深圳轨道交通勘察监理实施成效及问题探讨

周新权

(上海市隧道工程轨道交通设计研究院，上海 200235)

随着城市经济和社会快速、持续发展的需要，越来越多的城市加入到轨道交通建设的队伍中。深圳市作为中国第一个经济特区和珠三角重要城市之一，已逐步发展成现代国际化城市。近几年来，深圳轨道交通事业也日益发展壮大，目前多条线路已建成通车，后续数条线路也已全面展开。勘察设计作为轨道交通建设的前期工作，对整个工程建设至关重要。轨道交通勘察是轨道交通工程基本建设管理中一项重要的基础工作，在项目投资决策和项目建设中具有十分重要的作用，是编制建设项目设计文件的依据，对整个轨道交通工程建设显得尤为重要。勘察文件的质量直接影响着设计的经济性和合理性，甚至会影响到后期轨道交通施工和运营的安全性。由于岩土工程勘察工作的重要性，而轨道交通勘察更具有线路长，一般需途经城市繁华地区，地貌和地质单元具多样性和复杂性的特点。为便于有效规范和统一管理勘察市场，提高岩土工程勘察资料的可靠性，节约勘察费用和建设成本，越来越多的城市已经建立了轨道交通勘察监理机制。为确保勘察工作的顺利进行，勘察单位能更好地服务于设计和业主，提高勘察质量、节约成本、保证工期进度，这就要求勘察监理单位不断探索监理对策、改进监理方法、提高监理效率，协同业主和勘察单位处理好勘察过程中出现的各种难点问题，提早预防、及时处理，从而推动轨道交通岩土工程勘察的健康可持续发展。文中将以深圳市轨道交通9号线为例，对深圳地区城市轨道交通岩土工程勘察监理的作用、成效及存在的问题加以论述和探讨。

1 概况

深圳市轨道交通9号线主要途经南山区、福田区和罗湖区，线路全长约25 km，设22座车站，均为地下线;另设停车场和车辆段各1座，线路整体呈“几”字形。

深圳市轨道交通9号线工程采用总体总包模式，勘探外业劳务和室内岩土试验均由分包单位承担。工程位于深圳市区，沿线地貌大致分滨海浅滩、海积或冲积平原、台地及低丘陵地貌三类。

2 勘察监理的重点和难点

由于深圳轨道交通9号线地处深圳市区，线路穿越密集的商业区和居民区，地面建筑、交通、地下管线等成为制约勘察施工的明显因素。根据拟建工程的场地环境条件、外部条件及轨道交通工程特点，工程勘察有如下难点:场地环境条件复杂，接口管理多，协调(与道路、交警、城管、绿化、管线单位及周边用地业主等)难度大，现场勘探难度大;城区城市地下管线密集，野外钻探施工存在较多风险源;部分路段可能需要占道施工，道路交通和勘察作业相互影响;各阶段勘察任务完成工期紧，各工点勘察同时进行，管理幅度增大，勘察进度和质量控制难度大。另外，沿线场地特殊性岩土较多，不良地质发育，主要表现在以下几个方面:

1)人工填石。深圳土地资源相对匮乏，为满足城市建设高速发展的需要，局部需进行填海造地，造成该地段广泛分布填石层，如深圳前海和后海片区等。由于填石层成分、性质、范围等均具不均匀性，其块径又大小不一，分布范围和最大埋深仅以钻探的手段很难准确判断，对地铁工程设计施工影响较大，尤其是对明挖基坑工程的围护墙和桩基础施工都有很大影响，若填石经过强夯到达软土底面时甚至会进入地铁区间隧道从而影响盾构的通过。

2)软土。深圳湾广泛分布着第四系海积淤泥层，淤泥层分布厚且变化大，其具有含水量高、孔隙比大、强度低、压缩性高等不良工程特性，同时软土还有低渗透性、触变性、流变性和欠固结等特点。工程建成后，软土引起的工后沉降往往较大，对工程的安全运营影响很大;同时在上部荷载和震动的长期作用下，软土的触变特点往往会使其强度降低，从而进一步加大构筑物的变形量。基坑开挖易导致基坑失稳，在施工中易产生流泥，地震或震动力作用时可能发生震陷，不利于车站及隧道的开挖和稳定。

