現行鐵路工程地質勘察標準中存在的問題及建議

陳元元

(中鐵第一勘察設計院地路處,西安 710043)

鐵路工程建設標準中的地質勘察系列是 1997年對鐵路工程地質專業標準進行全面修訂時確定的,經過多年來不斷補充、完善,已基本形成體系,覆蓋了工程地質、遙感、水文地質、鉆探、物理勘探、原位測試、室內試驗等專業;包括了現場勘察工作、測試和資料整理的全過程。鐵路工程地質勘察標準的系統性基本可滿足鐵路工程地質勘察和施工的要求。為適應當前鐵路建設事業的發展,不僅及時修訂現有標準,而且及時安排了隧道超前地質預報指南和工程地質勘察報告編制規程的編制工作。目前有 6部規范、規程在修訂和局部修訂中,2部規程正在編制,1部標準待編。

根據鐵道部建設司的安排,于 2008年由各設計院規范標準的主要編制人員和熟悉規范標準的人員組成復審組,對現行地質勘察專業標準,從系統性、協調性、準確性、經濟性、安全性、時效性等幾方面進行了全面復審,通過復審發現規范中尚存在有規范之間需要協調、局部條文需要修改、個別用詞需要勘誤等問題。本文就標準復審中的一些主要問題及建議進行簡述,以便在制訂工作中參考。

1 關于鐵路工程地質勘察標準體系

1997年底,以《鐵路工程地質技術規范》全面修訂為標志,基本完成了鐵路工程建設地質勘察標準體系的建立(表1)。

表1 鐵路工程建設地質勘察標準體系

在現行的標準體系中,《鐵路工程地質勘察監理規程》和《鐵路工程地質勘察圖例圖式標準》(待編)不應作為通用標準,列入專用標準較為適宜;考慮到水文地質是勘察行業的一個主要專業,《鐵路工程水文地質勘察規程》應作為通用標準;而《鐵路工程基樁無損檢測規程》不屬于工程地質勘察專業標準體系。

2 主要勘察標準存在的一些問題

2.1 《鐵路工程巖土分類標準》(TB10077—2001)

該標準于 2001年 12月 1日發布實施。于 2004年 12月 16日鐵道部發布了“關于發布《鐵路工程巖土分類標準》和《鐵路工程地質勘察規范》兩項標準局部修訂條文的通知”(鐵建設[2004]148號)。

(1)在實施過程中存在的問題

①“飽和吸水率”是膨脹巖的判定標準之一,但在進行飽和吸水率試驗時,膨脹巖試樣往往遇水后即崩解、散體,無法再進行煮沸或抽氣飽和等試驗過程。

②鹽漬土易溶鹽含量 0.5%的規定與國家標準《巖土工程勘察規范》(GB50021—2001)0.3%的規定不一致。

③按“表4.3.6-1鹽漬土按含鹽性質的分類”可能發生既符合堿性鹽漬土又符合氯鹽漬土或硫酸鹽漬土的情況。

(2)勘誤

第24頁續表4.3.7-1中最后一欄“含土凍層”應改為“含土冰層”。

2.2 《鐵路工程地質勘察規范》(TB10012—2007)

本規范于 2007年 8月 31日發布實施,是根據鐵道部《關于印發〈2005年鐵路工程建設標準編制計劃〉的通知》(鐵建設函[2005]84號)的要求,在 《鐵路工程地質勘察規范》(TB10012—2001)和 2004年局部修訂條文的基礎上進行修訂的。

(1)在實施過程中存在的問題

①本規范中對客運專線鐵路和時速 200km客貨共線鐵路在勘探工作方面的規定,基本是根據業內專家或實際工作中的共識確定的,沒有經過建設、施工以及運營階段的檢驗。

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②本規范增加了附錄 F環境水、土對混凝土侵蝕性的判定標準。當需判定氯鹽對鋼筋混凝土中鋼筋的腐蝕性時,應對鋼筋混凝土所處的氯鹽環境進行判定,需增加氯鹽環境附表。

