青岛城际轨道交通R3线工程勘察重难点及对策分析

苗晓军

（1.山东省第八地质矿产勘查院，山东 日照 276826；2.山东地矿局有色金属矿找矿与资源评价重点实验室，山东 日照 276826；3.日照地质地理信息大数据研究院，山东 日照 276826；4.日照市土地质量评价与污染修复重点实验室，山东 日照 276826）

1 工程概况

青岛城际轨道交通工程R3 线工程全长70km，共设车站23座，其中地下站9座、高架站14座，是贯穿青岛市西海岸新区的一条轨道交通干线。线路始于西海岸新区的嘉陵江路站，经由唐岛湾片区、灵山湾影视文化区、西部城区、古镇口军民融合创新示范区、董家口经济区，终于董家口站。并预留向日照市延伸的条件，大致呈东北至西南走向，对青岛市的城市发展和布局的辐射带动作用日益凸显。

其中，本次探究的R3 线（井冈山路-大珠山段）自井冈山路站起，经井冈山路、滨海大道、泰山路、上海路、滨海大道到达大珠山站终点站。该段工程线路全长28.9km，其中地下线15.75km，高架线12.85km，敞口段0.3km，设车站12 座，其中地下站7 座，高架站5 座，设大珠山车辆段1 处、灵山卫停车场1 处，如图1所示。

图1 青岛城际轨道交通R3线

城际轨道交通建设项目因其不同的敷设方式、多样的施工工法（如表1 所示）、特殊的结构形式、复杂的城市环境，导致工程勘察工作异常困难。因此，需要结合青岛市西海岸新区的区域特征，根据初勘揭露的地质条件，重点分析详勘阶段的勘察重点、难点问题，研究有力有效的对策与建议，保障后续勘察工作取得良好的效果。

表1 R3线（井冈山路-大珠山段）拟用工法表

2 地质条件

青岛市西海岸新区位于青岛市西南方向，地处京津冀及长三角都市圈之间，处于环渤海经济圈的南部，属于山东半岛蓝色经济区核心区之一，是黄河流域重要出海通道和亚欧大陆桥东部端点。地貌属鲁东滨海低山丘陵区，地形呈西高东低之势，境内山岭起伏，沟壑纵横。

2.1 地质构造

根据区域地质调查，青岛城际轨道交通R3 线沿线未发现大的活动断裂及新构造运动迹象，基底地质构造稳定，局部岩性接触带裂隙构造发育。

2.2 工程地质

根据初勘地质成果资料，结合沿线地形地貌、地层岩性及物理力学特性，划分为三个工程地质单元，如表2所示。

表2 沿线工程地质单元

2.3 地层岩性特征

R3 线地层岩性差异较为明显，沿线出露地层主要有第四系全新统冲洪积的粉质黏土、中粗砂，海积层的淤泥质粉质黏土、含有机质中粗砂，第四系上更新统冲洪积的粉质黏土、砾砂，沿线基岩主要为白垩系(K)凝灰岩，局部为燕山晚期花岗岩，穿插有闪长岩、煌斑岩等岩脉侵入。

按照城市轨道交通岩石基本分级，综合初勘揭露的深部隧道洞身围岩风化程度、坚硬程度、岩体RQD 指标（如图2所示）、节理发育程度等特征，依据弹性纵波波速基本＞4.5km/s，再根据岩石单轴饱和抗压强度Rc 值为39.7～121.9MPa，因此初步判定隧道洞身围岩属于较硬岩-坚硬岩，岩体较完整，工程地质条件良好，如表3所示。

表3 沿线深部隧道围岩工程地质特征

图2 岩体RQD指标测定

2.4 水文地质条件

沿线地下水类型主要为基岩裂隙水和第四系孔隙水（潜水、微承压水），主要补给来源为大气降水，主要排泄方式为侧向径流，水位动态曲线呈波状起伏，下穿河流区域受汛期、潮汐影响明显。

2.5 特殊性岩土

场区内特殊性岩土主要为人工填土、软土及盐渍土。

人工填土。沿线穿越城市主干道和居民聚集区，填土土质不均，成分多样，强度较低，自稳性差，其中局部沿海地段，存在回填块石。

软土。沿线滨海平原区局部有软土分布，以淤泥质粉质黏土、淤泥含淤泥中粗砂为主，其强度低，孔隙比大，渗透系数小，含水量及压缩性高，具有明显的触变性[1]。

盐渍土。主要分布于沿线滨海平原区，地表盐渍化严重。

2.6 围岩与岩土工程分级

按照《城市轨道交通岩土工程勘察规范》（GB50307-2012），结合各岩土层特征，将本线路围岩分级为Ⅰ～Ⅵ级，岩土施工工程分级为Ⅰ～Ⅵ级，如表4 所示。

表4 围岩分级与岩土施工工程分级表

3 重难点分析

城际轨道交通工程勘察既有铁路勘察的特点，又涉及建筑工程、地下工程的内容，同时强调水文地质、周围环境的重要性。因此根据初勘揭露的地质条件，依据国家相关规范、标准，以及设计单位提供的设计平纵断面图，分析好该线勘察工作的重难点，提出针对性的对策，对于线路后续的工程勘察至关重要。

