深圳軌道交通勘察監理實施成效及問題探討

周新權

(上海市隧道工程軌道交通設計研究院，上海 200235)

隨著城市經濟和社會快速、持續發展的需要，越來越多的城市加入到軌道交通建設的隊伍中。深圳市作為中國第一個經濟特區和珠三角重要城市之一，已逐步發展成現代國際化城市。近幾年來，深圳軌道交通事業也日益發展壯大，目前多條線路已建成通車，后續數條線路也已全面展開。勘察設計作為軌道交通建設的前期工作，對整個工程建設至關重要。軌道交通勘察是軌道交通工程基本建設管理中一項重要的基礎工作，在項目投資決策和項目建設中具有十分重要的作用，是編制建設項目設計文件的依據，對整個軌道交通工程建設顯得尤為重要。勘察文件的質量直接影響著設計的經濟性和合理性，甚至會影響到后期軌道交通施工和運營的安全性。由于巖土工程勘察工作的重要性，而軌道交通勘察更具有線路長，一般需途經城市繁華地區，地貌和地質單元具多樣性和復雜性的特點。為便于有效規范和統一管理勘察市場，提高巖土工程勘察資料的可靠性，節約勘察費用和建設成本，越來越多的城市已經建立了軌道交通勘察監理機制。為確保勘察工作的順利進行，勘察單位能更好地服務于設計和業主，提高勘察質量、節約成本、保證工期進度，這就要求勘察監理單位不斷探索監理對策、改進監理方法、提高監理效率，協同業主和勘察單位處理好勘察過程中出現的各種難點問題，提早預防、及時處理，從而推動軌道交通巖土工程勘察的健康可持續發展。文中將以深圳市軌道交通9號線為例，對深圳地區城市軌道交通巖土工程勘察監理的作用、成效及存在的問題加以論述和探討。

1 概況

深圳市軌道交通9號線主要途經南山區、福田區和羅湖區，線路全長約25 km，設22座車站，均為地下線;另設停車場和車輛段各1座，線路整體呈“幾”字形。

深圳市軌道交通9號線工程采用總體總包模式，勘探外業勞務和室內巖土試驗均由分包單位承擔。工程位于深圳市區，沿線地貌大致分濱海淺灘、海積或沖積平原、臺地及低丘陵地貌三類。

2 勘察監理的重點和難點

由于深圳軌道交通9號線地處深圳市區，線路穿越密集的商業區和居民區，地面建筑、交通、地下管線等成為制約勘察施工的明顯因素。根據擬建工程的場地環境條件、外部條件及軌道交通工程特點，工程勘察有如下難點:場地環境條件復雜，接口管理多，協調(與道路、交警、城管、綠化、管線單位及周邊用地業主等)難度大，現場勘探難度大;城區城市地下管線密集，野外鉆探施工存在較多風險源;部分路段可能需要占道施工，道路交通和勘察作業相互影響;各階段勘察任務完成工期緊，各工點勘察同時進行，管理幅度增大，勘察進度和質量控制難度大。另外，沿線場地特殊性巖土較多，不良地質發育，主要表現在以下幾個方面:

1)人工填石。深圳土地資源相對匱乏，為滿足城市建設高速發展的需要，局部需進行填海造地，造成該地段廣泛分布填石層，如深圳前海和后海片區等。由于填石層成分、性質、范圍等均具不均勻性，其塊徑又大小不一，分布范圍和最大埋深僅以鉆探的手段很難準確判斷，對地鐵工程設計施工影響較大，尤其是對明挖基坑工程的圍護墻和樁基礎施工都有很大影響，若填石經過強夯到達軟土底面時甚至會進入地鐵區間隧道從而影響盾構的通過。

2)軟土。深圳灣廣泛分布著第四系海積淤泥層，淤泥層分布厚且變化大，其具有含水量高、孔隙比大、強度低、壓縮性高等不良工程特性，同時軟土還有低滲透性、觸變性、流變性和欠固結等特點。工程建成后，軟土引起的工后沉降往往較大，對工程的安全運營影響很大;同時在上部荷載和震動的長期作用下，軟土的觸變特點往往會使其強度降低，從而進一步加大構筑物的變形量。基坑開挖易導致基坑失穩，在施工中易產生流泥，地震或震動力作用時可能發生震陷，不利于車站及隧道的開挖和穩定。

