周新權(quán)

(上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院，上海 200235)

隨著城市經(jīng)濟(jì)和社會快速、持續(xù)發(fā)展的需要，越來越多的城市加入到軌道交通建設(shè)的隊(duì)伍中。深圳市作為中國第一個經(jīng)濟(jì)特區(qū)和珠三角重要城市之一，已逐步發(fā)展成現(xiàn)代國際化城市。近幾年來，深圳軌道交通事業(yè)也日益發(fā)展壯大，目前多條線路已建成通車，后續(xù)數(shù)條線路也已全面展開。勘察設(shè)計(jì)作為軌道交通建設(shè)的前期工作，對整個工程建設(shè)至關(guān)重要。軌道交通勘察是軌道交通工程基本建設(shè)管理中一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作，在項(xiàng)目投資決策和項(xiàng)目建設(shè)中具有十分重要的作用，是編制建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件的依據(jù)，對整個軌道交通工程建設(shè)顯得尤為重要?？辈煳募馁|(zhì)量直接影響著設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和合理性，甚至?xí)绊懙胶笃谲壍澜煌ㄊ┕ず瓦\(yùn)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(jīng)城市繁華地區(qū)，地貌和地質(zhì)單元具多樣性和復(fù)雜性的特點(diǎn)。為便于有效規(guī)范和統(tǒng)一管理勘察市場，提高巖土工程勘察資料的可靠性，節(jié)約勘察費(fèi)用和建設(shè)成本，越來越多的城市已經(jīng)建立了軌道交通勘察監(jiān)理機(jī)制。為確?？辈旃ぷ鞯捻樌M(jìn)行，勘察單位能更好地服務(wù)于設(shè)計(jì)和業(yè)主，提高勘察質(zhì)量、節(jié)約成本、保證工期進(jìn)度，這就要求勘察監(jiān)理單位不斷探索監(jiān)理對策、改進(jìn)監(jiān)理方法、提高監(jiān)理效率，協(xié)同業(yè)主和勘察單位處理好勘察過程中出現(xiàn)的各種難點(diǎn)問題，提早預(yù)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(xù)發(fā)展。文中將以深圳市軌道交通9號線為例，對深圳地區(qū)城市軌道交通巖土工程勘察監(jiān)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(jīng)南山區(qū)、福田區(qū)和羅湖區(qū)，線路全長約25 km，設(shè)22座車站，均為地下線;另設(shè)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(yè)勞務(wù)和室內(nèi)巖土試驗(yàn)均由分包單位承擔(dān)。工程位于深圳市區(qū)，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(jiān)理的重點(diǎn)和難點(diǎn)

由于深圳軌道交通9號線地處深圳市區(qū)，線路穿越密集的商業(yè)區(qū)和居民區(qū)，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(jù)擬建工程的場地環(huán)境條件、外部條件及軌道交通工程特點(diǎn)，工程勘察有如下難點(diǎn):場地環(huán)境條件復(fù)雜，接口管理多，協(xié)調(diào)(與道路、交警、城管、綠化、管線單位及周邊用地業(yè)主等)難度大，現(xiàn)場勘探難度大;城區(qū)城市地下管線密集，野外鉆探施工存在較多風(fēng)險(xiǎn)源;部分路段可能需要占道施工，道路交通和勘察作業(yè)相互影響;各階段勘察任務(wù)完成工期緊，各工點(diǎn)勘察同時進(jìn)行，管理幅度增大，勘察進(jìn)度和質(zhì)量控制難度大。另外，沿線場地特殊性巖土較多，不良地質(zhì)發(fā)育，主要表現(xiàn)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(shè)高速發(fā)展的需要，局部需進(jìn)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(qū)等。由于填石層成分、性質(zhì)、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(zhǔn)確判斷，對地鐵工程設(shè)計(jì)施工影響較大，尤其是對明挖基坑工程的圍護(hù)墻和樁基礎(chǔ)施工都有很大影響，若填石經(jīng)過強(qiáng)夯到達(dá)軟土底面時甚至?xí)M(jìn)入地鐵區(qū)間隧道從而影響盾構(gòu)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(qiáng)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(jié)等特點(diǎn)。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(yùn)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(diǎn)往往會使其強(qiáng)度降低，從而進(jìn)一步加大構(gòu)筑物的變形量。基坑開挖易導(dǎo)致基坑失穩(wěn)，在施工中易產(chǎn)生流泥，地震或震動力作用時可能發(fā)生震陷，不利于車站及隧道的開挖和穩(wěn)定。

