(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢(xún)集團(tuán)有限公司鄭州設(shè)計(jì)院，河南鄭州　450001)

鄭州的交通擁擠狀況日趨嚴(yán)重，地面交通已無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和人民生活產(chǎn)生的日益增長(zhǎng)的運(yùn)量需求，交通問(wèn)題日趨嚴(yán)重，因此投資建設(shè)地鐵，發(fā)展以軌道交通為骨干，以常規(guī)公交為主體的公共交通體系，將成為解決交通緊張狀況最理想的交通方式。按照規(guī)劃，鄭州市軌道交通規(guī)劃線(xiàn)網(wǎng)由6條線(xiàn)路組成，呈“三橫兩縱一環(huán)”的棋盤(pán)放射狀結(jié)構(gòu)，總長(zhǎng)202.53 km。計(jì)劃2013年建成1號(hào)線(xiàn)，2015年建成2號(hào)線(xiàn)一期工程，初步形成“十”字形骨架。大規(guī)模的地鐵建設(shè)過(guò)程中存在大量的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)因素，從鄭州工程地質(zhì)條件出發(fā)，對(duì)勘察中的重難點(diǎn)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，提出相應(yīng)的勘察方法和措施。

1　鄭州市區(qū)的工程地質(zhì)條件

鄭州市區(qū)位于河南省西部黃土丘陵與東部黃河沖積平原的交接地帶，為華北平原的一部分，地勢(shì)由西南向東北傾斜，地貌單元自西向東依次如下。

(1)黃河沖積二級(jí)階地：地面高程110～145 m，向東北傾斜，坡度0.13左右，階地面波狀起伏，沖溝發(fā)育，主要呈東南向展布，切割深度1.5～20.0 m，階地前緣在乳牛廠(chǎng)、六廠(chǎng)、電廠(chǎng)一線(xiàn)。

(2)黃河沖積一級(jí)階地：地面高程96～120 m，階地面較平坦，地勢(shì)向東北傾，坡度0.09～0.18。發(fā)育沖溝，北東向展布，切割深度1.5～6.0 m，多被人工改造、填平，階地前緣位于火力發(fā)電廠(chǎng)、肉聯(lián)廠(chǎng)、大石橋、老趙寨、鳳凰臺(tái)一線(xiàn)。

(3)黃河沖積平原：地面高程89～100 m，傾向北東，坡度為0.017左右。地表大部分被黃河新近沉積粉土覆蓋，東風(fēng)渠以北、二里崗一帶分布有風(fēng)成沙丘，在老城區(qū)分布有厚度不等的人工填土。

鄭州市區(qū)的地基土層：第四系松散堆積物總厚度280～300 m，從西向東變厚，從整體上看地層層序比較清楚。依據(jù)鄭州地鐵1號(hào)線(xiàn)、2號(hào)線(xiàn)資料及以往的資料總結(jié)，市區(qū)內(nèi)地基土層埋深、厚度、分布特征和一般工程特性見(jiàn)表1。

鄭州市區(qū)內(nèi)的淺層地下水以潛水類(lèi)型為主，局部地段賦存不連續(xù)分布的上層滯水。潛水位：東北部1～10 m，西南部10～40 m。東部水位變化主要受季節(jié)性降水和灌溉的影響，水位變化幅度為1.0～1.5 m；西部水位變化主要受地下水的開(kāi)采影響，鄭州東部20 m以下的地下水為承壓水，初見(jiàn)水位20 m左右，穩(wěn)定水位3.0 m左右。根據(jù)鉆孔抽水試驗(yàn)測(cè)定，粉土層的滲透系數(shù)K=0.54 m/d；粉細(xì)砂層的滲透系數(shù)K=6.6 m/d。在降水工程中，由于上層粉土中夾有數(shù)層薄粉質(zhì)黏土，因此常用綜合滲透系數(shù)K=0.5 m/d。

表1　鄭州市區(qū)地基土層

2　地鐵工程勘察特點(diǎn)

地鐵工程為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，同時(shí)具有線(xiàn)路工程、建筑工程、地下工程、環(huán)境工程的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)類(lèi)型多，按照線(xiàn)路敷設(shè)形式可分為地下線(xiàn)路、地面線(xiàn)路和高架線(xiàn)路，按照結(jié)構(gòu)類(lèi)型可分為車(chē)站主體、出入口通道、風(fēng)道、風(fēng)井、人防工程、區(qū)間隧道、聯(lián)絡(luò)通道、渡線(xiàn)、出入線(xiàn)、泵房、高架線(xiàn)路、橋梁、涵洞等，地下施工方法有明挖、蓋挖及盾構(gòu)法等不同的施工方法。勘察的目的是查明地鐵包含全部?jī)?nèi)容的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，查明巖土工程設(shè)計(jì)施工所需的參數(shù)，對(duì)場(chǎng)地作出巖土工程評(píng)價(jià)，對(duì)地基基礎(chǔ)形式、基坑開(kāi)挖邊坡穩(wěn)定性、工程降水和不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治作出分析論證，并提出建議。地鐵勘察既包含鐵路隧道的某些特點(diǎn)，又包含城市建筑地基及深基坑地質(zhì)勘察的特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)水文地質(zhì)勘察的內(nèi)容，又涉及管線(xiàn)探測(cè)的相關(guān)內(nèi)容?？傊婕皟?nèi)容廣泛，其結(jié)構(gòu)類(lèi)型多，施工方法復(fù)雜，對(duì)巖土工程勘察要求極高，應(yīng)引起勘察工作者的高度重視。