(2)與其他相關規范的協調問題

①與《鐵路隧道設計規范》的協調

當前施工的隧道中有大量的雙線鐵路隧道,有的還要通過雙層集裝箱,再加上曲線加寬和預留變形量等因素,施工開挖斷面比一般隧道斷面要大得多?！惰F路隧道設計規范》規定了Ⅲ、Ⅳ級圍巖的雙線隧道復合式襯砌設計參數,但是在施工中經常遇到Ⅲ級圍巖因初期支護較弱而發生塌方事故的例子。實際工作中施工單位多在Ⅲ級圍巖中局部地段增設了鋼架,Ⅳ級圍巖中普遍設有鋼架。因此,建議對《鐵路隧道設計規范》中雙線隧道初期支護的設計參數予以調整,Ⅲ級圍巖地段應視巖體破碎程度,在局部地段設置鋼架(間距可適當加大),必要時設置鋼筋網;Ⅳ級圍巖地段除應普遍設置鋼筋網外,還應普遍在拱部和邊墻設置鋼架,間距可適當加大;對單線隧道的設計參數也進行適當調整。

②與《鐵路工程抗震設計規范》的協調

《鐵路工程抗震設計規范》第4.0.3條中的圖4.0.3中,“du—第一層液化土頂面至地面或一般沖刷線之間所有上覆非液化土層厚度,不包括軟土、砂土與碎石土的厚度”。上覆土層僅包括粉土和一般黏性土。一般理解可液化土層上面如有一定厚度的砂土(尤其粗砂和礫砂)或碎石土覆蓋應是有利的。應在條文說明中予以解釋,以便勘察與評價時易于掌握。

(3)勘誤(表2)

本規范在實施后,發現一些錯誤,有印刷錯誤,也有原稿中不準確之處。

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2.3 《鐵路工程水文地質勘察規程》(TB10049—2004)

(1)存在的主要問題

水文地質試驗中,壓水試驗缺少呂榮法壓水試驗的內容與要求;注水試驗缺少鉆孔降水頭注水試驗、常量注水試驗和試坑注水試驗的內容與要求;滲透系數應增加壓水試驗、注水試驗計算滲透系數的方法和公式;降水入滲系數 α經驗數據應按《鐵路工程地質勘察規范》(TB10012—2007)修訂土石名稱和巖溶強烈發育 α的上限值。根據近年來的科研與實踐成果,增加有關環境水文地質評價的方法、內容和等級參數的內容。

(2)勘誤(表3)

表3 《鐵路工程水文地質勘察規程》(TB10049—2004)勘誤

2.4 《鐵路工程特殊巖土勘察規程》(TB10038—2001)

近年來隨著鐵路工程地質系列規范和國標的調整,如國標《濕陷性黃土地區建筑設計規范》對黃土的濕陷性分級進行了調整,《鐵路工程地質勘察規范》進行了全面修訂,《鐵路工程巖土分類標準》進行了局部修訂,《鐵路工程特殊巖土勘察規程》的相關內容存在不協調的問題,應進行修改。在實際工作中也發現存在一些問題,如對易崩解膨脹巖的膨脹力和飽和吸水率的試驗方法及判定指標在實際工作中不好操作的問題;鹽漬土判定時如既符合硫酸鹽漬土又符合堿性鹽漬土時,應判定為何類鹽漬土等問題。

在當前修編過程中主要修訂以下內容。

(1)增加各類特殊巖土在各勘察階段編制勘察大綱方面的條款。

(2)針對時速 200km客貨共線和客運專線鐵路在工程地質勘察方面的要求,增加各類特殊巖土在勘探、測試(地質斷面的布置、勘探點的間距、勘探深度)等方面條款。

(3)根據國家標準的調整,在修訂相關內容時應與國標保持一致,如濕陷性黃土的評價標準、鹽漬土的判別標準等。

(4)根據《鐵路工程地質勘察規范》、《鐵路工程巖土分類標準》的修訂和《鐵路工程天然建筑材料勘察規程》的編制,增加相關的內容,修訂不一致的條文。

(5)增加“鹽巖(膏巖)”的有關內容。

(6)增加施工和運營中對特殊巖土的勘察要求。

2.5 《鐵路工程巖石試驗規程》(TB10115—98)

(1)有關“巖體力學”性質的試驗方法,目前的鐵路工程地質系列標準中只在《鐵路工程地質原位測試規程》列入了“巖體直剪試驗”方法,未列入“巖體變形試驗”和“巖體應力測試”等試驗項目。建議與相關規范協調,增加以上兩個試驗的內容。

(2)在《鐵路工程巖土分類標準》(TB10077—2001,J123—2001)中“膨脹巖的室內試驗判定指標”其中有“飽和吸水率 wsa≥10%”。但進行飽和吸水率試驗時,因膨脹巖遇水就崩解,無法進行煮沸或飽和,則無法求取 wsa。建議易崩解膨脹巖判定指標取消“飽和吸水率”而選用其他指標,如“蒙脫石含量”或“陽離子代換量”等指標。

