城市轨道交通勘察

城市轨道交通勘察方法与技术报告人：顾国荣上海岩土工程勘察设计研究院有限公司ShanghaiGeotechnicalInvestigations&DesignInstituteCo,Ltd一、上海轨道交通工程概况1.1建设规模上海轨道交通运营线路共8条，运营车站达163个，换乘点17个；运营线路总长度达到230Km以上，2010年运营里程将达400公里。一、上海轨道交通工程概况1.2轨道交通工程包括地下段、地面段、高架段、过渡段，其中地下段(区间隧道、车站)建设规模大，建设与营运风险相对大，是关注的重点。车站车站车站区间区间区间二、轨道交通工程特点轨道交通工程特点BECDA线路长且涉及不同地质单元盾构区间隧道沉降影响因素复杂车站（枢纽站）基坑开挖深度很大其他周边环境极为复杂含水层涌水涌砂地下障碍物等沼气引发事故——天然气害区间隧道沉降其它三、轨道交通工程岩土工程问题区间隧道主要问题区间隧道涉及的主要岩土工程问题三、轨道交通工程岩土工程问题隧道长期沉降及危害隧道开裂漏水！上海市地铁二号线上行线累计沉降量曲线图(1999.11-2004.5)河南中路站西洞口旁通道人民广场东洞口陆家嘴站西洞口河南中路站东洞口中山公园站东洞口旁通道江苏路站西洞口江苏路站东洞口旁通道静安寺站西洞口静安寺站东洞口旁通道石门一路站西洞口石门一路站东洞口旁通道人民广场西洞口旁通道陆家嘴站东洞口东昌路站西洞口东昌路站西洞口旁通道东方路站西洞口旁通道科技馆站西洞口科技馆站东洞口旁通道世纪公园站西洞口世纪公园站东洞口旁通道龙阳路站西洞口龙阳路站东洞口-150.0-120.0-90.0-60.0-30.00.030.060.090.0120.011313.0011853.0012464.0012990.0013578.0014156.0014682.0015281.0015845.0016389.0016920.0017476.0018115.1418644.2719202.0019836.2020251.0120809.7721364.9721898.4222488.9722895.7823546.1924127.1024649.1125184.3725753.3926185.1026748.10里程(m)沉降量(mm)三、轨道交通工程岩土工程问题隧道沉降影响因素BECDA下卧土层性质不同施工工艺不同注浆浆液材料不同列车长期低频振动保护区内工程施工三、轨道交通工程岩土工程问题坑底回弹粉、砂土流砂与管涌基坑水土突涌侧向位移过大地表塌陷地下车站涉及的主要岩土工程问题三、轨道交通工程岩土工程问题地下车站主要岩土工程问题05101520253001020304050水平位移（mm）深度（m）P13P14P15P16P17-20.0-15.0-10.0-5.00.00510152025距基坑边距离（m）地表沉降量（mm）D-11基坑侧向位移曲线基坑地表沉降曲线四、轨道交通工程勘察要点查明沿线地层、地下水分布规律查明不良地质现象（厚层填土、暗浜）查明沼气、地下障碍物分布调查周边环境条件勘察要点一：用综合勘察手段提供翔实基础资料四、轨道交通工程勘察要点进行工程地质分区，分区提供岩土参数。根据地铁结构特点和工程地质剖面图有针对性进行评价了解施工工艺，有助于根据边界条件提供合理的岩土参数。勘察要点二：分析评价强调针对性五、轨道交通工程勘察案例5.1轨道交通10号线案例工程概况上海市轨道交通10号线一期工程全长32.76km，主线线路起点为高速铁路客站站、终点为新江湾城站，共包括26个地下车站、25个地下区间。沿线涉及闵行、长宁、徐汇、卢湾、黄浦、虹口、杨浦等7个区。