3)花崗巖風化殘積層。深圳地區是典型的花崗巖地區，花崗巖殘積層顆粒成分具有“兩頭大、中間小”的特點，即顆粒成分中粗顆粒和細顆粒含量較多，而介于其中的顆粒成分較少，這種獨特的組分特征使其兼有砂土和粘性土的特征，而細顆粒也容易從粗顆粒中隨著地下水的流動而流失，當水壓力過大時也容易產生流土、管涌等滲透變形現象。花崗巖風化物遇水浸泡后易擾動軟化，擾動后的土層的性質接近砂層，可能引起基坑失穩、地面沉降等災害，施工風險大。

4)花崗巖風化球。花崗巖風化球(孤石)常見于深圳地區，對地鐵施工尤其是盾構施工有很大的不利影響。風化球往往很完整，裂隙不發育，巖樣強度高，且大小不均，分布具有不確定性;且現有勘察手段很難準確地判定其分布量、分布范圍等，鉆探僅能偶爾觸及，物探由于受干擾因素眾多，成果解譯的可靠性也較差。盾構施工時若遇到花崗巖風化球往往需付出很大的經濟代價進行處理，且會造成施工工期的延誤，嚴重時甚至須改變線路的局部走向。

5)基巖起伏。深圳地區基巖主要以燕山期花崗巖為主，局部地區基巖起伏較大，微風化巖侵入區間隧道范圍，而微風化花崗巖一般強度高，屬硬質巖石，對區間盾構通過極為不利。基巖起伏地段對地鐵隧道設計施工影響較大，對隧道施工選型尤為重要，而勘察能揭示最高基巖面的幾率往往很小，簡單地通過勘察報告中地質剖面調整區間隧道線位、坡度等未必能完全避開基巖凸起部位。

6)斷裂。深圳地鐵局部處于斷裂束范圍內，雖不是全新世活動斷裂，但局部仍揭示到斷裂跡象，巖石較為破碎。斷裂對工程的影響主要體現在巖體破碎，工程地質條件差，地下水豐富，水文地質條件差，因此，斷裂地段對地鐵的設計和施工亦有較大影響。

3 勘察監理監控要點

軌道交通勘察監理的主要工作是對勘察單位勘察過程的質量、安全和進度等進行監控，對勘察實施文件和成果文件進行審查，對勘察費用進行審核。勘察監理工作重點是對勘探野外工作的監控，其時效性較強，故要求勘察監理工作必須把住源頭、關鍵問題重點監控，以及對重點難點問題充分論證咨詢。勘察監理流程如圖1所示。

圖1 勘察監理監控流程圖

1)前期。編制《巖土工程勘察監理大綱》，并提交業主審查通過后實施，而后審查勘察總包提交的《巖土工程勘察大綱》、勘察總包和分包的人員、資質、勘探儀器設備等情況，提出監理審查意見。

2)勘探現場。勘探現場第一手資料的真實性和可靠性將直接影響到整個勘察成果的質量，故勘察監理的工作重點亦是從源頭抓起，對勘探現場關鍵性節點進行控制，確保勘察質量和安全。

a.人員、設備檢查:按《巖土工程勘察大綱》的要求檢查并落實各類勘探工作投入的施工人員、機具設備的到位情況、封孔材料的準備情況，以及勘察單位技術負責人向現場外業勘探人員技術交底情況。

b.開孔檢查:地鐵線路一般均根據現有城市道路敷設。地下管線密集，由于勘探野蠻施工而導致地下管線破壞的事故屢有發生，故要求現場施工人員應有足夠的安全意識，鉆探施工前勘探孔位置須經相關管線公司確認后，尚應對淺部土層進行人工探挖，探挖深度不小于3m，經勘察現場技術人員和監理人員確認后方可進行機鉆。

c.過程抽查:鉆探野外作業對勘探質量尤為重要，由于目前勘探施工隊伍人員素質參差不齊，個別隊伍為了達到經濟效益弄虛作假，容易造成勘探揭示的地層情況與實際情況不符，這就要求勘察監理人員對整個勘探過程進行有效的監控。勘探施工過程中應隨時檢查鉆探巖芯采取率是否符合規范要求，勘探過程是否按規定量測地下水位，標貫等原位測試是否按《巖土工程勘察大綱》要求執行，勘探、測試原始記(編)錄是否符合規范要求。要求在鉆探過程中第一時間描述巖土鑒別特征，準確、真實地反映勘探過程、情況，避免漏記或事后補記的現象發生，檢查巖土試樣的采取、保管是否符合相應的規范要求，土樣蠟封及運輸是否及時等。檢查過程中監理人員要總結經驗并善于發現操作人員的違規操作甚至弄虛作假的現象，如土樣采取時未選用取土器而直接巖芯包樣、標貫試驗違規操作甚至不做而直接寫上標貫擊數、鉆進回次不滿足要求及編錄不及時或事后補記等。

