现行铁路工程地质勘察标准中存在的问题及建议

陈元元

(中铁第一勘察设计院地路处,西安 710043)

铁路工程建设标准中的地质勘察系列是 1997年对铁路工程地质专业标准进行全面修订时确定的,经过多年来不断补充、完善,已基本形成体系,覆盖了工程地质、遥感、水文地质、钻探、物理勘探、原位测试、室内试验等专业;包括了现场勘察工作、测试和资料整理的全过程。铁路工程地质勘察标准的系统性基本可满足铁路工程地质勘察和施工的要求。为适应当前铁路建设事业的发展,不仅及时修订现有标准,而且及时安排了隧道超前地质预报指南和工程地质勘察报告编制规程的编制工作。目前有 6部规范、规程在修订和局部修订中,2部规程正在编制,1部标准待编。

根据铁道部建设司的安排,于 2008年由各设计院规范标准的主要编制人员和熟悉规范标准的人员组成复审组,对现行地质勘察专业标准,从系统性、协调性、准确性、经济性、安全性、时效性等几方面进行了全面复审,通过复审发现规范中尚存在有规范之间需要协调、局部条文需要修改、个别用词需要勘误等问题。本文就标准复审中的一些主要问题及建议进行简述,以便在制订工作中参考。

1 关于铁路工程地质勘察标准体系

1997年底,以《铁路工程地质技术规范》全面修订为标志,基本完成了铁路工程建设地质勘察标准体系的建立(表1)。

表1 铁路工程建设地质勘察标准体系

在现行的标准体系中,《铁路工程地质勘察监理规程》和《铁路工程地质勘察图例图式标准》(待编)不应作为通用标准,列入专用标准较为适宜;考虑到水文地质是勘察行业的一个主要专业,《铁路工程水文地质勘察规程》应作为通用标准;而《铁路工程基桩无损检测规程》不属于工程地质勘察专业标准体系。

2 主要勘察标准存在的一些问题

2.1 《铁路工程岩土分类标准》(TB10077—2001)

该标准于 2001年 12月 1日发布实施。于 2004年 12月 16日铁道部发布了“关于发布《铁路工程岩土分类标准》和《铁路工程地质勘察规范》两项标准局部修订条文的通知”(铁建设[2004]148号)。

(1)在实施过程中存在的问题

①“饱和吸水率”是膨胀岩的判定标准之一,但在进行饱和吸水率试验时,膨胀岩试样往往遇水后即崩解、散体,无法再进行煮沸或抽气饱和等试验过程。

②盐渍土易溶盐含量 0.5%的规定与国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)0.3%的规定不一致。

③按“表4.3.6-1盐渍土按含盐性质的分类”可能发生既符合碱性盐渍土又符合氯盐渍土或硫酸盐渍土的情况。

(2)勘误

第24页续表4.3.7-1中最后一栏“含土冻层”应改为“含土冰层”。

2.2 《铁路工程地质勘察规范》(TB10012—2007)

本规范于 2007年 8月 31日发布实施,是根据铁道部《关于印发〈2005年铁路工程建设标准编制计划〉的通知》(铁建设函[2005]84号)的要求,在 《铁路工程地质勘察规范》(TB10012—2001)和 2004年局部修订条文的基础上进行修订的。

(1)在实施过程中存在的问题

①本规范中对客运专线铁路和时速 200km客货共线铁路在勘探工作方面的规定,基本是根据业内专家或实际工作中的共识确定的,没有经过建设、施工以及运营阶段的检验。

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②本规范增加了附录 F环境水、土对混凝土侵蚀性的判定标准。当需判定氯盐对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀性时,应对钢筋混凝土所处的氯盐环境进行判定,需增加氯盐环境附表。

(2)与其他相关规范的协调问题

①与《铁路隧道设计规范》的协调

当前施工的隧道中有大量的双线铁路隧道,有的还要通过双层集装箱,再加上曲线加宽和预留变形量等因素,施工开挖断面比一般隧道断面要大得多。《铁路隧道设计规范》规定了Ⅲ、Ⅳ级围岩的双线隧道复合式衬砌设计参数,但是在施工中经常遇到Ⅲ级围岩因初期支护较弱而发生塌方事故的例子。实际工作中施工单位多在Ⅲ级围岩中局部地段增设了钢架,Ⅳ级围岩中普遍设有钢架。因此,建议对《铁路隧道设计规范》中双线隧道初期支护的设计参数予以调整,Ⅲ级围岩地段应视岩体破碎程度,在局部地段设置钢架(间距可适当加大),必要时设置钢筋网;Ⅳ级围岩地段除应普遍设置钢筋网外,还应普遍在拱部和边墙设置钢架,间距可适当加大;对单线隧道的设计参数也进行适当调整。