轨道交通10号线总平面图五、轨道交通工程勘察案例-----方案编制5.2勘察方案编制依据：（1）由招标单位提供的资料：工程详勘招标文件；线路车站、区间平面图和纵断面图、车辆地基及出入场线总平面图等；招标补充文件；一期岩土工程勘察初勘报告五、轨道交通工程勘察案例-----方案编制5.2勘察方案编制依据：（2）执行的技术规范、规程及标准A上海市标准：《岩土工程勘察规范》DGJ08－37—2002《城市轨道交通设计规范》DGJ08－109－2004《地基基础设计规范》DGJ08－11—1999《基坑工程设计规程》DGJ08—61－97……B国家标准：《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB50307-1999《岩土工程勘察规范》GB50021－20001《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002……五、轨道交通工程勘察案例-----方案编制5.3标书编制原则（1）充分收集和利用本工程初勘资料、沿线勘察资料及相关区域性基础资料，并尽可能加以充分利用。（2）充分收集已建、在建轨道交通工程类同工程经验，特别是大量原型监测资料，以指导标书编制。（3）勘察方案在符合规范要求并满足设计要求基础上，力求经济合理。在旁通道等易发事故的关键位置在勘探工作量布置时予以重视。（4）选择成熟、恰当的多种勘察手段，以此获得较为合理可靠数据。同时考虑市政工程环境问题，勘察手段应具有可实施性。（5）依据勘察工作量，确定必须的资源配置及各种质保措施，以保证工期及勘察质量满足招标文件的要求。五、轨道交通工程勘察案例-----方案编制5.4标书编制思路（1）对本工程各类构筑物涉及的共性问题如工程地质条件、水文地质条件一并叙述；对主线段、出入线及车辆段各部分因建（构）筑物性质、荷重、基础方案、施工工艺不同，涉及的岩土工程问题有较大差异，分别进行基础预分析。（2）总结目前同类轨道交通岩土勘察中存在的主要问题，分析可能引发的后果，进一步明确本次勘察应关注的问题；强调外业质量控制，包括勘探孔定位问题、承压水观测方法及观测时间、钻孔封孔、车站暗浜及厚层填土的等。（3）根据规范及招标文件要求，布置勘探工作量；对旁通道及工作井等关键节点勘察工作量留有余地，减少因勘察工作量不足所造成的返工。五、轨道交通工程勘察案例-----方案编制5.5资料收集及利用为使标书预分析具有针对性、勘察方案具有合理性，勘察中应解决的关键岩土问题更为明确，收集了以下四方面资料：1、基础性资料：包括本工程初勘报告、暗浜资料、沿线勘察资料及区域背景资料。2、类同工程建设经验：包括地铁区间隧道、地下车站、旁通道以及停车场的工程经验。3、目前轨道交通工程岩土勘察中存在的主要问题。4、轨道交通涉及的主要不良地质现象及其防治对策。五、轨道交通工程勘察案例-----方案编制5.6收集分析已建及在建轨道交通工程的现状与经验1、岩土工程注重理论与实践结合，上海地区已建及在建轨道交通线路已达12条，与岩土工程相关的经验及教训很多，标书编制中对已有经验的归纳及分析，对充分理解招标文件及设计意图，合理布置勘察方案是必要的，否则勘察工作量设计会有盲目性或片面性。２、对招标文件及答疑会未明确的事项，可参考类同工程经验确定。3、针对性收集地铁区间隧道及地铁车站及停车场等已建及在建轨道交通工程相关实例，供标书编制时借鉴。五、轨道交通工程勘察案例-----方案编制5.6收集分析已建及在建轨道交通工程的现状与经验A地铁一号线及二号线区间隧道沉降现状与分析：根据目前我公司收集地铁线路地下段工程实例分析，对区间隧道影响最大的问题是地铁隧道纵向沉降及不均匀沉降。地铁一号线、二号线经过一段时间的运行，其沉降监测数据反映，均不同程度存在沉降及差异沉降，部分区段不均匀沉降较大。