3　鄭州地鐵工程勘察方法

在地質(zhì)調(diào)繪的基礎(chǔ)上，因地制宜，根據(jù)工程項(xiàng)目特點(diǎn)、設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)要求、工程施工方法，結(jié)合不同段落的地層和工程特點(diǎn)，確定勘察重點(diǎn)，編寫(xiě)勘察大綱，采用鉆探取樣、物探、原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)及水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的綜合勘察手段，并對(duì)所取得的成果進(jìn)行綜合分析，為設(shè)計(jì)及施工提供翔實(shí)的巖土參數(shù)。鄭州地鐵工程勘察采取的主要方法如下所述。

(1)工程地質(zhì)調(diào)繪

從線(xiàn)路中心向兩側(cè)擴(kuò)展寬度100 m，不良地質(zhì)和特殊巖土發(fā)育地段，對(duì)線(xiàn)路穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的地段應(yīng)擴(kuò)展調(diào)查范圍，目的是為了查明線(xiàn)路區(qū)域地質(zhì)條件，了解地下管線(xiàn)、建筑物分布，尤其是建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)形式等，調(diào)查收集附近深基坑支護(hù)方式與降水處理措施等。

(2)鉆探取樣及物探

鉆探取樣是工程勘察的重要組成部分，涉及地鐵工程勘察的各個(gè)項(xiàng)目環(huán)節(jié)，物探方法是地鐵不可缺少的勘察內(nèi)容，作用意義重大，鉆探及物探方法見(jiàn)表2。

(3)原位測(cè)試

原位測(cè)試是在保持巖土體天然結(jié)構(gòu)、天然含水率以及天然應(yīng)力狀態(tài)的條件下，測(cè)試巖土體在原有位置上工程性質(zhì)的測(cè)試手段，從而可避免取土擾動(dòng)和取土卸荷回彈等對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，其測(cè)試結(jié)果更具有代表性。地鐵工程對(duì)巖土參數(shù)的真實(shí)性要求較高，原位測(cè)試對(duì)地鐵工程獲取參數(shù)的手段尤為重要。各種原位測(cè)試方法已在地鐵工程勘察中受到越來(lái)越廣泛的重視和應(yīng)用，并向多功能和綜合測(cè)試方面發(fā)展。鄭州地鐵采用的原位測(cè)試方法見(jiàn)表3。

(4)土工試驗(yàn)及水文地質(zhì)試驗(yàn)

土工試驗(yàn)及水文地質(zhì)試驗(yàn)是對(duì)巖土或水文進(jìn)行測(cè)試，并獲得巖土的物理性指標(biāo)、力學(xué)性指標(biāo)、滲透性指標(biāo)以及動(dòng)力性指標(biāo)等的實(shí)驗(yàn)工作，是正確評(píng)價(jià)工程地質(zhì)條件不可缺少的依據(jù)。

鄭州地鐵工程勘察的重難點(diǎn)分析及勘察處理措施意見(jiàn)見(jiàn)表4。

表2　鉆探及物探方法

表3　原位測(cè)試法

表4　重難點(diǎn)分析及勘察處理措施意見(jiàn)

5　結(jié)束語(yǔ)

鄭州地鐵建設(shè)較晚，地鐵工程勘察工作經(jīng)驗(yàn)較少。地鐵工程勘察綜合性較強(qiáng)，有其特殊要求，這就要求我們不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，注重技術(shù)積累，采用綜合勘察方法，相互驗(yàn)證，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)不斷采用新技術(shù)、新方法，使鄭州地鐵工程勘察更上新臺(tái)階。

[1]GB50307—2012城市軌道交通巖土工程勘察規(guī)范[S]

[2]GB50021—2001巖土工程勘察規(guī)范[S]

[3]GB/T50123—1999土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S]

[4]JGJ/T87—-2012建筑工程地質(zhì)勘探與取樣技術(shù)規(guī)程[S]

[5]TB10012—2007鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S]

[6]TB 10018—2003鐵路工程地質(zhì)原位測(cè)試規(guī)程[S]

[7]焦清杰.北京地鐵勘察的重要特點(diǎn)及重難點(diǎn)分析[J].鐵道建筑技術(shù)，2010(增)

[8]劉付海.地鐵項(xiàng)目巖土工程勘察的重點(diǎn)和難點(diǎn)[J].城市建設(shè)，2010(5)

[9]葛帆.地鐵勘察現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理重難點(diǎn)淺析[J].廣東土木，2010(11)