軌道交通工程巖土工程勘察的組織實施

沈日庚 陳洪勝

0 引言

“工程建設,勘察先行”,詳細、全面、準確、可靠的地質勘察資料對工程的建設極其重要。

軌道交通工程線路長,跨越不同的周圍環境,比如:交通樞紐、居民區、農田大棚和水系等等。而作為前期勘察工作實施時往往還沒有完成征地工作,野外施工要受到社會各界的監督和管理,涉及交管、市政、城管等多個管理部門,涉及對電力、電信、煤氣、自來水、污水、雨水、交通信號等地下管線的保護,涉及青苗、魚塘、綠地、交通設施的賠償。

軌道交通工程線路長,地層變化大,整個線路一般由幾家勘察單位共同完成,各家單位勘察技術人員經驗存在差異,勢必會遇到如何充分協調各工點和各單位地層劃分及所提供設計參數問題,既使得線路上統一,又能體現本工點的地層特點,便于設計人員使用。

因此,建立健全前期協調、外業施工和資料整理各個環節的工作體系顯得十分必要。

1 工程概況

軌道交通11號線南段工程起點為浦東新區的龍陽路站,途經浦東新區、原南匯區及臨港新城,終點為滴水湖邊的臨港新城站。線路走向為:浦東新區龍陽路站—沿羅山路、羅南大道—規劃航三公路—人民西路—拱極路—穿川南奉公路、遠東大道—折向平行浦東鐵路東側南行—跨越大治河—臨港大道—本線設計終點臨港新城站。

線路長約58.962 km,其中地下線路長約為12.549 km,高架線路長約46.413 km,設站11座。其中地下站2座,高架站9座。最大站間距10.601 km,最小站間距2.699 km。

軌道交通11號線南段勘察共分為6個標段,詳勘第1標段,范圍為龍陽路站(含)—航頭站(不含),長約18.3 km,包含3個車站(龍陽路站、華夏西路站、周浦東站)、4個區間和羅山主變電站。

2 前期協調工作

1)野外踏勘。在巖土工程勘察施工前,對全線進行詳細的現場踏勘走訪,調查各區域管理單位。隨后對不同的周邊環境進行分類,尋找工作特殊節點和工作難點,編制工作方案。軌道交通11號線南段詳勘第Ⅰ標段,現場施工條件可分為以下幾大類:交通換乘樞紐(龍陽路站區域)、城市主干道(羅山路沿線)、住宅及農田大棚(外環線以外區域)、大水塘和大片淤泥地(特殊場地)等。

2)現場施工條件分類編制協調方案。軌道交通線路長,沿線工作條件復雜,通過分類編制協調方案予以解決。

龍陽路車站,交通換乘樞紐類,這類區域人流多,對區域正常生產生活影響較大,涉及交通組織和安全問題,應盡量減少野外勘探施工對社會生產生活正常運營的影響;根據龍陽路車站設計方案,巖土工程勘察布設了兩排勘探孔,一排涉及到車行道路,一排位于運營的車輛停車場內,通過與相關單位溝通,采取排排施工,明確車行道改道路線及停車場施工期間安全運營保障方案。

羅山路,城市主干道類,這類區域交通繁忙,車流較大且車速快,主要涉及掘路和安全問題。與相關管理部門充分協調,辦理掘路申請手續,施工區域做好施工圍欄、車輛引導標志,工作人員穿戴安全服裝并進行安全交底。

住宅及農田大棚,本項目大部分區域屬于此類情況,現場農田大棚有的是本地人耕種,有些則已承包給外地人,耕種的農作物也各種各樣,個人無法對賠償進行定價,因此解決辦法首先是與當地村委會進行協商溝通,由其出面進行處理。這樣有利于比較客觀的定價賠償,避免“漫天要價”,同時減少談判所需的時間。

水塘和大片淤泥地等特殊區段,上海屬江南區域,水網密布,淤泥地則是工程建設所留泥漿所致,通過對現場條件(如范圍,水深、淤泥軟硬程度和厚度等等)準確把握,制定施工方案(準備特殊施工裝備,搭油桶、鋪竹筏等),完善勘察技術方案及成本預算。

3)多方統一協調。整個勘察標段涉及到掘路申請、綠化申請,及上節所述各相關管理單位的協調和手續辦理,進行多方統一協調,能減少工作疏漏,提高工作效率,從而保證勘察工作順利進行,確保工程和人員安全。

