行施工图审查、专家审查；7、施工过程中，针对新发现的问题、设计条件变更、场地条件的变化等，开展补充勘察、施工勘察等。,4,方案策划,明挖法：明挖法的岩土工程勘察应提供比选采用放坡开挖、支护开挖及盖挖设计、施工方法所需要的场地环境条件、工程地质、水文地质、不良地质及特殊地质等资料以及岩土工程设计参数。盖挖法：盖挖法勘察除应执行规范对
7、明挖法中“支护开挖”的有关规定外，结合盖挖中地下连续墙、护坡桩与中间桩等特点还应补充部分勘察内容。,各种主要工法对勘察的要求：,4,方案策划,矿山法施工隧道的勘察项目(暗挖),4,方案策划,盾构法施工隧道的勘察项目（暗挖）,4,方案策划,勘察阶段划分：可行性研究阶段、初步勘察阶段、详细勘察阶段、施工勘察阶段。可行性研究阶段：可行性研究阶段应调查和搜集有关勘察资料，必要时可适当进行勘探工作。初步勘察阶段：初步勘察阶段应初步查明沿线的区城地质、水文地质及工程地质条件。并应对线路通过地区的工程地质、水文地质条件进行评价。应初步查明控制线路方案的不良地质、特殊地质的性质、特征、范围，并应初步提出对不良
8、地质的治理措施。,4,方案策划,详细勘察阶段：根据初步设计鉴定意见，应详细查明沿线的工程地质及水文地质条件。施工中的岩土工程勘察工作：根据详勘结束后，设计施工过程中遇到的问题，进行必要的验证、补充、检测、观测等工作。,4,方案策划,初步勘察阶段的勘探工作应符合下列规定：1、在隧道一侧或两侧宜交叉布点，当需要在隧道范围内钻孔时应回填封孔。勘探点间距宜为100200m，并可根据地质条件复杂程度及设计需要确定。2、取试验样品和进行原位测试的孔不宜少于勘探孔总数的2/3。3、控制性勘探孔深度：在松散地层中，应在隧道结构底板下不宜小于20m。在微风化及中等风化岩石地层中孔深应进入底板以下35m， 在强风
9、化带、全风化带中深度可根据地质条件、设计和施工的要求而定。,4,方案策划,详细勘察阶段：,1 勘探孔间距（m）,2 勘探孔深度（m）1) 第四纪松散地层中控制性钻孔的深度应根据区间、车站的埋深 ,地层 、地下水等地质条件、设计要求、施工方法及降水工程的需要确定，其它钻孔可钻至基础底下610m。2)基岩地区控制性钻孔：微风化带应钻入35m，但每个车站 、区 间 必须有进入基底下13m的钻孔。在中等风化带应进入基底下 35m。,4,方案策划,详细勘察阶段：,3 取样试验及原位测试孔不应少于勘探孔总数的1/2。4 必要时各车站、区间及每个地貌单元进行水文地质试验孔。5 水源井勘探应根据设计要求进行。
10、6 车辆段内线路勘察应按规范中“路基”部分的有关规定执行，除应绘制地质纵剖面图外，必要时还应绘制地质横例面图。勘探深度可钻到基底下48m，地质条件复杂或有特殊要求时可适当加深。,4,方案策划钻孔策划,车站：按结构轮廓线和角点布置，控制结构主体。 明挖法之放坡开挖：勘察范围应扩大到可能发生边坡滑体之外，勘探深度不宜小于基坑深度的2倍；明挖法之支护开挖：类似于基坑勘察的布孔方式，钻孔布置在支护结构附近；盖挖法： 地下连续墙、护坡桩：应查明墙端、桩端持力层及隔水层位置、厚度； 盖挖法之大直径中间桩：类似于大直径桩的勘察，控制性钻孔深度应达到持力层以内不少于3倍桩端直径，且不少于5m，一般勘探孔深应达
11、到桩端以下23m。暗挖法施工的钻孔布置在暗挖结构边缘外侧35米的位置；风亭及其风道、出入口及其通道均布置钻孔。,4,方案策划钻孔策划,区间隧道：暗挖法之矿山法施工段：双线单洞段在结构两侧35米左、右交错布置；双线双洞段沿洞间中线单排布置。 暗挖法之盾构段：钻孔在隧道结构外35米左、右交错布孔。若左右线间距超过18m，或设计要求采用左右单独布置，提供2个地质纵断面图。高架段：地质简单的直线段柱基地段、每34个柱基布置一个勘探点；地质复杂、高架线路曲线以及大跨越地段，每个柱基应布置勘探点，并进行原位测试。,4,方案策划,详细勘察阶段：,应分车站、区间提供沿线地下水类型、补给和排泄条件、流速，流向、
12、渗透系数、历年最高水位、枯水位、勘察时水位、水质等水文地质资料。,4,方案策划,施工勘察阶段：,施工中的岩土工程勘察工作宜包括下列内容：1 验证勘察资料的准确性，根据实际情况及时调整勘察报告中提供的技术参数；2 解决施工中遇到的工程地质及水文地质问题；3 对沿线重要高大建筑物及附近地面沉降进行监测；4 绘制隧道竣工地质剖面图；5 对地下水动态进行长期观测；6 对围岩或衬砌中进行岩体应力及变形观测。,4,方案策划, 工程地质调查与测绘； 勘探与取样：钻探、井探、槽探；地球物理勘探：要求被探测对象与围岩具有明显差异性；有一定埋藏深度和规模；抗干扰。 地下水：查明水文地质条件；,勘察手段：,4,方案