d.終孔檢查:首先應檢查孔深是否達到設計孔深的要求，這就要求鉆探最后一鉆提鉆前，現場技術人員對勘探孔的深度應進行量測，監理人員應檢查其量測過程是否符合相關規定，待雙方確認簽字后方能終孔。這就能有效杜絕個別鉆探機組終孔未達到設計孔深而人為的把巖芯拉長的情況出現。同時終孔后尚應檢查是否按要求進行有效封孔，對不需保留的巖芯和施工中溢出的泥漿等廢棄物應及時清除，保持勘探施工作業區域的干凈衛生，做到機走場清。

e.管理:地鐵工程勘察往往工期較緊，勘探現場也往往多個標段、多個工點同時進行，若要做到面面俱到，勘察監理單位通常需要配置龐大的監理隊伍進行現場監理。目前大多監理單位難以勝任，故監理單位在上述關鍵性節點進行控制的同時，更重要的應是對勘察總包單位對現場管理的監控，這主要包括總包單位人員的到位率、對分包單位人員的管理、勘探現場的檢查以及現場存在的問題的執行力度等，做到有的放矢、有效監控。

3)室內試驗。室內巖土試驗的質量對整個勘察成果報告的影響甚大，勘察報告中大部分巖土物理力學性質指標一般都是建立在室內試驗成果的基礎上提出的，故勘探監理單位對室內試驗的監控也非常重要。首先，監理工程師應對室內試驗的環境條件、室內試驗的儀器設備、試驗人員資質等情況進行檢查。其次，試驗過程中監理人員采用巡視、抽查的方式對試樣的開樣、制樣和試驗操作進行監督管理，檢查試樣的驗收、保存、制備等過程，檢查中要善于發現試驗人員的操作陋習，并重點檢查可能存在不按規范要求進行的試驗操作甚至弄虛作假的情況，如固結快剪試樣預壓時間不足或者制備的試樣不足、測定含水量的試樣未進烘箱、固結試驗讀數時間為趕時間未按規范要求操作等。最后，檢查試驗成果的整理、分析是否符合相關規范要求，計算是否準確無誤等。

4)勘察報告。勘察成果報告的質量直接影響著地鐵工程建設和運營的安全，一份優秀的勘察報告不但能提醒設計和施工在建設過程中由于巖土工程問題而存在的風險，提早做好預防和處理措施，保證工程建設的安全，而且有時還能大幅度降低工程建設的成本，故勘察監理對勘察成果的監控和審查就更為重要，主要體現在以下幾個方面:

a.審查勘察報告對相關規范和總體設計要求的執行情況，重點是強制性條文執行與否，實際完成的勘探、測試、試驗能否滿足相關要求。

b.勘察單位能否根據已查明的車站基坑開挖、隧道推進及影響深度范圍內巖土層的類型、工程特性、地質構造、巖石的堅硬程度、巖體的完整程度、巖體受地質構造影響程度、地下水的發育情況等，準確評價其對施工的不利影響和隧道圍巖分級的正確劃分，并提出合理的防治措施和工程建議。

c.地下水的埋藏情況、類型、變化情況、發育情況和腐蝕性情況等是否按相關規范和技術要求進行詳細查明，勘察報告是否提出了合理的土層滲透系數和抗浮設計水位。

d.不良地質的分布范圍、危害程度及特殊巖土是否按相關規范要求進行詳細查明，能否正確分析其對工程的不利影響，提出的工程建議和防治措施是否合理、恰當。

e.深圳地區抗震設防烈度為7度，勘察單位是否按相關規范對地震效應進行了詳細查明，是否劃分了場地類別和建筑抗震地段，液化判別過程和結論是否正確。

f.室內試驗和原位測試成果是否按相關規范要求進行了統計，提供的巖土參數指標是否合理、依據是否充分;勘察成果結論是否正確、對工程建設的建議是否可行，隧道開挖過程及地鐵運營后對環境的影響評價是否正確等。