3)花崗巖風(fēng)化殘積層。深圳地區(qū)是典型的花崗巖地區(qū)，花崗巖殘積層顆粒成分具有“兩頭大、中間小”的特點(diǎn)，即顆粒成分中粗顆粒和細(xì)顆粒含量較多，而介于其中的顆粒成分較少，這種獨(dú)特的組分特征使其兼有砂土和粘性土的特征，而細(xì)顆粒也容易從粗顆粒中隨著地下水的流動而流失，當(dāng)水壓力過大時也容易產(chǎn)生流土、管涌等滲透變形現(xiàn)象?；◢弾r風(fēng)化物遇水浸泡后易擾動軟化，擾動后的土層的性質(zhì)接近砂層，可能引起基坑失穩(wěn)、地面沉降等災(zāi)害，施工風(fēng)險(xiǎn)大。

4)花崗巖風(fēng)化球。花崗巖風(fēng)化球(孤石)常見于深圳地區(qū)，對地鐵施工尤其是盾構(gòu)施工有很大的不利影響。風(fēng)化球往往很完整，裂隙不發(fā)育，巖樣強(qiáng)度高，且大小不均，分布具有不確定性;且現(xiàn)有勘察手段很難準(zhǔn)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(gòu)施工時若遇到花崗巖風(fēng)化球往往需付出很大的經(jīng)濟(jì)代價(jià)進(jìn)行處理，且會造成施工工期的延誤，嚴(yán)重時甚至須改變線路的局部走向。

5)基巖起伏。深圳地區(qū)基巖主要以燕山期花崗巖為主，局部地區(qū)基巖起伏較大，微風(fēng)化巖侵入?yún)^(qū)間隧道范圍，而微風(fēng)化花崗巖一般強(qiáng)度高，屬硬質(zhì)巖石，對區(qū)間盾構(gòu)通過極為不利?；鶐r起伏地段對地鐵隧道設(shè)計(jì)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(bào)告中地質(zhì)剖面調(diào)整區(qū)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(nèi)，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(xiàn)在巖體破碎，工程地質(zhì)條件差，地下水豐富，水文地質(zhì)條件差，因此，斷裂地段對地鐵的設(shè)計(jì)和施工亦有較大影響。

3 勘察監(jiān)理監(jiān)控要點(diǎn)

軌道交通勘察監(jiān)理的主要工作是對勘察單位勘察過程的質(zhì)量、安全和進(jìn)度等進(jìn)行監(jiān)控，對勘察實(shí)施文件和成果文件進(jìn)行審查，對勘察費(fèi)用進(jìn)行審核?？辈毂O(jiān)理工作重點(diǎn)是對勘探野外工作的監(jiān)控，其時效性較強(qiáng)，故要求勘察監(jiān)理工作必須把住源頭、關(guān)鍵問題重點(diǎn)監(jiān)控，以及對重點(diǎn)難點(diǎn)問題充分論證咨詢?？辈毂O(jiān)理流程如圖1所示。

圖1 勘察監(jiān)理監(jiān)控流程圖

1)前期。編制《巖土工程勘察監(jiān)理大綱》，并提交業(yè)主審查通過后實(shí)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(zhì)、勘探儀器設(shè)備等情況，提出監(jiān)理審查意見。

2)勘探現(xiàn)場?？碧浆F(xiàn)場第一手資料的真實(shí)性和可靠性將直接影響到整個勘察成果的質(zhì)量，故勘察監(jiān)理的工作重點(diǎn)亦是從源頭抓起，對勘探現(xiàn)場關(guān)鍵性節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，確保勘察質(zhì)量和安全。

a.人員、設(shè)備檢查:按《巖土工程勘察大綱》的要求檢查并落實(shí)各類勘探工作投入的施工人員、機(jī)具設(shè)備的到位情況、封孔材料的準(zhǔn)備情況，以及勘察單位技術(shù)負(fù)責(zé)人向現(xiàn)場外業(yè)勘探人員技術(shù)交底情況。

