埃塞俄比亚亚吉铁路勘察经验探讨

Discussions on Addis Ababa-Djibouti railway survey experience in Ethiopia

摘要：随着“一带一路”建设的推进，中国铁路“走出去”力度不断加大，其首要之处便是勘察设计。勘察设计过程中不能完全照抄照搬中国规范，需要探索一套适合当地国情的工程地质勘察体系与方法，才能顺利完成勘察工作，为后期项目设计及实施提供有力保证。作者通过在埃塞俄比亚亚吉铁路项目勘察的经历，介绍铁路勘察的基本情况，分析与国内铁路勘察的差异，提出勘察工作的重难点及应对措施，总结在海外开展地质勘察工作的一些经验和体会，以期为海外其他项目的勘察工作提供借鉴。

Abstract： As China keeps making progress in the Belt and Road Initiative， China's railway sector keeps strengthening the efforts to "go global"， facing survey and design as the top priority for there is no exact model to follow in China. Therefore， when carrying out survey and design，we need to explore a geological survey system or approach in line with local conditions to ensure the work to be nducted smoothly， which can further guarantee the project design and implementation in next phases. Based on his experience in conducting survey for Addis Ababa-Djibouti railway in Ethiopia， the author gives a general introduction to railway survey， analyzes the differences in survey between foreign countries and China， puts forward the key and difficult points in survey and corresponding approaches as well as sums up experience from overseas geological surveys， hoping that other overseas survey can draw on experience from it.

關键词Keywords 埃塞俄比亚 亚吉铁路 铁路勘察 经验体会

本项目是亚的斯亚贝巴至吉布提铁路（简称亚吉铁路）的一部分。线路起于埃塞首都亚的斯亚贝巴西南方向的赛贝塔镇，向东经阿达玛后至本段设计终点米索镇，线路全长318.961km：其中亚的斯一阿达玛为双线，长110.298km，其余段落为单线，长208.663km。全线桥梁62座，共11.547km，占正线长度比例的3.5%，其余均为路基段落。全线设10个车站。

（一）基础资料的收集

埃塞俄比亚基础地质研究非常薄弱，区域地质资料多为小比例尺，难以用于铁路勘察设计工作中。沿线缺乏气象数据，地震记录及地震研究资料稀少，整个国家无能力实施地震安全性评价工作。

（二）人员、设备配置

地质勘察工作有大量时间是在野外，因此，从人员结构上，需要配置项目勘察负责人、地质工程师、钻探管理人员、钻探工人等。项目勘察负责人需要具备一定的英语基础、协调管理能力、风险控制能力等：地质工程师需要具备较强的专业素养，一定的英语沟通能力;钻探管理人员需要具备协调管理能力及风险控制能力;钻探工人主要考虑具有熟练操作钻探设备的机长。

埃塞俄比亚当地勘察设备数量有限，并且当地钻机老化严重，配件严重不足。本项目勘察是从国内调运了13台钻探设备，2台静探设备及试验设备。

（三）标准、规范适用性

在亚吉铁路勘察中，主要技术标准是参照中国标准，但又不能照抄照搬中国标准和规范。因跨出国门，遇到新的地质问题，如火山岩空腔（熔岩空腔、冲蚀空腔、地裂缝空腔）、岩体差异风化等，针对这些新的地质问题我们进行了专项勘察、多次会审等，以针对性指导现场勘察工作。

（一）与国内铁路勘察的差异

国内铁路勘察设计按照预可一可研一初步设计一施工图一配合施工阶段程序执行，而在埃塞，根据项目建设、管理模式，结合该国的国情及成本、工期控制，按照预可一方案设计一施工图一配合施工程序执行，方案设计的精度介于可研与初步设计之间。同时勘察阶段按初测（对应方案设计）、定测（对应施工图设计）、施工勘察（对应施工阶段）。

（二）勘察工作思路

初测阶段以收集资料为主，考虑到工程实施风险，尽量少的过早投入过多资金。对全线按地貌单元布置物探工作，主要以查明上覆土层厚度为主，在交通条件好的地方，结合工程布置控制性钻探，交通条件差的地段布置部分挖探。

定测阶段全线桥梁、隧道、深路堑在代表性物探成果资料基础上，控制性钻探并取样试验。填方路基及车站覆盖土层较厚地段在物探成果资料基础上，控制性布置钻探和静探。大面积基岩出露路基地段，以测绘挖探为主。

施工阶段对开挖地质情况不符的地方，加强补充勘探。

（三）勘察工作的重难点及应对措施

本段的重大工程地质问题主要有膨胀土、岩体差异风化、火山岩空腔、水害以及地震安全性。

1.膨胀土

全线广泛分布膨胀土，主要为黑棉土及下伏基岩残积层及全风化层，长度约占全线的40.5%。由于埃塞当地气象资料缺乏，难以确定黑棉土的大气影响深度及大气急剧层影响深度，给路基工程的地基处理带来了严重影响。

应对措施：开展黑棉土大气影响深度专题研究，确定了埃塞俄比亚黑棉土（膨胀土）地区大气影响深度为3.5m，大气影响急剧层深度为1.6m。

2.岩体差异风化

受火山活动不同喷出期次间隔、原始地貌、环境条件等因素影响，岩体差异风化严重，具体表现为岩层与黏土层及风化层交替产出，对路堑边坡防护及桥梁工程基础选择影响较大。

应对措施：（1）路堑工程，进行横断面地质控制，其勘探点不少于2个;（2）桥梁工程，结合地形地貌及地质条件，适当加密勘探孔。

3.火山岩空腔

火山岩空腔主要分布于方太火山脚下平坦地带，由于岩浆在喷发至地表时，遇静水压力受阻，加之后续岩浆补给不足回落而形成，类似于岩溶地区的溶洞，但形成机理不同，均为地质隐蔽体，难以查明，对路基工程稳定性及运营安全有较大影响。

