尼日利亞現代化鐵路地質勘察工作實踐與思考

丁兆軍

（中國土木工程集團有限公司 北京 100038）

1 概述

尼日利亞現代化鐵路由Lagos-Kano段、Abuja-Minna段、Abuja-Kaduna段組成，總長1 291.59 km。

其中，Abuja-Kaduna段于2013年2月19日正式開工建設，2014年3月開始鋪軌，2016年7月26日開始運營。Lagos-Kano段，又分為Lagos-Ibadan段、Ibadan-Minna段、Kaduna-Kano段，于 2008年完成該段初步設計文件。Lagos-Ibadan段于2017年3月開工建設，計劃2020年開通運營；Ibadan-Minna段、Kaduna-Kano段以及 Abuja-Minna段于2019年11月進場全面開展勘察設計工作[1－2]。

2 地質情況及地質勘察原則

2．1 沿線地形、地貌以及地質概況

（1）地形地貌

擬建鐵路所經地區地形呈波狀起伏，地勢總體北高南低，地面高程為10～760 m。由南向北分為五大地貌單元，分別為：貝寧灣海岸濱海相海積平原區、波狀丘陵區、侵蝕平原及剝蝕殘丘區、尼日爾河及卡杜納河河谷區、豪撒高平原區。

（2）地層巖性

沿線出露的地表覆土層主要為第四系松散堆積層，以海積、沖積、洪積、殘積、坡積的黏性土及砂類土、碎石類土為主。黏性土以粉質黏土、粉土、砂質黏土為主。下伏基巖主要為第三系泥巖、泥質砂巖、頁巖、灰巖，分布于貝寧灣海積平原區，成巖作用較差，巖質較軟，部分泥巖、頁巖具弱膨脹性；白堊系沉積巖分布于侵蝕平原區，主要為泥質砂巖、泥巖、長石砂巖、粉砂巖、角礫巖等沉積巖，局部為鐵質砂巖含鐵礦石，層理明顯，質地較堅硬；侏羅系侵入巖主要為黑花崗巖和閃長巖等，中、粗晶斑狀結構；前寒武系變質巖夾侵入巖主要為花崗片麻巖、片麻巖、混合巖、片巖、石英巖等變質巖。侵入巖、變質巖為全線主要巖性，灰白色、雜紅色等，片麻狀構造，中粗粒變晶結構，主要礦物成分為長石、石英、黑云母、角閃石等，巖質堅硬。

（3）地質構造

本區大地構造單元為西非洲地臺，屬于活動性較弱地帶，對鐵路工程建設影響較小。

（4）不良地質和特殊巖土

沿線花崗巖、混合巖、片麻巖等全風化呈砂土狀，遇水易溜塌，路塹開挖須加強邊坡防排水及支擋防護措施。

第三系泥巖、頁巖地層，易風化剝落，具弱膨脹性。

沿線湖區、河流附近、浸水谷地、洼地分布有松軟土，強度低，工程性質差[3－5]。

局部傍山地段山坡分布危巖落石以及局部有人為坑洞，如采金坑、取土坑等。

2．2 地質勘探原則

主要依據《鐵路工程地質勘察規范》（TB 10012—2019）進行勘探，結合當地實際情況以及意大利咨詢TEAM的要求，制定勘探原則，經咨詢批復后實施[6－7]。主要勘探原則如下：

（1）橋梁工程（非可溶巖地段）鉆孔隔墩布置；涵洞基礎應有勘探孔控制；公跨鐵橋梁至少2孔，布置于兩側橋臺，當橋長大于60 m時適當增加鉆孔。

（2）孔徑小于等于3 m的涵洞及一般路基段落可采用探坑，自基礎埋深（現場勘探時可暫按1 m）標高起采用輕型動力觸探（N10）檢測地基承載力，一般可不取土樣。如需判定下伏軟土厚度或地下水位較高時可選擇靜力觸探或地質鉆探探查。

（3）深路塹（土質 ＞20 m，巖質 ＞30 m）應考慮在塹頂外布置（代表性）水位長期觀測管，并做好孔口保護措施。每月采用電測水位計量測水位一次。

路堤地段，勘探點間距宜為100～300 m，鉆孔間距為300～500 m。

3 地質勘察工作中存在的問題與經驗總結

3．1 地質勘察工作中存在的問題

（1）本項目EPC合同要求采用中國標準且不低于歐標。現場實際勘察主要依據中國標準進行，完成的各類工程地質勘察成果報告中的各類設計參數也多為經驗值。但意大利咨詢方不能真正理解中國鐵路標準及中國勘察習慣，依據歐洲的習慣做法審查工程地質勘察工作，所提出的問題較為機械甚至不合理，部分要求在尼日利亞建設市場環境中根本無法實施，造成勘察設計工作需要花費大量的精力去和咨詢溝通或僅僅為滿足咨詢的要求而做一些額外無實質性作用的工作。

