昆明長水國際機場巖土工程勘探質量控制探索與實踐

張正雄，王光明

（中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司，云南昆明650041）

昆明長水國際機場巖土工程勘探質量控制探索與實踐

張正雄*，王光明

（中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司，云南昆明650041）

為確保在昆明長水國際機場工程建設的奮戰中能如期保質保量完成各項巖土工程勘探任務，結合昆明長水國際機場巖土工程勘探的復雜性和特殊性等特點，認真調查分析影響勘探工作質量的各項因素，從而采取有效措施解決了存在的各種困難，將勘探工作質量提高到了一個新的水平，為數十項勘察報告提供了可靠的原始參數，為評價昆明長水國際機場地層分布和巖溶發育等情況提供了準確科學的依據，滿足了各階段工程設計對工程地質條件查明深度的要求。

巖土工程；勘探；質量控制；探索；實踐

1 概述

1.1 工程概況

昆明長水國際機場是我國“十一五”期間興建的唯一一座面向東南亞、南亞，連接歐亞的國家門戶樞紐機場，是特大型城市基礎設施項目和交通基礎設施項目，也是全國繼北京首都機場、上海浦東機場、廣州白云機場之后第四家實現雙跑道獨立運營模式的機場，其前身是昆明巫家壩國際機場。

昆明長水國際機場占地面積約26.26km2，航站樓面積約39×104m2，機場場址位于昆明市官渡區長水村，距昆明市直線距離約24.5km。工程區廣泛分布有生物碎屑灰巖、虎斑狀灰巖夾砂屑灰巖、白云質灰巖等碳酸鹽類巖石，碳酸鹽類巖層單層厚度較大，受地質構造影響強烈，節理裂隙發育，在長期的風化剝蝕和水作用下，易形成溶溝、溶槽、溶（孔）洞、石芽、石筍、溶蝕洼地及漏斗等巖溶形態（現象）及由巖溶發育而產生的地表塌陷和土洞，工程地質條件和水文地質條件十分復雜。

1.2 勘探工作環境及特點

（1）勘探作業面分布在整個機場范圍內，交通條件差，供水、修路修機場及設備搬遷難度大，土石方爆破開挖及回填施工、人工挖孔樁施工等交叉干擾突出，勘探成果質量難以保證。

（2）勘探工作貫穿于機場建設的全過程，任務急、工期緊、強度大，需要投入大量的勘探作業人員和機械設備方能滿足進度要求。

（3）工程區地層破碎、巖溶發育、地質條件復雜，勘探工作存在較大難度。

1.3 主要開展的勘探工作

根據昆明長水國際機場勘探工作的設計分布特點，南工作區單體建筑巖土工程詳細勘察分布在整個南工作區，其他勘探工作均分布在昆明新機場26.26km2的占地范圍內。主要開展的勘探工作有：昆明長水國際機場南工作區單體建筑巖土工程詳細勘察（12個工作區）、昆明長水國際機場工程地基處理與土石方補充項目巖土工程勘察（3個工作區）、昆明長水國際機場規劃二期工程建設用地預處理—西次跑道飛行區項目巖土工程詳細勘察（3個工作區）、昆明長水國際機場飛行區變形沉降監測勘探（15個工作點）、昆明長水國際機場供油工程機場油庫、航空加油站巖土工程詳細勘察、昆明長水國際機場場內公用配套設施工程地質詳勘及其它零星工程勘探（5個工作區）等。

1.4 勘探工作的主要目的

（1）查明地層結構、成因年代、分布、均勻性、巖土的物理力學性質，計算和評價地基的穩定性和承載能力。

（2）查明有無不良地質現象，提供不良地質現象防治工程所需的巖土技術參數和整治方案建議。

（3）查明溶洞、土洞規模，填充物性質和各項技術參數。

（4）查明擬建地區的地下水埋藏條件，提供地下水水位及變化幅度、規律、穩定水位、歷年最高水位及承壓水頭。

（5）查明擬建建筑場地范圍內詳細的巖土工程情況和設計施工所需的巖土參數。

（6）查明各層巖土的類型、結構、深度、坡度、傾斜方向、自然邊坡穩定等地貌形態、工程特性、技術參數等，分析和評價地基的穩定性、均勻性和承載力，提供適宜采用的承重地基土層和基礎方案的建議。