13、策划, 原位测试：标准贯入试验；动力触探试验；旁压试验；静力触探试验；载荷试验；十字板剪切试验；波速试验等。剪切波速Vs的测试深度hc要求：地面或一般冲刷线以下25m，并不得小于基底下10m（抗震规范要求）；对于坚硬场地土hc10m；中硬场地土10hc15m ；中软场地土15hc20m ；软弱场地土hc20m（测至基底以下的深度，地铁规范）。 岩土试验：常规试验：物理：颗粒级配、比重、天然含水量、重力密度、最大和最小密度、液限、塑限、有机质含量等；力学：内摩擦角、粘聚力、压缩系数、压缩模量等。特殊试验：基床系数、热物理指标、动力性质试验、无侧限抗压强度、静止侧压力系数、电阻率等。,4,方案策划
14、,岩石试验内容宜包括：比重、密度、吸水率、软化或崩解试验、膨胀试验、极限抗压强度、泊松比、抗剪强度、抗拉试验等。试验数量：每个地质单元宜做3组，每组3块，破碎带地段应加做或用其它方法测定。,5,注意事项,1、与“地基基础勘察”相比，地铁勘察的地下部分关注的重点往往不是“地基承载力”，而是围岩稳定性和土石可挖性。 “围岩是指隧道周围一定范围内，对其稳定性产生影响的岩土”。围岩分类根据岩体强度、结构特征和完整状态确定，土体则根据土的类别、粘性土的状态、碎石土的湿度确定，当受地下水影响时，围岩类别适当降低。（按照“地铁勘察规范”，类围岩稳定性增加；按照“铁路隧道设计规范”， 类围岩稳定性降低。判别依
15、据应事先沟通 ） 土、石可挖性分级：从容易到困难分为级，依次为松土、普通土、硬土、软石、次坚石、坚石。和施工造价估算依据不同，存在难以准确归类的情况。2、卵石或砾岩中砾石的强度、粒径对盾构及围护结构（桩）施工影响很大，勘察期间应重点查明。(小口径钻探往往无法满足要求，应结合探井、既有基坑调查等手段进行综合分析，也可根据小口径钻探岩芯进行估计),5,注意事项,3、作为埋深很大、周边环境复杂的地下工程，对安全性要求很高，对工程地质、水文地质条件的查明要求更高，在条件复杂地段，施工阶段容易 “扯皮”，勘察报告中应考虑得更周全一些。4、场地类别划分时，计算深度与“建筑抗震规范”不同：应取地面下或一般冲
16、刷线以下25m，并不得小于基础地面下10m。铁路场地液化判别：液化临界标贯击数NcrN01234，计算公式与公路、建筑“抗震规范”不同，粘粒重量百分比c取值无“小于3或为砂土时，采用3”的限定。5、某些设计单位要求提供“结构所处的环境类别及其作用分级 ”，房山线要求根据行业标准铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定（铁建设2005157号）及（局部修订版，铁建设2007140号） 进行判别。判别依据应事先沟通。,5,注意事项,6、地铁周边环境、场地内及周边地下管线、构筑物等对施工影响较大，宜在勘察报告中结合工程地质、水文地质条件综合分析对地铁工程的影响。7、钻孔应尽量布置在结构之外，并做好钻孔回填工
17、作，尤其是钻孔对隔水层破坏较大，易造成地下水径流条件改变时；当钻具掉落在对施工（尤其是机械施工）有影响区域时，应在勘察报告中阐述掉落的位置、深度，可能的影响等；当钻孔对地面交通影响较大时，更应做好回填工作。,6,典型工程实例,拟建北京地铁九号线勘察第合同段起点为北京西客站，经羊坊店路、玉渊潭公园、首都体育馆南路，到海淀区白石桥与地铁四号线衔接。,该项目复杂、特殊的地层及地下水条件，特殊的地理位置都给勘察和施工造成极大的困难。,海淀区,地铁九号线勘察第二标段范围内概化工程地质剖面,:砂卵石层,:砂卵石层、第三纪岩层,:粘性土、砂卵石层,:砂卵石层、第三纪岩层,6,典型工程实例,:土层、岩层,九号
18、线军事博物馆站,涉及的主要工程地质问题：1、场地条件复杂、降水井无法封闭，基岩顶面的潜水难以疏干，砂卵石地层渗透系数大，涌水量大，暗挖施工困难；后经多次专家论证，将车站主体下调约8m，将顶板置于基岩内一定深度。2、南北换乘厅采用明挖施工，围护结构为护坡桩，砾岩中的大粒径砾石给成孔造成困难；采用全套管冲击成孔工艺3、下穿既有的一号线，运营公司对1号线的沉降量提出非常苛刻的要求。,6,典型工程实例,涉及的主要工程地质问题：1、以盾构施工为主，大粒径卵石及砾岩中的砾石给盾构选型及实际盾构施工过程（隧道盾构、盾构始发接收井、换刀井等围护桩）均带来很大困难。选用从加拿大进口、量身订做的LOVAT盾构机
19、（土压平衡），盾构功效较慢，但能够解决问题。2、玉渊潭东湖地表水和地下水关系复杂且难以准确查明，给盾构机压力平衡带来困难，且湖底开仓风险极大。东湖水进行了基本疏干处理，意义？,军事博物馆白堆子站区间,3、隧道坡度变化较大，既有下坡、又有抬头，且穿越地层变化较大，地表环境复杂（玉渊潭东湖、军事机要部门等），均给盾构施工带来困难。,6,典型工程实例,要想做好地铁工程勘察，除应对工程地质、水文地质知识较为熟悉外，还应对施工工法、设备、工艺均有所了解，对地铁施工过程中常见的问题（降止水、岩土体加固、基坑支护、盾构施工等）有所把握，具备和参建单位协商解决问题的能力。既要专业、又要综合！,介绍完毕！谢谢大家！,