3)花岗岩风化残积层。深圳地区是典型的花岗岩地区，花岗岩残积层颗粒成分具有“两头大、中间小”的特点，即颗粒成分中粗颗粒和细颗粒含量较多，而介于其中的颗粒成分较少，这种独特的组分特征使其兼有砂土和粘性土的特征，而细颗粒也容易从粗颗粒中随着地下水的流动而流失，当水压力过大时也容易产生流土、管涌等渗透变形现象。花岗岩风化物遇水浸泡后易扰动软化，扰动后的土层的性质接近砂层，可能引起基坑失稳、地面沉降等灾害，施工风险大。

4)花岗岩风化球。花岗岩风化球(孤石)常见于深圳地区，对地铁施工尤其是盾构施工有很大的不利影响。风化球往往很完整，裂隙不发育，岩样强度高，且大小不均，分布具有不确定性;且现有勘察手段很难准确地判定其分布量、分布范围等，钻探仅能偶尔触及，物探由于受干扰因素众多，成果解译的可靠性也较差。盾构施工时若遇到花岗岩风化球往往需付出很大的经济代价进行处理，且会造成施工工期的延误，严重时甚至须改变线路的局部走向。

5)基岩起伏。深圳地区基岩主要以燕山期花岗岩为主，局部地区基岩起伏较大，微风化岩侵入区间隧道范围，而微风化花岗岩一般强度高，属硬质岩石，对区间盾构通过极为不利。基岩起伏地段对地铁隧道设计施工影响较大，对隧道施工选型尤为重要，而勘察能揭示最高基岩面的几率往往很小，简单地通过勘察报告中地质剖面调整区间隧道线位、坡度等未必能完全避开基岩凸起部位。

6)断裂。深圳地铁局部处于断裂束范围内，虽不是全新世活动断裂，但局部仍揭示到断裂迹象，岩石较为破碎。断裂对工程的影响主要体现在岩体破碎，工程地质条件差，地下水丰富，水文地质条件差，因此，断裂地段对地铁的设计和施工亦有较大影响。

3 勘察监理监控要点

轨道交通勘察监理的主要工作是对勘察单位勘察过程的质量、安全和进度等进行监控，对勘察实施文件和成果文件进行审查，对勘察费用进行审核。勘察监理工作重点是对勘探野外工作的监控，其时效性较强，故要求勘察监理工作必须把住源头、关键问题重点监控，以及对重点难点问题充分论证咨询。勘察监理流程如图1所示。

图1 勘察监理监控流程图

1)前期。编制《岩土工程勘察监理大纲》，并提交业主审查通过后实施，而后审查勘察总包提交的《岩土工程勘察大纲》、勘察总包和分包的人员、资质、勘探仪器设备等情况，提出监理审查意见。

2)勘探现场。勘探现场第一手资料的真实性和可靠性将直接影响到整个勘察成果的质量，故勘察监理的工作重点亦是从源头抓起，对勘探现场关键性节点进行控制，确保勘察质量和安全。

a.人员、设备检查:按《岩土工程勘察大纲》的要求检查并落实各类勘探工作投入的施工人员、机具设备的到位情况、封孔材料的准备情况，以及勘察单位技术负责人向现场外业勘探人员技术交底情况。

b.开孔检查:地铁线路一般均根据现有城市道路敷设。地下管线密集，由于勘探野蛮施工而导致地下管线破坏的事故屡有发生，故要求现场施工人员应有足够的安全意识，钻探施工前勘探孔位置须经相关管线公司确认后，尚应对浅部土层进行人工探挖，探挖深度不小于3m，经勘察现场技术人员和监理人员确认后方可进行机钻。

c.过程抽查:钻探野外作业对勘探质量尤为重要，由于目前勘探施工队伍人员素质参差不齐，个别队伍为了达到经济效益弄虚作假，容易造成勘探揭示的地层情况与实际情况不符，这就要求勘察监理人员对整个勘探过程进行有效的监控。勘探施工过程中应随时检查钻探岩芯采取率是否符合规范要求，勘探过程是否按规定量测地下水位，标贯等原位测试是否按《岩土工程勘察大纲》要求执行，勘探、测试原始记(编)录是否符合规范要求。要求在钻探过程中第一时间描述岩土鉴别特征，准确、真实地反映勘探过程、情况，避免漏记或事后补记的现象发生，检查岩土试样的采取、保管是否符合相应的规范要求，土样蜡封及运输是否及时等。检查过程中监理人员要总结经验并善于发现操作人员的违规操作甚至弄虚作假的现象，如土样采取时未选用取土器而直接岩芯包样、标贯试验违规操作甚至不做而直接写上标贯击数、钻进回次不满足要求及编录不及时或事后补记等。