应对措施：采用地质调绘、物探、钻探综合勘察方案。熔岩空腔一般分布于火山锥中，地质选线时宜绕避：冲蚀空腔主要分布于地层浅表，埋深不大，对其进行开挖回填混凝土、封闭、加强排水等措施进行处理。

4.水害

埃塞俄比亚雨季和旱季分明，雨季降雨集中，在位于威伦奇特附近地段，每年雨季时，都会引发洪水，平原低洼地段公路主干道经常被淹。

应对措施：尽量抬坡，并完善全线排水系统，增设泄水涵洞，完善天沟、侧沟、吊沟等排水系统的治水措施。

5.地震安全性

东非大裂谷横穿埃塞俄比亚中部，裂谷张裂的平均速度为每年2-4cm，这一作用至今一直持续不断，裂谷带仍在不断地向两侧扩展，因此，线路通过地段是地壳运动活跃的地带，局部地方多火山地震，对铁路工程的抗震设计带来影响。

应对措施：（1）收集相关建筑抗震设计规范、埃塞国家地震烈度区划分等资料：（2）通过对比两国建筑抗震设计规范，认为按照中国抗震规范进行设计完全能够满足埃塞俄比亚抗震规范的要求。

（四）施工及运营阶段情况

施工阶段，当施工单位发现地质条件与勘察资料不符时，迅速组织人力及设备，拿出补勘方案，保证了施工质量。

亚吉铁路在运营阶段，未出现由于勘察不足而出现重大病害问题，由于部分地段线路标高较低，雨季地表水汇集后往往在地表形成漫流，导致某些地段铁路路基被冲刷，存在一定的行车安全隐患。

（一）技术标准对接方面

埃塞没有自己的铁路规范、规定及标准，合同明确规定及业主同意采用中国铁路现行及行业相关规范、规定及标准，但没有英文版的中国勘察规范，较之欧美技术标准的普及性和接受性较差。

（二）市场准入壁垒克服方面

埃塞本地勘察单位少，其勘探水平低下，设备老化，勘探周期长，要价高且工作效率低，勘探、测试及实验设备需从国内海运过去，海关关税减免及设备清关等工作需要与业主协调后才能进入埃塞本地，对地勘市场的准入没有限制。

（三）项目本地化方面

本项目是埃塞政府关于改善民生、提高国民经济的一个重大项目，举国上下高度重视;深得民心，全线工程地质勘察工作得到了当地政府及人民的积极支持和帮助，促进了当地的就业，但当地地勘水平整体低下，钻探工人雇佣的当地民工，工作效率普遍較低。

（四）勘察设计应注意的主要问题

本项目虽然采用中国铁路规范，但作为海外项目如果完全照搬国内的工作方法和流程是不可取的，必然会造成不必要的设计浪费，埋下工程质量隐患。经过各个阶段的勘察工作，勘察设计应注意以下问题：

1.应借鉴当地相关工程的经验、做法及教训，如膨胀土的换填深度确定、水害等，避免走弯路，且不能完全照搬中国规范;

2.对于非地质勘察范畴但对全线又极其重要的地震参数，应向业主提出专项报告，由业主提供权威、科学的参数以供设计;

3.应重视线路方案稳定的前期工作。根据本项目的地形地貌、地层岩性及工程设置等来看，地质不控制线路方案，在线路方案稳定后，完全可以进行一次性定测，不需要多阶段的勘察设计，从而造成不必要的浪费;

4.应严格执行“先勘察，后设计，再施工”的勘察工作流程。当线路方案稳定后，施工单位可提前进场，修建便道，提供勘察条件，勘察单位集中力量进行勘探，保证施工图精度，既节省了工期，又保证了工程质量：

5.应建立健全的、规范的配合施工地质验基原则及制度。对于前期勘察精度不够或者施工时发现地质条件出入变化较大的，施工单位应及时反映，勘察单位应及时补充勘察，设计要及时拿出变更方案。地质专业验基时，与设计、施工、监理及业主代表一起，多方现场确认：

6.加强多边的沟通。勘察设计时，各个专业之间、设计单位、施工单位、监理及业主应加强多边的沟通与协作，不要顾此失彼，出现问题及时解决。

参考文献：

[1]徐正宣、张昆、唐林，埃塞俄比亚铁路工程地质勘察探讨[J]，铁道工程学报，2012（05）.

[2]唐林、徐正宣、赵平，埃塞铁路的火山系列工程地质问题及对策探讨[J]，四川建筑，2015（01），

[3]张昆、郭菊彬、李建强，埃塞俄比亚新建铁路主要工程地质问题及对策[J]，铁道工程学报，2011（10），

[4]赵平、徐正宣、唐林、曾德礼，埃塞俄比亚黑棉土胀缩特性及大气影Ⅱ自深度研究[J]，铁道工程学报，2014（4）

[5]张昆等，埃塞俄比亚新建铁路S～M段技术总结[R]，中铁二院工程集团有限责任公司。