(3)規范中第9章膨脹試驗中所提到的自由膨脹率試驗容器、巖石膨脹率試驗儀等目前在市場中沒有生產,無法購買;試驗儀器和試驗方法宜加以修改。

(4)規范中第21章蒙脫石和伊利石含量測定均為化學分析方法,宜放到《鐵路工程巖土化學分析規程》。

2.6 《鐵路工程土工試驗規程》(TB10102—2004)

(1)存在的問題

①路基填料為礫石土和碎石類土的壓實度指標采用孔隙率(n),但在《鐵路工程土工試驗規程》中未給出這項指標。

②《客運專線鐵路路基工程施工技術指南》(TZ212—2005)規定:基床以下路堤塊石填料的粒徑不得大于 15cm,基床底層塊石類填料粒徑不應大于10cm。壓實度檢測采用 K30試驗,但 K30平板載荷試驗適用于粒徑不大于荷載板直徑 1/4的各類土和土石混合料。在規程中漏列“采用 60cm和 75cm的荷載板”的規定。

③第31章～第36章,所用的試驗方法均為化學分析方法,建議將其并入正在編寫的《鐵路工程巖土化學分析規程》。應補充 CBR試驗、變形參數試驗(目前公路規范和水電部的新規范上有,地鐵試驗項目經常出現)等。

(2)勘誤(表4)

表4 《鐵路工程土工試驗規程》(TB10102—2004)勘誤

3 建議

3.1 鐵路工程地質勘察專業標準體系做適當調整

(1)《鐵路工程地質勘察圖例圖式標準》(待編)宜納入《鐵路工程地質勘察報告編制規程》。以使《鐵路工程地質勘察報告編制規程》更為完整,且便于使用。

(2)通用標準中的《鐵路工程地質勘察監理規程》列為專用標準。

(3)專用標準中的《鐵路工程水文地質勘察規程》補充完善水文地質試驗、環境水文地質評價等方面的內容后,改為《鐵路工程水文地質勘察規范》,與《鐵路工程地質勘察規范》共同組成鐵路工程地質勘察的通用標準。

(4)《鐵路工程基樁無損檢測規程》不屬于工程地質勘察專業標準體系,應納入其他相應的標準體系。

3.2 完善鐵路工程建設勘察標準體系

工程地質勘察工作不能全面代替其他專業的勘察,作為鐵路工程建設的勘察專業標準體系來說,僅有“地質”專業是不夠的,還應編制路基、橋涵、隧道等專業的勘察標準。如:橋涵專業中的水文勘察、橋址的選擇;隧道專業洞門的確定、輔助坑道的選定;路基專業擋護工程的選擇、取土場地的選址等都應在相關專業的勘察規程中規定。建議補充線路、橋涵、路基、隧道、站場、建筑等專業勘察標準,以完善鐵路工程建設勘察標準體系。

3.3 局部條文修訂

標準中存在的與國家標準不一致的條文、需要新增的條文和條文說明,目前修訂和即將修訂的規范,可在修訂中修改和增加;暫不修訂的規范可采用局部條文修訂的形式處理。對于客運專線勘察、膨脹巖的判定標準等需要研究的問題,應在今后的實踐中不斷積累資料,逐步修訂、完善。標準中的印刷錯誤和個別不準確的用詞,可進行勘誤。

3.4 加強與相關標準之間的協調

與相關設計規范需要協調的問題,待設計規范修訂時,相互交流、研究和借鑒。

4 結語

(1)2009年鐵道部已經下發了鐵路工程建設標準的修訂工作計劃,鐵路工程地質勘察標準體系根據復審建議進行了調整,《鐵路工程水文地質勘察規程》和《鐵路工程地質勘察圖例圖式標準》納入了修編計劃。相關規范(程)局部修訂條文已經報部。

(2)主要規范的勘誤尚未正式下發,在此列出后,建議地質勘察技術人員在實際工作中參考。

(3)鐵路工程地質勘察標準需要不斷完善和創新,有待于在實際工作中不斷試驗研究,不斷積累資料,適時補充修訂,以便能更好地滿足地質勘察工作的需求。

[1]GB50021— 2001,巖土工程勘察規范[S].

[2]GB50111— 2006,鐵路工程抗震設計規范[S].

[3]TB10003— 2005,鐵路隧道設計規范[S].

[4]TB10077—2001,鐵路工程巖土分類標準[S].

[5]TB10012—2007,鐵路工程地質勘察規范[S].

[6]TB10049—2004,鐵路工程水文地質勘察規程[S].

[7]TB10102—2004,鐵路工程土工試驗規程[S].