深圳東部華僑城、三洲田森林公園巖土工程勘察

蔡學文

(深圳市勘察測繪院有限公司，廣東深圳 518028)

深圳東部華僑城、三洲田森林公園巖土工程勘察

蔡學文?

(深圳市勘察測繪院有限公司，廣東深圳 518028)

深圳東部華僑城、三洲田森林公園，位于深圳市梧桐山東麓。本文結合工程實例，采用計算機軟件進行最危險滑動面自動搜索，計算得到各斷面的穩定安全系數，并對隧道支護及施工措施提出建議，同時論證水庫壩基穩定，對類似場地勘察工程實施有一定的參考意義。

穩定安全系數；隧道支護；水庫壩基

1 項目概況

深圳東部華僑城、三洲田森林公園，位于深圳市梧桐山東麓，如圖1所示，地跨鹽田與龍崗兩區，總占地面積46.9 km2。其中東部華僑城及三洲田1、2號地塊占地近9 km2，由華僑城集團斥資35億元精心打造，集三個生態主題公園、兩個山地高爾夫球場、三座主題小鎮、四家主題酒店、四臺主題演藝、主題地產和主題佛教園區等于一體，主要包括大俠谷探險樂園、茶溪谷度假公園、云海谷體育公園、大華興寺、茵特拉根華僑城酒店、茵特拉根酒店、天麓大宅、大劇院、觀光塔、森林小火車和纜車以及三洲田別墅群等，體現了人與自然的和諧共處。

三洲田森林公園占地37.9 km2，核心區域為森林生態及景觀保護區，占森林面積的70%以上。三洲田片區內有三洲田村、三洲茶場、三洲田水庫、梅沙尖、大小三洲塘、紅花壢、落馬嶺水庫等。

圖1 場地交通位置圖

2 項目設計方案

由項目概況可知，本工程包括的單元分項目較多，分別由多家設計單位設計。深圳市勘察測繪院有限公司承擔該項目的巖土工程勘察工程。其中森林小火車和鐵路和三洲田1、2號地塊的別墅的勘察設計難度較大。

深圳東部華僑城綜合旅游項目之森林小火車為旅游載客小火車，起點為生態公園站，終點為觀光小鎮站，長約2.9 km。主要設計參數如下:

設計速度為15 km/h，軌距為880 mm，最小曲率半徑為20 m，最大坡度為3.0%。其中:橋梁五座，橋下凈空5.0 m以上；隧道二個，洞徑4.0 m。橋梁設計荷載根據車輛軸重另行確定。

三洲田1、2號地塊的別墅大多采用架空式，如圖2所示，體現環保意識；采用人工挖孔樁基礎，避免破壞地形和植被。

圖2 別墅“架空”型式圖

3 關鍵技術、創新點、難點及解決方案

3.1 勘察場地特點

(1)地貌單元

勘察區位于深圳市梧桐山東麓，地跨鹽田與龍崗兩區，東北與馬巒山相連，南面遠眺大小梅沙灣。場地原屬丘陵地貌單元，其間分布有沖洪積溝谷，地形起伏較大，植被茂盛，地表普遍分布風化孤石。

(2)構造位置

勘察區位置在區域構造上緊鄰蓮花山斷裂帶，處于蓮花山斷裂的南西段，受地質構造影響，場地內基巖節理裂隙發育，巖體破碎，風化帶厚度大，基巖面起伏大在區域構造應力作用下，本區以北東向斷裂為主干構造，其次為北西向斷裂，場地及周邊地區構造密集，構造巖分布較廣。

(3)地層特點

勘察區內廣泛分布人工填土(填石)層、第四系上更新統沖洪積層、坡殘積層，場地下伏基巖主要由燕山期粗粒花崗巖及少部分泥盆系石英砂巖、石炭系灰巖組成。場地下伏基巖受構造影響，風化帶厚度變大，基巖面起伏大，其中全風化巖中下部及強、中、微風化巖均為良好的樁端持力層。