勘察監理根據以上幾個方面對勘察單位提交的每份勘察報告均進行了認真的審查，在勘察成果審查過程中，審查人員與勘察單位的技術人員進行了充分的溝通與交流，下面就深圳地區地鐵勘察成果報告中出現的幾點共性的問題進行總結和探討。

a.巖石的單軸抗壓強度。巖石的單軸抗壓強度是劃分巖石堅硬程度的重要依據。一般都是通過室內巖石試驗得出的，具有較高的可靠性，但有時抗壓強度指標出現異常時應進行充分的分析和論證，而不是統計時加以簡單的剔除。如有時抗壓強度試驗時試驗破壞面是巖體自身的結構面，而這樣的試驗值往往偏低，也并不能代表巖石本身的抗壓強度，故該類值統計時應予以剔除。勘察報告中對試驗破壞面的描述也是必要的，這在勘察報告中很少能體現。另外單軸抗壓強度統計時，部分勘察技術人員為了變異系數的合理性往往把最大值和一些較大值亦予以剔除，主觀地認為這樣偏于安全，卻不知有時可能會造成工程建設的風險。如深圳某地鐵建設過程中由于單軸抗壓強度的統計時剔除了大值，從而導致盾構過程中盾構機刀盤的損壞，單軸抗壓強度的大值一般都是試驗的真實反映，是盾構機選型的重要依據，故統計時應予以保留。

b.全風化和強風化的劃分。深圳地區為典型的花崗巖分布區，花崗巖風化層中一般廣泛分布著全風化和強風化層。該兩層的分界勘察單位習慣的做法是根據GB 50021-2001巖土工程勘察規范附錄A.0.3以標準貫入試驗N≥50劃為強風化、50＞N≥30劃為全風化，而不考慮其巖土特性、細節特征。這種復雜地質問題的簡單化處理，結果容易將部分實為巖芯呈土狀的全風化花崗巖錯誤地定為強風化花崗巖，并進一步在巖土施工工程分級(原為土、石可挖性分級)中將其定為軟質巖石，從而增加了工程投資。一般全風化花崗巖巖芯呈土狀，鉆探巖芯采取率較高，而強風化花崗巖巖芯呈土夾碎塊狀或半巖半土狀，鉆探巖芯采取率相對較低，干鉆鉆進也較困難，故該兩層分界面的劃分僅以標準貫入擊數作為唯一依據而不考慮巖土本身的特性應值得探討。

c.軟土問題。深圳為非典型的軟土地區，軟土的分布并不廣泛。如9號線僅在深圳灣附近分布有海相沉積的淤泥質粘性土，而在其他地區并未有軟土發育，但局部區域分布有軟塑～可塑狀的粘性土，而勘察單位習慣將該層冠名為淤泥質土，從而定為軟土。從室內土工試驗統計成果來看，該層孔隙比為0.85左右，液性指數為0.7左右，并未達到軟土標準，若將該層定為軟土，其物理力學指標亦根據軟土的特性提供，并不合理，從而容易誤導設計人員，加大了后期建設的成本。

4 結語

深圳是全國快速發展軌道交通事業的城市之一，其勘察監理機制建立至今已有多年，勘察監理在軌道交通建設中實施的成效和發揮的作用已經逐步得到了體現，對規范軌道交通勘察市場也起到了越來越積極的效果。勘察監理通過對前期勘察大綱和人員資質的審查，規范了現場勘探隊伍，優化了勘察實施方案;通過對勘探現場和室內試驗的重點監控，勘察單位的現場作業也更加系統化和規范化，基本杜絕了野蠻施工的現象，弄虛作假的情況也得到了遏制，提高了勘探質量和勘察成果的可靠性;通過對勘察報告的全面審查，使得勘察成果內容更加全面和有針對性，提供了更為合理的巖土參數和恰當的工程措施建議，充分提高了勘察成果的質量。

勘察監理在軌道交通勘察中對控制勘探風險、提高勘察質量、節約建設成本等方面已起到舉足輕重的作用，但勘察監理單位在今后的工作中仍應不斷總結經驗，探索更加有效的監理方法，提高監理效率，更好地服務于業主，并能及時處理好勘察過程中出現的各種難點問題，使軌道交通勘察工作更能持續健康發展。

［1］ TB/T 10403-2004，鐵路工程地質勘察監理規程［S］.

［2］ GB 50021-2001，巖土工程勘察規范(2009年版)［S］.

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