②与《铁路工程抗震设计规范》的协调

《铁路工程抗震设计规范》第4.0.3条中的图4.0.3中,“du—第一层液化土顶面至地面或一般冲刷线之间所有上覆非液化土层厚度,不包括软土、砂土与碎石土的厚度”。上覆土层仅包括粉土和一般黏性土。一般理解可液化土层上面如有一定厚度的砂土(尤其粗砂和砾砂)或碎石土覆盖应是有利的。应在条文说明中予以解释,以便勘察与评价时易于掌握。

(3)勘误(表2)

本规范在实施后,发现一些错误,有印刷错误,也有原稿中不准确之处。

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2.3 《铁路工程水文地质勘察规程》(TB10049—2004)

(1)存在的主要问题

水文地质试验中,压水试验缺少吕荣法压水试验的内容与要求;注水试验缺少钻孔降水头注水试验、常量注水试验和试坑注水试验的内容与要求;渗透系数应增加压水试验、注水试验计算渗透系数的方法和公式;降水入渗系数 α经验数据应按《铁路工程地质勘察规范》(TB10012—2007)修订土石名称和岩溶强烈发育 α的上限值。根据近年来的科研与实践成果,增加有关环境水文地质评价的方法、内容和等级参数的内容。

(2)勘误(表3)

表3 《铁路工程水文地质勘察规程》(TB10049—2004)勘误

2.4 《铁路工程特殊岩土勘察规程》(TB10038—2001)

近年来随着铁路工程地质系列规范和国标的调整,如国标《湿陷性黄土地区建筑设计规范》对黄土的湿陷性分级进行了调整,《铁路工程地质勘察规范》进行了全面修订,《铁路工程岩土分类标准》进行了局部修订,《铁路工程特殊岩土勘察规程》的相关内容存在不协调的问题,应进行修改。在实际工作中也发现存在一些问题,如对易崩解膨胀岩的膨胀力和饱和吸水率的试验方法及判定指标在实际工作中不好操作的问题;盐渍土判定时如既符合硫酸盐渍土又符合碱性盐渍土时,应判定为何类盐渍土等问题。

在当前修编过程中主要修订以下内容。

(1)增加各类特殊岩土在各勘察阶段编制勘察大纲方面的条款。

(2)针对时速 200km客货共线和客运专线铁路在工程地质勘察方面的要求,增加各类特殊岩土在勘探、测试(地质断面的布置、勘探点的间距、勘探深度)等方面条款。

(3)根据国家标准的调整,在修订相关内容时应与国标保持一致,如湿陷性黄土的评价标准、盐渍土的判别标准等。

(4)根据《铁路工程地质勘察规范》、《铁路工程岩土分类标准》的修订和《铁路工程天然建筑材料勘察规程》的编制,增加相关的内容,修订不一致的条文。

(5)增加“盐岩(膏岩)”的有关内容。

(6)增加施工和运营中对特殊岩土的勘察要求。

2.5 《铁路工程岩石试验规程》(TB10115—98)

(1)有关“岩体力学”性质的试验方法,目前的铁路工程地质系列标准中只在《铁路工程地质原位测试规程》列入了“岩体直剪试验”方法,未列入“岩体变形试验”和“岩体应力测试”等试验项目。建议与相关规范协调,增加以上两个试验的内容。

(2)在《铁路工程岩土分类标准》(TB10077—2001,J123—2001)中“膨胀岩的室内试验判定指标”其中有“饱和吸水率 wsa≥10%”。但进行饱和吸水率试验时,因膨胀岩遇水就崩解,无法进行煮沸或饱和,则无法求取 wsa。建议易崩解膨胀岩判定指标取消“饱和吸水率”而选用其他指标,如“蒙脱石含量”或“阳离子代换量”等指标。