(4)水文地質特點

勘察區內分布有三洲田水庫、大小三洲塘、紅花壢水庫、落馬嶺水庫、上坪水庫，丘間溝谷多處分布有溪流、瀑布、泉眼。枯水季節溪水水量小，但因匯水面積較大，地表水流受降水影響顯著，洪水期溪水水量猛增。地下水的分布及埋藏特點與地形、地貌、巖性、構造條件密切相關。工作區內地下水主要受大氣降水補給，地下水類型主要為第四系松散層孔隙潛水、基巖裂隙水。

3.2 勘察工作的重點

(1)查明場地內巖土層的時代、成因、巖性及分布特征，提供物理力學性質指標，并對其進行評價。

(2)查明場地的水文地質條件，包括地下水類型、補給、排泄、徑流條件，地下水的化學特征，地下水與地表水的水力聯系，地下水運動規律以及地下水對基礎設施的腐蝕性等。

(3)查明場地動力地質作用特征，包括區域地質、地震活動、斷裂活動、軟土震陷、砂土液化等，并對其進行評判。

(4)查明工程場地的地質環境條件、地質災害現狀和潛在的地質災害情況，對評估區進行地質災害危險性綜合評估和地質災害危險性等級分區。對評估區的用地建設適宜性進行評價，提出工程防治措施、建議，以及工程建設中應注意的問題。

(5)在查明上述地質條件的基礎上，對天然地基、復合地基及樁基礎進行評價，提出基礎選型及持力層建議，或地基處理建議，并對基礎設計及施工中遇到的巖土工程問題提出建議。

(6)分析隧道巖土體工程地質特征、主要工程地質問題及其評價、隧洞圍巖分類、進出洞口工程地質分析，邊坡穩定性評價，進行開挖邊坡支護參數建議。

3.3 勘察工作的難點

(1)勘察區占地面積大(達46.9 km2)，工程類型及建(構)筑物種類繁多，包括酒店、天麓大宅(共64幢)、大劇院、觀光塔(塔高＞100 m)、森林小火車和鐵路，公園管理站、管理處、停車場、景觀亭、直升機坪以及公共場所，以及各景區的道路、橋梁、隧道、邊坡等。

(2)勘察區位于梧桐山東麓，地形地貌條件復雜，跨越丘陵、臺地、溝谷等多個地貌單元；工程地質和水文地質條件十分復雜。地表水水系發育，地下水受地質構造影響，構造裂隙水發育，地下水對隧道、邊坡施工影響大。

(3)由于燕山期粗粒花崗巖分布區風化不均，多發育有中等～微風化球體(俗稱孤石)，且各基巖面起伏較大，對于工程橋梁基礎持力層判斷尤為重要。查明基巖起伏和風化球埋藏情況也是勘察工作難點。

(4)場地適宜性與穩定性評估，地質災害評估與防治，邊坡穩定性評價與支護等，景區建設與環境保護相結合，如何做到生態保護也是工作難點。

(5)三洲田水庫的滲漏和壩基的穩定性調查是個難點。

(6)淺層地震試驗(反射波法)測定地層巖性、地質構造，巖石點荷載試驗測定巖石強度，前人的經驗不多，因此如何保證測試結果的準確可靠十分重要。

(7)工期緊，任務重，野外及室內試驗數量多、要求高且復雜，能否按時完成各項勘察任務，對勘察單位的技術力量和勘探測試力量是個檢驗。

3.4 勘察工作方法

根據場地工程地質條件、擬建工程特征以及設計單位提出的技術要求，綜合本次勘察工作重點和難點，本次工程勘察工作主要采用工程地質測繪、遙感地質、工程測量、工程物探(淺層地震)、工程鉆探、取試樣、原位測試(標貫試驗)、地質災害評估、室內土工試驗、巖石抗壓試驗(飽和單軸抗壓、點荷載)等勘察方法和技術措施。