d.终孔检查:首先应检查孔深是否达到设计孔深的要求，这就要求钻探最后一钻提钻前，现场技术人员对勘探孔的深度应进行量测，监理人员应检查其量测过程是否符合相关规定，待双方确认签字后方能终孔。这就能有效杜绝个别钻探机组终孔未达到设计孔深而人为的把岩芯拉长的情况出现。同时终孔后尚应检查是否按要求进行有效封孔，对不需保留的岩芯和施工中溢出的泥浆等废弃物应及时清除，保持勘探施工作业区域的干净卫生，做到机走场清。

e.管理:地铁工程勘察往往工期较紧，勘探现场也往往多个标段、多个工点同时进行，若要做到面面俱到，勘察监理单位通常需要配置庞大的监理队伍进行现场监理。目前大多监理单位难以胜任，故监理单位在上述关键性节点进行控制的同时，更重要的应是对勘察总包单位对现场管理的监控，这主要包括总包单位人员的到位率、对分包单位人员的管理、勘探现场的检查以及现场存在的问题的执行力度等，做到有的放矢、有效监控。

3)室内试验。室内岩土试验的质量对整个勘察成果报告的影响甚大，勘察报告中大部分岩土物理力学性质指标一般都是建立在室内试验成果的基础上提出的，故勘探监理单位对室内试验的监控也非常重要。首先，监理工程师应对室内试验的环境条件、室内试验的仪器设备、试验人员资质等情况进行检查。其次，试验过程中监理人员采用巡视、抽查的方式对试样的开样、制样和试验操作进行监督管理，检查试样的验收、保存、制备等过程，检查中要善于发现试验人员的操作陋习，并重点检查可能存在不按规范要求进行的试验操作甚至弄虚作假的情况，如固结快剪试样预压时间不足或者制备的试样不足、测定含水量的试样未进烘箱、固结试验读数时间为赶时间未按规范要求操作等。最后，检查试验成果的整理、分析是否符合相关规范要求，计算是否准确无误等。

4)勘察报告。勘察成果报告的质量直接影响着地铁工程建设和运营的安全，一份优秀的勘察报告不但能提醒设计和施工在建设过程中由于岩土工程问题而存在的风险，提早做好预防和处理措施，保证工程建设的安全，而且有时还能大幅度降低工程建设的成本，故勘察监理对勘察成果的监控和审查就更为重要，主要体现在以下几个方面:

a.审查勘察报告对相关规范和总体设计要求的执行情况，重点是强制性条文执行与否，实际完成的勘探、测试、试验能否满足相关要求。

b.勘察单位能否根据已查明的车站基坑开挖、隧道推进及影响深度范围内岩土层的类型、工程特性、地质构造、岩石的坚硬程度、岩体的完整程度、岩体受地质构造影响程度、地下水的发育情况等，准确评价其对施工的不利影响和隧道围岩分级的正确划分，并提出合理的防治措施和工程建议。

c.地下水的埋藏情况、类型、变化情况、发育情况和腐蚀性情况等是否按相关规范和技术要求进行详细查明，勘察报告是否提出了合理的土层渗透系数和抗浮设计水位。

d.不良地质的分布范围、危害程度及特殊岩土是否按相关规范要求进行详细查明，能否正确分析其对工程的不利影响，提出的工程建议和防治措施是否合理、恰当。

e.深圳地区抗震设防烈度为7度，勘察单位是否按相关规范对地震效应进行了详细查明，是否划分了场地类别和建筑抗震地段，液化判别过程和结论是否正确。

f.室内试验和原位测试成果是否按相关规范要求进行了统计，提供的岩土参数指标是否合理、依据是否充分;勘察成果结论是否正确、对工程建设的建议是否可行，隧道开挖过程及地铁运营后对环境的影响评价是否正确等。