b.開孔檢查:地鐵線路一般均根據(jù)現(xiàn)有城市道路敷設(shè)。地下管線密集，由于勘探野蠻施工而導(dǎo)致地下管線破壞的事故屢有發(fā)生，故要求現(xiàn)場施工人員應(yīng)有足夠的安全意識，鉆探施工前勘探孔位置須經(jīng)相關(guān)管線公司確認(rèn)后，尚應(yīng)對淺部土層進(jìn)行人工探挖，探挖深度不小于3m，經(jīng)勘察現(xiàn)場技術(shù)人員和監(jiān)理人員確認(rèn)后方可進(jìn)行機(jī)鉆。

c.過程抽查:鉆探野外作業(yè)對勘探質(zhì)量尤為重要，由于目前勘探施工隊(duì)伍人員素質(zhì)參差不齊，個別隊(duì)伍為了達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益弄虛作假，容易造成勘探揭示的地層情況與實(shí)際情況不符，這就要求勘察監(jiān)理人員對整個勘探過程進(jìn)行有效的監(jiān)控?？碧绞┕み^程中應(yīng)隨時檢查鉆探巖芯采取率是否符合規(guī)范要求，勘探過程是否按規(guī)定量測地下水位，標(biāo)貫等原位測試是否按《巖土工程勘察大綱》要求執(zhí)行，勘探、測試原始記(編)錄是否符合規(guī)范要求。要求在鉆探過程中第一時間描述巖土鑒別特征，準(zhǔn)確、真實(shí)地反映勘探過程、情況，避免漏記或事后補(bǔ)記的現(xiàn)象發(fā)生，檢查巖土試樣的采取、保管是否符合相應(yīng)的規(guī)范要求，土樣蠟封及運(yùn)輸是否及時等。檢查過程中監(jiān)理人員要總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并善于發(fā)現(xiàn)操作人員的違規(guī)操作甚至弄虛作假的現(xiàn)象，如土樣采取時未選用取土器而直接巖芯包樣、標(biāo)貫試驗(yàn)違規(guī)操作甚至不做而直接寫上標(biāo)貫擊數(shù)、鉆進(jìn)回次不滿足要求及編錄不及時或事后補(bǔ)記等。

d.終孔檢查:首先應(yīng)檢查孔深是否達(dá)到設(shè)計(jì)孔深的要求，這就要求鉆探最后一鉆提鉆前，現(xiàn)場技術(shù)人員對勘探孔的深度應(yīng)進(jìn)行量測，監(jiān)理人員應(yīng)檢查其量測過程是否符合相關(guān)規(guī)定，待雙方確認(rèn)簽字后方能終孔。這就能有效杜絕個別鉆探機(jī)組終孔未達(dá)到設(shè)計(jì)孔深而人為的把巖芯拉長的情況出現(xiàn)。同時終孔后尚應(yīng)檢查是否按要求進(jìn)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(yīng)及時清除，保持勘探施工作業(yè)區(qū)域的干凈衛(wèi)生，做到機(jī)走場清。

e.管理:地鐵工程勘察往往工期較緊，勘探現(xiàn)場也往往多個標(biāo)段、多個工點(diǎn)同時進(jìn)行，若要做到面面俱到，勘察監(jiān)理單位通常需要配置龐大的監(jiān)理隊(duì)伍進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)理。目前大多監(jiān)理單位難以勝任，故監(jiān)理單位在上述關(guān)鍵性節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制的同時，更重要的應(yīng)是對勘察總包單位對現(xiàn)場管理的監(jiān)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(xiàn)場的檢查以及現(xiàn)場存在的問題的執(zhí)行力度等，做到有的放矢、有效監(jiān)控。