3.1 面临复杂多变的周边环境

青岛城际轨道交通R3 线贯穿西海岸新区，面临周边人口密集、建筑林立、商圈众多、管线密布及交通拥挤的复杂环境，工程勘察可能影响人员通行、引起交通拥堵、破坏地下管线及造成环境污染等问题，现场存在难以开展钻探工作或者威胁正常环境秩序的突出问题，导致在全面准确收集地质资料方面存在较大困难[2]。

3.2 应对结构复杂的工法设计

R3 线分别拟用矿山法、明挖法2 种不同工法及地下站、高架站2 种不同的站点，不同的工法和设计对工程勘察的要求不同，提供岩土参数和建议时也应有的放矢[2]。

对于明挖法，重点岩土参数在于查明水文条件、岩土密度、侧压力系数、抗剪强度指标、桩端（侧）阻力特征值等。对于矿山法，最重要的任务是准确地进行隧道围岩分级，查明膨胀性围岩、构造破碎带、松散含水围岩，以及可能产生岩爆的围岩。

在工法变换分界段，重点查明不同工法分界处岩土特性变化、水文地质情况，在工法分界处加密地质勘探和原位测试数量，提供准确的岩土参数。

3.3 穿越特殊性岩土及不良地质作用

青岛地区地质条件复杂，影响轨道交通的特殊性岩土及不良地质作用较多，如软土、富水砂层、节理密集带、构造破碎带等。

海陆交互相沉积的软土、富水砂层等特殊性岩土，含水量及压缩性高，容易诱发基坑变形和不均匀沉降，应进行重点勘察和评价，必要时进行软土专题勘察，为地基处理、桩基设计及基坑支护结构提供依据[3]。

基岩节理密集带、构造破碎带，岩体破碎，地下水活动复杂，对隧道施工威胁较大。应重点查明断裂带的范围、产状、构造破碎情况及富水性，必要时应进行断裂专题勘察，为是否对结构进行特殊处理提供资料[3]。

3.4 临近构筑物、河流等地质复杂地段

R3 线勘察范围内多处下穿居民建筑、市政道路、立交桥等构筑物及河流等复杂地段，如表5 所示，局部分布第四系含富水砂层，应重点查明第四系的分布范围、工程特性、水文条件，以及上部第四系水对基岩裂隙水的补给情况，查清基岩中是否存在构造破碎带、软弱夹层等，对隧道围岩稳定性做出分析评价，对后期施工可能造成的地面沉降、建筑物开裂做出预测，并提出防治措施建议。

表5 临近构筑物、河流等地质复杂地段一览表

4 对策与建议

为了能更高质量地开展后续详勘工作，为工程提供符合要求的各类基础数据和设计参数，针对青岛城际轨道交通R3 线工程勘察的重点和难点，探究提出以下实施对策与建议。

①注重城市环境的保护

R3 线工程勘察处于复杂多变的城市环境中，存在一定的安全文明风险，建议对周边环境影响因素辨识与评价，严格履行勘察作业审批流程，采取降低噪声污染、统一处置泥浆、设置封闭围挡、避让地下管线等安全文明施工措施，主动保护周边环境和既有构筑物，特别注意做好钻孔终孔的注浆封孔工作，尽量降低勘察工作对后续施工和城市环境的影响。

②增加原位测试的比例

原位测试是在岩土层所处的原位置，避免岩土扰动和应力释放的影响，在维持原始结构、含水率、应力状态下，测定第一手工程性质指标的有效技术手段。建议在土质不均、岩体破碎、特殊性岩土等区域，适当增加原位测试的比例，其布置应与钻探、原型试验、室内试验及工程经验等比对和配合，在收集原始资料的基础上进行综合分析评价，提出系统的技术参数。

③掌握水文地质的规律

通过搜集资料和勘察工作，统筹设置水文试验及长期观测钻孔，查明地下水类型、赋存状态及含水层分布规律，提供水位、径流、补排关系、渗透系数、动态特征及抗浮设防等参数，综合运用层次分析法、模糊综合评价及数值计算方法建立水文地质模型，评价地下水对施工工程和工程结构的影响，提出防范管涌、流砂等不良现象的建议。

④采用适宜的物探方法

为了全面掌握地下管线、地质界面、隐伏断裂、围岩分级、不良地质体等情况，建议采用“钻探+物探”相结合的方法，利用地质雷达、高密度电法、浅层地震勘探、钻孔波速测试等工程物探技术，从宏观角度分析地质结构，为勘察成果的内插、外推提供依据，克服钻探局限性、效率低、造价高的缺点，从而使工程勘察更准确、更高效、更安全。

5 结语

青岛城际轨道交通R3 线岩土工程勘察涉及内容丰富、勘探工作复杂、实施异常困难，关系城市发展的大计。此次探究从工程实际出发，以初勘地质成果为基础，遵循勘察工作的客观规律，全面详细地分析重点和难点，结合目前先进的技术手段，探究科学可行的对策建议，为后续工程勘察提供有力的技术支持。