技術方面,軌道交通工程線路長,涉及到不同的專業,不同設計單位,協調原則:做到“專業不同,單位不同,工程連續”。

3 外業質量控制

1)建立勘探點“身份證”制度。軌道交通線路長,沿線站點、區間眾多,地質資料是城市建設寶貴的財富,進行統一編號,建立“身份證”制度,避免編號重復,便于勘察數據的檢索。本次軌道交通11號線對勘探點的編號進行了嚴格規定,勘探點第一個字母區分工點是車站還是區間(Q:區間,S:車站);第二個為數字,為從起點到終點對工點的順序號;第三個為字母X,標注本次工作勘察階段為詳勘;第四個為字母,區別勘探孔性質(Z:鉆探,J:靜探,D:電阻率孔);最后一位為勘探點序號。達到定位準確、美觀實用。2)建立施工“監理”制度。本次巖土工程勘察設置“監理”制度,由現場負責人擔當,進行開孔、終孔驗收,“監理”現場勘探施工技術操作,現場填寫質量驗收單。3)建立施工“檢查”制度?，F場勘探施工質量首先由勘探機長自行控制檢查;現場負責人對現場施工質量予以“監理”;項目負責人對各工序實施質量監督,檢查原始資料的質量;院內總工程師進行必要的現場中間檢查;引進勘察總體,總體單位進行“飛行”檢查。

4 內業資料整理

1)參考初勘成果,以第四紀地質理論為基礎進行層位劃分。上海市位于長江三角洲前緣,全區主要是在全新世海侵旋回和構造沉降背景基礎上,通過由長江攜帶的泥沙為主的水流與潮流的共同作用下,逐漸堆積形成的廣袤坦蕩的濱海平原。約在20 kaB.P.～23 kaB.P.期間,進入了末次冰期間冰階后期,由于海面開始下降導致海水逐漸向東海陸架退去,上海浦東地區演化為呈網狀穿插的陸上三角洲平原分流河道和分流間灘地或邊灘環境,沉積的褐黃色細砂、粉細砂和粉砂、砂質粉土夾粘性土,即⑦層。根據區域第四紀研究,該層埋藏分布遵循一定的規律②,全線⑦層層位的劃分以上述為依據協調統一全線。

上海地區河道間灘地沉積的⑦層往往是粘性土層,由于土性差別大,巖土工程勘察時一般劃為⑦t層以示區分,由于該層處于樁端壓縮層范圍,所以應予以仔細劃分。本次勘察羅山路站—周浦東站區間,⑦層大層中就沉積了較為連續的粉質粘土層,本次即劃分為⑦t層。

2)基于各單位、各工點勘察報告(送審稿),進一步做分層和設計參數的協調統一。

依據上述第1)條原則,對大層的劃分往往較容易達成一致,但由于有些層位厚度較大,豎向上土層巖土工程性質存在較大差異,進一步亞層的劃分則各單位觀點各有不同。本次線路沿線主要樁基持力層⑦層,厚度較大,巖土工程性質差異較大,豎向上靜力觸探比貫入阻力 Ps值在3.0 MPa～20.0 MPa,且往往沒有明顯的力學分層界面。各勘察項目負責人,各勘察單位均有自己的經驗和劃分原則,最后結果全線分層不連續、參數差異較大,設計拿到這樣的成果將會很難統一使用。這時可以通過勘察總體,協商研究確定,結合具體的工程特點考慮巖土工程性質進行分層,各勘察單位依據確定的原則進行統一協調分層。比如本次⑦層,確定靜力觸探比貫入阻力Ps值小于4 MPa～5 MPa的劃分為⑦1-1層,這個層位基本不影響預制樁沉樁,同時也基本否定其作為樁基持力層的可能性。

上海地區積累了多年的靜力觸探比貫入阻力Ps值與樁基設計參數對應關系的經驗,上海地方規范依據土層土性、埋深和靜探Ps值給出了樁基承載力計算的參數范圍值[3],由于范圍值區間較大,需要項目負責人依據經驗把握,因此如沒有協調統一,各單位所提供相鄰工點設計參數很可能會有較大差別,給設計取用造成困惑。需要勘察總體單位在對勘察報告審核時對各工點進行協調,提出樁基設計參數取值建議,各項目負責人依據建議和經驗對參數進行調整。依據上述原則對各工點進一步做分層和設計參數的協調統一,使得最終勘察成果設計用起來得心應手。

5 結語

1)軌道交通線路長,現場條件復雜;線路長,車站、區間多,往往同時由幾個單位來同時實施。工作量大,組織協調難度大,建立健全前期協調、外業施工和資料整理各個環節的工作體系顯得十分必要。軌道交通11號線南段工程巖土工程勘察對此做了嘗試,取得了顯著的效果。本文只是對項目過程中幾個主要問題進行了總結、探討。2)目前全國各地紛紛開展軌道交通建設,軌道交通對改善城市交通、發展社會經濟有著不可估量的作用。全國各地情況不同,軌道交通巖土工程勘察還有大量的工作中存在的問題值得研究和探討,使勘察工作成果能夠為設計和施工提供優質服務。

[1]張 定.軟土地基道路橋梁樁基礎沉降性狀的分析[J].工程力學,1999(30):11-13.

[2]邱金波.上海市第四紀地層與沉積環境[M].上海:上海科學技術出版社,2006.

[3]DGJ 08-37-2002,巖土工程勘察規范[S].

[4]鄒 鋒.覆蓋型巖溶地區橋梁地質勘察要點淺析[J].山西建筑,2008,34(30):323-324.