3)室內(nèi)試驗(yàn)。室內(nèi)巖土試驗(yàn)的質(zhì)量對整個勘察成果報(bào)告的影響甚大，勘察報(bào)告中大部分巖土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)一般都是建立在室內(nèi)試驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上提出的，故勘探監(jiān)理單位對室內(nèi)試驗(yàn)的監(jiān)控也非常重要。首先，監(jiān)理工程師應(yīng)對室內(nèi)試驗(yàn)的環(huán)境條件、室內(nèi)試驗(yàn)的儀器設(shè)備、試驗(yàn)人員資質(zhì)等情況進(jìn)行檢查。其次，試驗(yàn)過程中監(jiān)理人員采用巡視、抽查的方式對試樣的開樣、制樣和試驗(yàn)操作進(jìn)行監(jiān)督管理，檢查試樣的驗(yàn)收、保存、制備等過程，檢查中要善于發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)人員的操作陋習(xí)，并重點(diǎn)檢查可能存在不按規(guī)范要求進(jìn)行的試驗(yàn)操作甚至弄虛作假的情況，如固結(jié)快剪試樣預(yù)壓時間不足或者制備的試樣不足、測定含水量的試樣未進(jìn)烘箱、固結(jié)試驗(yàn)讀數(shù)時間為趕時間未按規(guī)范要求操作等。最后，檢查試驗(yàn)成果的整理、分析是否符合相關(guān)規(guī)范要求，計(jì)算是否準(zhǔn)確無誤等。

4)勘察報(bào)告?？辈斐晒麍?bào)告的質(zhì)量直接影響著地鐵工程建設(shè)和運(yùn)營的安全，一份優(yōu)秀的勘察報(bào)告不但能提醒設(shè)計(jì)和施工在建設(shè)過程中由于巖土工程問題而存在的風(fēng)險(xiǎn)，提早做好預(yù)防和處理措施，保證工程建設(shè)的安全，而且有時還能大幅度降低工程建設(shè)的成本，故勘察監(jiān)理對勘察成果的監(jiān)控和審查就更為重要，主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

a.審查勘察報(bào)告對相關(guān)規(guī)范和總體設(shè)計(jì)要求的執(zhí)行情況，重點(diǎn)是強(qiáng)制性條文執(zhí)行與否，實(shí)際完成的勘探、測試、試驗(yàn)?zāi)芊駶M足相關(guān)要求。

b.勘察單位能否根據(jù)已查明的車站基坑開挖、隧道推進(jìn)及影響深度范圍內(nèi)巖土層的類型、工程特性、地質(zhì)構(gòu)造、巖石的堅(jiān)硬程度、巖體的完整程度、巖體受地質(zhì)構(gòu)造影響程度、地下水的發(fā)育情況等，準(zhǔn)確評價(jià)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(fā)育情況和腐蝕性情況等是否按相關(guān)規(guī)范和技術(shù)要求進(jìn)行詳細(xì)查明，勘察報(bào)告是否提出了合理的土層滲透系數(shù)和抗浮設(shè)計(jì)水位。

d.不良地質(zhì)的分布范圍、危害程度及特殊巖土是否按相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行詳細(xì)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(dāng)。

e.深圳地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，勘察單位是否按相關(guān)規(guī)范對地震效應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)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(jié)論是否正確。

f.室內(nèi)試驗(yàn)和原位測試成果是否按相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，提供的巖土參數(shù)指標(biāo)是否合理、依據(jù)是否充分;勘察成果結(jié)論是否正確、對工程建設(shè)的建議是否可行，隧道開挖過程及地鐵運(yùn)營后對環(huán)境的影響評價(jià)是否正確等。

勘察監(jiān)理根據(jù)以上幾個方面對勘察單位提交的每份勘察報(bào)告均進(jìn)行了認(rèn)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(shù)人員進(jìn)行了充分的溝通與交流，下面就深圳地區(qū)地鐵勘察成果報(bào)告中出現(xiàn)的幾點(diǎn)共性的問題進(jìn)行總結(jié)和探討。

a.巖石的單軸抗壓強(qiáng)度。巖石的單軸抗壓強(qiáng)度是劃分巖石堅(jiān)硬程度的重要依據(jù)。一般都是通過室內(nèi)巖石試驗(yàn)得出的，具有較高的可靠性，但有時抗壓強(qiáng)度指標(biāo)出現(xiàn)異常時應(yīng)進(jìn)行充分的分析和論證，而不是統(tǒng)計(jì)時加以簡單的剔除。如有時抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)時試驗(yàn)破壞面是巖體自身的結(jié)構(gòu)面，而這樣的試驗(yàn)值往往偏低，也并不能代表巖石本身的抗壓強(qiáng)度，故該類值統(tǒng)計(jì)時應(yīng)予以剔除。勘察報(bào)告中對試驗(yàn)破壞面的描述也是必要的，這在勘察報(bào)告中很少能體現(xiàn)。另外單軸抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)時，部分勘察技術(shù)人員為了變異系數(shù)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(rèn)為這樣偏于安全，卻不知有時可能會造成工程建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)。如深圳某地鐵建設(shè)過程中由于單軸抗壓強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)時剔除了大值，從而導(dǎo)致盾構(gòu)過程中盾構(gòu)機(jī)刀盤的損壞，單軸抗壓強(qiáng)度的大值一般都是試驗(yàn)的真實(shí)反映，是盾構(gòu)機(jī)選型的重要依據(jù)，故統(tǒng)計(jì)時應(yīng)予以保留。