3.5 本次勘察工作所取得的主要成果

本次勘察工作所取得的主要成果如下:

(1)查明了場地內巖土層的時代、成因、巖性及分布特征和物理力學性質，為基礎選型、軟基處理評價提供了充分的依據。特別是運用了鉆探和物探相結合的方法，查明了各基巖面空間起伏狀態，風化孤石、風化球埋藏及分布情況。

(2)查明了場地的水文地質條件，包括地下水類型、補給、排泄、徑流條件，地下水的化學特征，地下水對基礎的腐蝕性等。

(3)查明了區域地質、地震地質條件，對場地穩定性進行了評價，并提供了抗震設計所需參數，對軟土震陷、砂土液化進行了評判。

(4)在對場地整體環境評價的基礎上，提出了基礎選型及持力層建議，提出了本工程在特殊工程地質條件下地基處理建議，提出了基礎設計及施工中應注意的問題。

(5)查明了工程場地的地質環境條件、地質災害現狀和潛在的地質災害情況，對評估區進行地質災害危險性綜合評估和地質災害危險性等級分區。對評估區的用地建設適宜性進行評價，提出了工程防治措施、建議，以及工程建設中應注意的問題。

(6)對“架空”型樓板下的地層運用鉆探結合物探的方法，查明其有無大的構造裂隙及風化球發育。

(7)在擬建隧道附近，增加地表測繪和調查。如在1號隧道附近地表見一斷層，根據斷層產狀和某鉆孔巖石風化的特殊性，推測斷層在鉆孔B3附近通過，提出斷層使隧道圍巖類別降低，為隧道工程不利地段。另在鉆孔B2處為一溪溝，長年流水不斷，隧洞頂距地表僅3 m左右，隧道開挖時，極易出現冒頂現象，或地下流管涌、巖石塌陷等現象，提出施工時應采取有效支護措施加以防范，以上兩種情況在隧道開挖時得到驗證。

(8)勘察期間，我們對三洲田進行了1個月內的連續觀測，整理了水位觀測曲線及孔隙水壓力觀測成果圖，通過計算證實了水庫防滲措施得當、壩基穩定。

圖3 水庫水位觀測曲線

圖4 某剖面的邊坡穩定性計算示意圖；穩定性系數:1.400(Janbu法)

(9)采用計算機輔助分析方法對邊坡穩定性進行分析，根據地質測繪及鉆探結果，選取某坡度較大的區間道路邊坡所在的剖面進行現有邊坡穩定性分析。應用Janbu法進行計算，邊坡形態為現狀坡。該邊坡的計算示意圖及安全系數如圖4所示。

(10)在查明工程地質條件基礎上，對主要工程地質問題進行評價、提出了基礎選型、地基處理建議，隧洞圍巖分類、進出洞口工程地質分析，對隧道支護及施工措施提出建議、邊坡穩定性評價，提出開挖邊坡支護參數建議。

3.6 勘察工作主要特點

(1)執行國家、地方、各行業標準，勘察要求高

本次勘察工作不但執行國家、廣東省及深圳市現行規范標準，同時也執行各行業有關標準(包括工民建、公路、市政、鐵路規范等)，執行過程中按就高不就低的原則進行。

(2)勘察手段多，勘察方案合理

采用工程地質測繪、遙感地質、工程測量、工程物探(淺層地震)、工程鉆探、取樣、原位測試(標貫試驗)、地質災害評估、室內土工試驗、巖石抗壓試驗(飽和單軸抗壓、點荷載)等多種方法。勘察方法針對性強，勘察工作量合理，勘察實施過程中與業主和設計院等單位保持實時聯系、溝通，及時調整現場作業和試驗的要求，以合理的勘察方法及工作量滿足不同規范需求，使方案達到最優化。