（2）因工期、成本等原因，現場勘探過程中取樣數量偏少，部分試驗指標統計數量不夠，導致地勘成果精度不足。

（3）勘察中缺少對沿線填料進行分組試驗，影響移挖作填填料組別的判斷。

（4）鐵路線路長，人員經驗不足，局部不良地質、特殊巖土性質調查不充分。如：Lagos-Ibadan段DK41～DK44附近分布的泥巖路塹工點，對地層的膨脹性認識不足，施工中出現多次邊坡溜塌；Abuja-Kaduna段，溝谷、河流附近分布的軟土，其厚度、范圍以及工程性質在勘察期間未能查明，導致施工過程中車站站房、高填方路堤及涵洞等地段新增大量軟基加固措施。

（5）Abuja-Kaduna段，由于技術標準、投資等原因造成項目進展時斷時續，地勘工作多次進出場，參與人員變動大，前后資料銜接不夠，利用性差[8－9]。

3．2 地勘工作經驗總結

結合已施工完成的Abuja-Kaduna段及Lagos-Ibadan段兩段鐵路建設，根據地勘過程中出現的問題，以及最終解決方法，總結主要經驗如下[10－12]：

（1）中國標準與歐洲標準在實際應用中差別明顯，包括勘探資料成果分析、化驗項目、工作方式、方法等均有差異。中國標準側重于解決問題的實用性（大部分巖土設計參數均有經驗值參考），歐洲標準更注重程序的完整性（巖土設計參數需現場試驗確定）。因此需要在工作中加強與咨詢溝通，讓咨詢認可中國的設計經驗參數，無法說服時則盡量按咨詢要求去做，并注意與中國標準進行對比分析。

（2）勘察工作工期緊，可考慮通過增加當地有經驗隊伍進場實施，并引進當地實驗室、采購當地設備及耗材等，讓當地的工程技術力量也參與到地質勘察工作中來。

（3）與路基專業配合加強取土場現場調查，并對取土場進行勘探和取樣試驗，判別填料性質。

（4）地勘工作實施前，組織地勘人員研究分析既有資料，對沿線膨脹土、軟土等特殊巖土的分布及發育特征有初步掌握。在勘探實施中，針對性加強現場調查及勘探測試工作，確保為設計提供準確的基礎資料。

（5）國外項目尤其是非洲等落后國家項目實施過程中受外界影響因素較多，如政府換屆、油價下跌政府收入減少、反政府武裝活動等都會影響到項目的正常推進。因此，在勘探工作前期應建立外界影響預案，確保工程停工后資料的保存及工程復工后資料的銜接、技術要求前后延續、技術人員穩定等，保證地勘工作穩定可靠。

4 工程勘探管理

4．1 地勘管理的重點

（1）地勘工作開展前，應進行當地地勘市場調查，分析當地勘探隊伍的設備情況、專業水平、試驗能力等，做好當地隊伍擬利用相關資料。如尼日利亞現代化鐵路Lagos-Ibadan段，勞務分包于當地兩家地勘隊伍，由其負責外業地質鉆探，技術資料整理由本國人員完成。

（2）了解當地風俗人情、治安情況等，如大量利用當地勞務進行外業鉆探工作，需避開齋月；對尼日利亞北部治安較差地區，雇傭當地大兵負責外業安全保衛工作。

（3）地勘工作開展前，應進行技術策劃，熟悉既有資料，結合擬建鐵路等級確定地勘工作的重難點。如尼日利亞現代化鐵路為普速有砟軌道，路堤松軟土、人為坑洞（采金坑、磚廠取土坑等），路塹白堊系膨脹巖、呈砂土狀的花崗巖全風化路塹邊坡，橋梁嵌巖樁弱風化基巖面埋深以及傍山段的危巖落石、邊坡穩定等，為地勘工作的重點。

4．2 與咨詢溝通的重點

尼日利亞現代化鐵路項目咨詢方為意大利TEAM團隊，其習慣于歐標思維。在鐵路建設上，不僅要審核設計，也要審核地勘資料。對地勘資料的審核不同于國內咨詢單位只審核最終成果報告，還要求審核過程資料。因此，在地勘工作開展前應與咨詢至少做好如下溝通：

（1）工程地質勘察原則要通過咨詢審核認可。

（2）勘探過程中具體實施細則，包括勘探點的型式、布置間距、孔深等要與咨詢及時溝通。如橋梁跳墩鉆探、無軟土涵洞地基采用挖探勘探等均需咨詢認可。

（3）中間成果分段報審以及資料整理格式要得到咨詢認可。如橋梁墩臺地質鉆探完成后先以柱狀圖形式報咨詢審核，待整座橋地勘完成后再以全橋地勘成果形式報審等。

經過Abuja-Kaduna段及Lagos-Ibadan段數年時間和意大利TEAM咨詢團隊的接觸，體會歐洲設計思維更關注程序和形式。我方在勘探過程中應盡量讓咨詢參與進來，讓其切實感受到中國公司在踏踏實實做事，獲得其信任。

5 結束語

作為勘察主體，我方的主要工作是確保勘察質量、提供準確可靠的設計參數，因此前期研究既有資料、實地踏勘、調繪掌握主要問題，有針對性開展地勘工作是工作的基礎。同時國外社會環境與國內差別大，需提前考慮各類不利因素，做好預案，確保地勘工作能順利開展，質量能有效控制。此外，歐洲咨詢單位，自身多有優越感，在技術審批上比較強勢，我方需要在技術分歧上多做解釋，同時適當地妥協也是工作向前推進的必要手段。