b.全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化的劃分。深圳地區(qū)為典型的花崗巖分布區(qū)，花崗巖風(fēng)化層中一般廣泛分布著全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化層。該兩層的分界勘察單位習(xí)慣的做法是根據(jù)GB 50021-2001巖土工程勘察規(guī)范附錄A.0.3以標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)N≥50劃為強(qiáng)風(fēng)化、50＞N≥30劃為全風(fēng)化，而不考慮其巖土特性、細(xì)節(jié)特征。這種復(fù)雜地質(zhì)問題的簡單化處理，結(jié)果容易將部分實(shí)為巖芯呈土狀的全風(fēng)化花崗巖錯誤地定為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，并進(jìn)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(zhì)巖石，從而增加了工程投資。一般全風(fēng)化花崗巖巖芯呈土狀，鉆探巖芯采取率較高，而強(qiáng)風(fēng)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(jìn)也較困難，故該兩層分界面的劃分僅以標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)作為唯一依據(jù)而不考慮巖土本身的特性應(yīng)值得探討。

c.軟土問題。深圳為非典型的軟土地區(qū)，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(zhì)粘性土，而在其他地區(qū)并未有軟土發(fā)育，但局部區(qū)域分布有軟塑～可塑狀的粘性土，而勘察單位習(xí)慣將該層冠名為淤泥質(zhì)土，從而定為軟土。從室內(nèi)土工試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)成果來看，該層孔隙比為0.85左右，液性指數(shù)為0.7左右，并未達(dá)到軟土標(biāo)準(zhǔn)，若將該層定為軟土，其物理力學(xué)指標(biāo)亦根據(jù)軟土的特性提供，并不合理，從而容易誤導(dǎo)設(shè)計(jì)人員，加大了后期建設(shè)的成本。

4 結(jié)語

深圳是全國快速發(fā)展軌道交通事業(yè)的城市之一，其勘察監(jiān)理機(jī)制建立至今已有多年，勘察監(jiān)理在軌道交通建設(shè)中實(shí)施的成效和發(fā)揮的作用已經(jīng)逐步得到了體現(xiàn)，對規(guī)范軌道交通勘察市場也起到了越來越積極的效果?？辈毂O(jiān)理通過對前期勘察大綱和人員資質(zhì)的審查，規(guī)范了現(xiàn)場勘探隊(duì)伍，優(yōu)化了勘察實(shí)施方案;通過對勘探現(xiàn)場和室內(nèi)試驗(yàn)的重點(diǎn)監(jiān)控，勘察單位的現(xiàn)場作業(yè)也更加系統(tǒng)化和規(guī)范化，基本杜絕了野蠻施工的現(xiàn)象，弄虛作假的情況也得到了遏制，提高了勘探質(zhì)量和勘察成果的可靠性;通過對勘察報(bào)告的全面審查，使得勘察成果內(nèi)容更加全面和有針對性，提供了更為合理的巖土參數(shù)和恰當(dāng)?shù)墓こ檀胧┙ㄗh，充分提高了勘察成果的質(zhì)量。

勘察監(jiān)理在軌道交通勘察中對控制勘探風(fēng)險(xiǎn)、提高勘察質(zhì)量、節(jié)約建設(shè)成本等方面已起到舉足輕重的作用，但勘察監(jiān)理單位在今后的工作中仍應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，探索更加有效的監(jiān)理方法，提高監(jiān)理效率，更好地服務(wù)于業(yè)主，并能及時處理好勘察過程中出現(xiàn)的各種難點(diǎn)問題，使軌道交通勘察工作更能持續(xù)健康發(fā)展。

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