(3)规范中第9章膨胀试验中所提到的自由膨胀率试验容器、岩石膨胀率试验仪等目前在市场中没有生产,无法购买;试验仪器和试验方法宜加以修改。

(4)规范中第21章蒙脱石和伊利石含量测定均为化学分析方法,宜放到《铁路工程岩土化学分析规程》。

2.6 《铁路工程土工试验规程》(TB10102—2004)

(1)存在的问题

①路基填料为砾石土和碎石类土的压实度指标采用孔隙率(n),但在《铁路工程土工试验规程》中未给出这项指标。

②《客运专线铁路路基工程施工技术指南》(TZ212—2005)规定:基床以下路堤块石填料的粒径不得大于 15cm,基床底层块石类填料粒径不应大于10cm。压实度检测采用 K30试验,但 K30平板载荷试验适用于粒径不大于荷载板直径 1/4的各类土和土石混合料。在规程中漏列“采用 60cm和 75cm的荷载板”的规定。

③第31章～第36章,所用的试验方法均为化学分析方法,建议将其并入正在编写的《铁路工程岩土化学分析规程》。应补充 CBR试验、变形参数试验(目前公路规范和水电部的新规范上有,地铁试验项目经常出现)等。

(2)勘误(表4)

表4 《铁路工程土工试验规程》(TB10102—2004)勘误

3 建议

3.1 铁路工程地质勘察专业标准体系做适当调整

(1)《铁路工程地质勘察图例图式标准》(待编)宜纳入《铁路工程地质勘察报告编制规程》。以使《铁路工程地质勘察报告编制规程》更为完整,且便于使用。

(2)通用标准中的《铁路工程地质勘察监理规程》列为专用标准。

(3)专用标准中的《铁路工程水文地质勘察规程》补充完善水文地质试验、环境水文地质评价等方面的内容后,改为《铁路工程水文地质勘察规范》,与《铁路工程地质勘察规范》共同组成铁路工程地质勘察的通用标准。

(4)《铁路工程基桩无损检测规程》不属于工程地质勘察专业标准体系,应纳入其他相应的标准体系。

3.2 完善铁路工程建设勘察标准体系

工程地质勘察工作不能全面代替其他专业的勘察,作为铁路工程建设的勘察专业标准体系来说,仅有“地质”专业是不够的,还应编制路基、桥涵、隧道等专业的勘察标准。如:桥涵专业中的水文勘察、桥址的选择;隧道专业洞门的确定、辅助坑道的选定;路基专业挡护工程的选择、取土场地的选址等都应在相关专业的勘察规程中规定。建议补充线路、桥涵、路基、隧道、站场、建筑等专业勘察标准,以完善铁路工程建设勘察标准体系。

3.3 局部条文修订

标准中存在的与国家标准不一致的条文、需要新增的条文和条文说明,目前修订和即将修订的规范,可在修订中修改和增加;暂不修订的规范可采用局部条文修订的形式处理。对于客运专线勘察、膨胀岩的判定标准等需要研究的问题,应在今后的实践中不断积累资料,逐步修订、完善。标准中的印刷错误和个别不准确的用词,可进行勘误。

3.4 加强与相关标准之间的协调

与相关设计规范需要协调的问题,待设计规范修订时,相互交流、研究和借鉴。

4 结语

(1)2009年铁道部已经下发了铁路工程建设标准的修订工作计划,铁路工程地质勘察标准体系根据复审建议进行了调整,《铁路工程水文地质勘察规程》和《铁路工程地质勘察图例图式标准》纳入了修编计划。相关规范(程)局部修订条文已经报部。

(2)主要规范的勘误尚未正式下发,在此列出后,建议地质勘察技术人员在实际工作中参考。

(3)铁路工程地质勘察标准需要不断完善和创新,有待于在实际工作中不断试验研究,不断积累资料,适时补充修订,以便能更好地满足地质勘察工作的需求。

[1]GB50021— 2001,岩土工程勘察规范[S].

[2]GB50111— 2006,铁路工程抗震设计规范[S].

[3]TB10003— 2005,铁路隧道设计规范[S].

[4]TB10077—2001,铁路工程岩土分类标准[S].

[5]TB10012—2007,铁路工程地质勘察规范[S].

[6]TB10049—2004,铁路工程水文地质勘察规程[S].

[7]TB10102—2004,铁路工程土工试验规程[S].