B地铁沉降影响因素分析附加荷载大小（包括隧道本身及周围建筑物引起的附加荷载）；隧道周围土层性质不同；隧道掘进引起土层损失大小（与土性、掘进设备及施工参数及有关）；隧道掘进对土层扰动程度（与土性、掘进设备及施工参数有关）；营运期长期动荷载作用下引起的沉降（与土性及震动频次有关）；**上述影响因素中与土层性质密切相关，勘察中不仅要了解土体正常固结特性，还要了解土体在营运期长期动荷载作用下引起的沉降固结特性。另外还应关注软土的次固结变形对地铁沉降的影响。五、轨道交通工程勘察案例-----方案编制5.6收集分析已建及在建轨道交通工程的现状与经验C控制隧道掘进引起地面沉降的措施地铁一号线隧道掘进经验：试推进中发现采用固定超挖刀在上海软土中掘进，必引起较大的地层损失和地面沉降，后采用同步注浆及二次注浆辅助措施减少过大的地面沉降。地铁二号线盾构掘进经验：盾构切口前的沉降由土压力及掘进速度控制，盾尾后的沉降由同步注浆及壁后注浆控制。根据土性不同采取优化施工参数、土体改良等方法来确保掘进面稳定及控制过大的地表沉降如：盾构穿越软弱粘性土时，推进速度不宜过大；盾构穿越全断面粉土、砂土时，推进设备所受扭距及推力增大，盾构穿越后隧道周围土层很不稳定，容易发生盾尾漏水、漏砂情况，实际工程中采取推进速度2cm/min，同步注浆量增加、在刀盘正面及土仓内加注泡沫降低土体强度等措施。**上述经验表明：准确查明土层性质对地铁工程选择合适的施工参数尤为重要。五、轨道交通工程勘察案例-----方案编制5.6收集分析已建及在建轨道交通工程的现状与经验D近距离穿越工程实例地铁2号线西延伸段中山公园站～古北路站区间，穿越内环高架桥墩时离承台桩基最小距离仅1m左右，穿越明珠线中山公园站高架桥墩时隧道距离最近承台桩基只有3.9m。在上述近距离穿越时采取以下几种盾构控制技术及辅助技术措施：a．严格控制盾构施工参数：在盾构穿越前，将平衡压力、注浆量、出土量等施工参数调整到最佳。推进时严格控制施工参数，尽量减少盾构推进对地层的扰动；b．严格控制盾构纠偏量：在确保盾构正面变形控制良好的情况下，使盾构均衡匀速施工，以2cm/min为宜。盾构姿态变化不可过大、过频，控制单次纠偏量不大于10mm。c．严格控制同步注浆量和浆液质量：对同步浆液配比进行调整，增加水泥掺量，提高同步浆液的强度。盾构推进过程中均匀合理地压注，同时结合地面变形的数据反馈，严格控制同步注浆量和浆液质量。d．隧道内二次注浆：预留二次注浆孔，使浆液更好地填充于周边土体内，提高周边土体的强度和稳定性，重点压注部位为靠近桩基的一侧。e．加强对桩基的监测：加密检测频率，必要时进行跟踪监测，通过监测数据反馈来指导施工。五、轨道交通工程勘察案例-----方案编制5.6收集分析已建及在建轨道交通工程的现状与经验地下车站相关工程经验与实例上海已建地铁车站一般为地下2层～4层，车站一般呈长方形，车站宽度一般在18～25m左右，地下2层车站车站埋深一般在15m左右，地下3层或4层车站，埋藏深度较大，一般20～25m左右。地铁车站主要涉及基坑围护和抗浮两方面的问题。A地铁车站围护设计工程经验及实例a．上海地铁车站开挖深度大（一般在15m以上），故车站基坑开挖一般采用地下连续墙加内支撑的方案，并有超过30m挖深的地铁车站基坑采用连续墙加内支撑围护成功的经验。出入口及风井区由于开挖深度较浅，一般可采用SMW工法或钻孔灌注桩+水泥土搅拌桩止水等围护方式。b．地铁车站围护墙一般采用两墙合一方案，在经济性方面更具优势，且能更好控制基坑变形。地下连续墙插入深度一般为0.6～1.0倍开挖深度。c．地铁车站呈长方形，除第一道为钢筋混凝土支撑外，其余一般采用钢支撑。采用临时的