勘察监理根据以上几个方面对勘察单位提交的每份勘察报告均进行了认真的审查，在勘察成果审查过程中，审查人员与勘察单位的技术人员进行了充分的沟通与交流，下面就深圳地区地铁勘察成果报告中出现的几点共性的问题进行总结和探讨。

a.岩石的单轴抗压强度。岩石的单轴抗压强度是划分岩石坚硬程度的重要依据。一般都是通过室内岩石试验得出的，具有较高的可靠性，但有时抗压强度指标出现异常时应进行充分的分析和论证，而不是统计时加以简单的剔除。如有时抗压强度试验时试验破坏面是岩体自身的结构面，而这样的试验值往往偏低，也并不能代表岩石本身的抗压强度，故该类值统计时应予以剔除。勘察报告中对试验破坏面的描述也是必要的，这在勘察报告中很少能体现。另外单轴抗压强度统计时，部分勘察技术人员为了变异系数的合理性往往把最大值和一些较大值亦予以剔除，主观地认为这样偏于安全，却不知有时可能会造成工程建设的风险。如深圳某地铁建设过程中由于单轴抗压强度的统计时剔除了大值，从而导致盾构过程中盾构机刀盘的损坏，单轴抗压强度的大值一般都是试验的真实反映，是盾构机选型的重要依据，故统计时应予以保留。

b.全风化和强风化的划分。深圳地区为典型的花岗岩分布区，花岗岩风化层中一般广泛分布着全风化和强风化层。该两层的分界勘察单位习惯的做法是根据GB 50021-2001岩土工程勘察规范附录A.0.3以标准贯入试验N≥50划为强风化、50＞N≥30划为全风化，而不考虑其岩土特性、细节特征。这种复杂地质问题的简单化处理，结果容易将部分实为岩芯呈土状的全风化花岗岩错误地定为强风化花岗岩，并进一步在岩土施工工程分级(原为土、石可挖性分级)中将其定为软质岩石，从而增加了工程投资。一般全风化花岗岩岩芯呈土状，钻探岩芯采取率较高，而强风化花岗岩岩芯呈土夹碎块状或半岩半土状，钻探岩芯采取率相对较低，干钻钻进也较困难，故该两层分界面的划分仅以标准贯入击数作为唯一依据而不考虑岩土本身的特性应值得探讨。

c.软土问题。深圳为非典型的软土地区，软土的分布并不广泛。如9号线仅在深圳湾附近分布有海相沉积的淤泥质粘性土，而在其他地区并未有软土发育，但局部区域分布有软塑～可塑状的粘性土，而勘察单位习惯将该层冠名为淤泥质土，从而定为软土。从室内土工试验统计成果来看，该层孔隙比为0.85左右，液性指数为0.7左右，并未达到软土标准，若将该层定为软土，其物理力学指标亦根据软土的特性提供，并不合理，从而容易误导设计人员，加大了后期建设的成本。

4 结语

深圳是全国快速发展轨道交通事业的城市之一，其勘察监理机制建立至今已有多年，勘察监理在轨道交通建设中实施的成效和发挥的作用已经逐步得到了体现，对规范轨道交通勘察市场也起到了越来越积极的效果。勘察监理通过对前期勘察大纲和人员资质的审查，规范了现场勘探队伍，优化了勘察实施方案;通过对勘探现场和室内试验的重点监控，勘察单位的现场作业也更加系统化和规范化，基本杜绝了野蛮施工的现象，弄虚作假的情况也得到了遏制，提高了勘探质量和勘察成果的可靠性;通过对勘察报告的全面审查，使得勘察成果内容更加全面和有针对性，提供了更为合理的岩土参数和恰当的工程措施建议，充分提高了勘察成果的质量。

勘察监理在轨道交通勘察中对控制勘探风险、提高勘察质量、节约建设成本等方面已起到举足轻重的作用，但勘察监理单位在今后的工作中仍应不断总结经验，探索更加有效的监理方法，提高监理效率，更好地服务于业主，并能及时处理好勘察过程中出现的各种难点问题，使轨道交通勘察工作更能持续健康发展。

［1］ TB/T 10403-2004，铁路工程地质勘察监理规程［S］.

［2］ GB 50021-2001，岩土工程勘察规范(2009年版)［S］.

［3］ 易宙子.深圳地铁工程勘察常见工程地质问题与对策初探［J］.城市勘测，2009(6):40-41.

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