2 勘探工作質量控制中存在的主要問題

（1）勘探作業機組多，作業隊伍龐大，而作業人員勘探技術水平和操作技能參差不齊，不能有效保證勘探成果質量需求，給勘探工作質量管理帶來較大挑戰。

（2）部分區域白云質灰巖地層破碎、巖芯采取率低、巖芯品質差，尤其是在強風化、中風化地層中，巖層結構更加酥松、破碎，利用常規勘探工藝技術取得的巖芯質量較差，且易發生孔內“燒鉆”及“抱鉆”事故，難以滿足工程地質條件查明的深度要求。

（3）勘探工作處于機場建設的攻堅階段，任務急、工期緊、勘探強度大，各項工作銜接緊湊，而勘探作業點多面廣，同時存在著土石方爆破開挖及回填施工、人工挖孔樁等基礎工程施工、上部結構工程施工等交叉施工作業，交叉施工干擾大，作業環境惡劣，勘探工作質量控制具有突出的復雜性和艱巨性。

（4）勘探工作技術要求高，原位測試和土樣采集工作量大，大多回填區域采用標準型動力觸探原位測試難以獲取準確可靠的試驗參數，部分地層采用常規取土器難以保證土樣質量，采用傳統的工藝手段難以滿足勘探成果需求。

3 勘探質量控制探索與實踐

3.1 勘探質量控制探索與實踐的意義

作為中國第四大國際機場，國家“十一五”重點建設項目，昆明長水國際機場巖土工程勘探質量是否滿足指揮部及地質、設計要求，是否能為昆明長水國際機場工程建設提供第一手及時準確可靠的基礎數據，對勘探工作質量管理進行探索與實踐意義重大。通過采取科學的管理與控制手段，突出關鍵質量技術環節，摸索總結技術要點，從而有效解決勘探工作質量存在的問題，確保勘探質量和安全，順利推進勘探工作的開展是十分重要的。

3.2 勘探質量控制

經過對人員設備、勘探作業條件、地層情況、勘探作業技術與方法等方面做了認真細致的分析研究，影響昆明長水國際機場巖土工程勘探工作質量的主要原因為作業人員勘探水平參差不齊、部分區域地層復雜（破碎、巖溶發育）、交叉施工干擾大、作業條件差、原位測試及取樣方法不滿足要求。勘探工作質量控制主要針對存在的各項問題開展QC課題攻關，建立健全質量管理體系，加強項目組織與質量管理控制，科學合理組織施工，并對新儀器、新工藝及新技術進行摸索研究和實踐分析應用。

3.2.1 作業人員的質量控制

結合現場實際情況，建立了分區分級管理責任制，以逐級技術交底、培訓的方式為主，輔以項目技術負責人跟蹤培訓和監督指導的手段，加大對作業人員專業技術水平和操作技能的培訓力度，并重點加強對作業機組負責人的培訓和管理，通過作業機組負責人的現場質量管控來同步提升作業人員的綜合技能素質和水平，使作業人員牢固樹立“質量第一”的質量意識。同時，采取“優勝略汰”的原則，對操作技能水平低、勘探成果不能滿足要求的人員進行淘汰，對不符合勘探質量要求的鉆孔實行報廢處理。

3.2.2 復雜地層鉆進的質量控制

對于復雜地層的鉆進，安排技術力量強的作業機組進行勘探，技術管理人員現場蹲點指導，根據不同地層情況和勘探作業條件，正確選擇鉆進工藝和合理控制鉆進規程參數，重點解決鉆進和護壁的難題，并同時考慮巖芯采取率和巖芯品質方面的問題。

通過認真分析現場不同鉆進工藝技術特點和適應條件后，除了采用油缸上下給進來提動鉆具實現無泵反循環的硬質合金鉆進工藝方法，或結合實際情況配以孔底局部返循環的鉆進工藝實施鉆進外，采用SD系列鉆具，配以SM植物膠為沖洗液的鉆進工藝技術對復雜地層進行鉆進，減少對巖芯的擾動。