(3)勘察技術新

①淺層地震勘察:由于巖土層的彈性性質不同，彈性波在其中的傳播速度也有差異。利用人工激發地震波在巖土介質中的傳播規律，探測淺部地質構造或測定巖土物理力學參數、判定地層巖性、地質構造。采用地震反射波法在本項目巖土工程勘察中得到充分應用。

②巖石點荷載試驗:將巖石試件置于上、下一對球端圓錐形加荷器之間，通過加荷器對其施加集中荷載直到破壞以測得巖石的點荷載強度指數和強度各向異性指數。該設備便于攜帶，對試件形狀不要求規整，在對風化巖體研究中具有獨特的優勢，前人的經驗不多。

③遙感地質:利用衛星遙感地質資料，解釋不良地質現象。

(4)勘察報告論證充分、數據可靠、信息量大

對巖土層物理力學指標的評價綜合了不同勘察方法的結果，進行了深入的分析，通過大量的統計、計算和分析，從多方面、多角度論述評價了各巖土層物理力學性狀。

(5)勘察報告資料齊全、結論明確、建議合理

勘察報告在綜合分析的基礎上對基礎選型，邊坡支護及可能遇到的巖土工程問題提出了分析和建議，結論明確、建議合理，為場地的合理使用、基礎設計和施工及工程的順利開展提供了可靠的工程地質依據。

(6)后期服務及時、到位，各參建單位滿意

勘察報告提交后，技術人員及時參與各項基礎及地基處理論證，在基礎施工期間，公司派出技術人員及時參加驗樁驗槽的工作、參加技術方案的討論、難題的處理，提供了良好的服務。

(7)施工及使用期間未出現過質量事故和安全事故

4 應用、效益與推廣

深圳是個花崗巖風化球很發育的地區，本項目為花崗巖風化球的勘探積累了不少經驗，深圳市勘察測繪院有限公司后來所做的梅林水榭花都別墅區勘探、寶安尖崗山別墅勘探均從該項目汲取了寶貴的經驗。

深圳東部華僑城和三洲田森林林公園自2007年7月28日試業以來，先后獲得由國家旅游局和國家環境保護部聯合授予的國內首個“國家生態旅游示范區”，2008年度“中國十大休閑文化基地”，由深圳市政府授予“循環經濟標兵單位”榮譽稱號，天麓大宅榮獲聯合國“全球人居環境示范社區”稱號，及其他由社會各界有影響力組織授予的共20多項榮譽。截至2008年底，項目一期已接待游客達300萬人次，實現稅收5.0億元，預計至2009年底將實現45億元收入，實現了生態、經濟、社會效益的和諧統一。

[1] 《工程地質手冊》編寫委員會.《工程地質手冊》(第三版).北京:中國建筑工業出版社，1992

[2] 林宗元.巖土工程試驗監測手冊.北京:中國建筑工業出版社，2005

[3] DBJ15－31－2003.建筑地基基礎設計規范[S].

[4] GB50011－2001.建筑抗震設計規范[S].

[5] GB50330－2002.建筑邊坡工程技術規范[S].

Discussing Obviously Investigation on Shenzhen OCT.EAST＆San Zhoutian Forest Park

Cai XueWen
(Shenzhen Geotechnical Investigation And Surveying Institute，Shenzhen 518028，China)

Shenzhen OCT.EAST＆San zhoutian Forest park is located on the east foot of Mt.Wutong。Related to engineering example，the most dangerous slip surface is automatically searched by using computer software，the stability factor of safety of each section is computed，the tunnel retaining＆construction measures are suggested，the stability on foundation of the reservoir dam is demonstrated，which can be used for reference to geotechnical investigation on similar project.

stability factor of safety；tunnel retaining；foundation of the reservoir dam

1672－8262(2011)01－164－04

TU19

B

2011—01—14

蔡學文(1974—)，男，高級工程師，主要從事巖土工程勘察設計工作。

獲獎項目:本工程獲2009年度全國優秀城市勘測工程二等獎。