3.2.3 特殊作業條件下的質量控制

對于溝渠、方涵、落水洞及漏斗等受場地局限性大的勘探區域和土石方交叉施工區域，主要采用搭建腳手架平臺直接進入漏斗或溶洞區域進行勘探，以全面獲取勘探成果資料；對于人工挖孔樁的區域，主要采用直接下套管至基巖面，分別在樁底基巖面和樁口部位采用三角支桿支撐，固定鉆桿進行鉆進，以降低鉆桿大幅度振動對鉆進和取芯質量的不良影響；對于存在交叉施工干擾的工作面，按照“見縫插針”的原則，積極創造作業條件及時開展勘探工作，以便及時向設計提供勘探參數。

3.2.4 原位測試及取樣的質量控制

巖土工程勘探原位測試及取樣工作量大，不同地層需要采用不同的儀器、設備、材料及工藝。

（1）原位測試質量控制。高回填區域均為土料層與塊石層的交叉回填，獲取回填區域全面的力學指標，對于指導基礎工程施工和檢驗回填區的質量至關重要，而對于高回填區的原位測試，采用標準型動力觸探無法滿足相關要求。

根據原位測試的原理和地層的實際分布情況，采用連續超重型動力觸探的測試方法，對高回填夯實區進行原位測試并獲得了準確的采集數據。

（2）取樣質量控制。對于軟塑性粘土地層的土樣采集，采用常規的厚壁取土器無法采集到符合相關要求的土樣。根據軟塑性粘土地層的特點，對目前已有取土器設備的適應性和優缺點進一步對比分析后，廣泛采用薄壁取土器和三重管回轉取土器對軟塑性粘土地層進行取樣。

4 質量控制效果分析

（1）作業人員勘探業務水平有了明顯的提高，在連續不斷的交叉檢查與整改循環中取得了較大的提升，勘探質量改善明顯，符合地質、設計和相關規程對勘探成果的質量要求。

（2）有效解決了復雜地層鉆進和特殊作業條件下勘探工作的難題，采用傳統勘探工藝技術和新技術、新方法相結合的手段，有效提高了巖芯采取率和巖芯質量。

（3）夯實回填區采用連續超重型動力觸探原位測試，獲得了地基全面豐富的力學指標參數，軟塑性粘土采用薄壁取土器和三層取土器取樣，對提高土樣質量取得了明顯的效果，鉆孔原位測試和土樣采集質量滿足相關要求。

（4）各項勘探資料準確、真實、全面，為數十項勘察報告提供了可靠的原始參數，滿足了各階段工程設計對工程地質條件查明深度的要求。

（5）創造了單天最高勘探進尺超過800余米，月最高勘探進尺14000m的記錄，順利完成了遍布機場各個區域60余個工作面、8000余個鉆孔的11×104m勘探工作量，樹立了良好的質量品牌。

5 結束語

通過認真調查分析影響勘探工作質量的各項因素，及時發現并有效解決了實際生產中遇到的問題，使昆明長水國際機場巖土工程勘探工作質量得到持續改進和提高，勘探成果精確度得以提升。這對于提高改進和優化昆明長水國際機場巖土工程勘探質量控制工作具有強有力的推動作用，為深深扎根于昆明長水國際機場巖土工程勘探工作奠定了厚實的基礎，并總結積累了復雜條件下組織龐大作業隊伍和大批量鉆機設備進行巖土工程勘探的經驗。

[1]周利,張正雄.淺析趙家渡水電站碎裂鑲嵌結構白云巖地層鉆探工藝技術[J].云南水電技術，2009(4):65-69.

[2]晁海東.淺談巖土工程的施工管理及質量控制[J].科技資訊，2009.

[3]宋繼國.巖土工程的施工管理及質量控制[J].中華建設，2014.

[4]王宗文，尤蘇南.巖土工程勘察質量控制要點分析研究[J].工程建設與設計，2013.

P642

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1004-5716(2015)11-0005-03

2015-05-22

張正雄（1982-），男（漢族），云南宣威人，工程師，現從事鉆探技術工作。