Discussions on Addis Ababa-Djibouti railway survey experience in Ethiopia

摘要：隨著“一帶一路”建設(shè)的推進(jìn)，中國鐵路“走出去”力度不斷加大，其首要之處便是勘察設(shè)計?？辈煸O(shè)計過程中不能完全照抄照搬中國規(guī)范，需要探索一套適合當(dāng)?shù)貒榈墓こ痰刭|(zhì)勘察體系與方法，才能順利完成勘察工作，為后期項目設(shè)計及實施提供有力保證。作者通過在埃塞俄比亞亞吉鐵路項目勘察的經(jīng)歷，介紹鐵路勘察的基本情況，分析與國內(nèi)鐵路勘察的差異，提出勘察工作的重難點及應(yīng)對措施，總結(jié)在海外開展地質(zhì)勘察工作的一些經(jīng)驗和體會，以期為海外其他項目的勘察工作提供借鑒。

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(guān)鍵詞Keywords 埃塞俄比亞 亞吉鐵路 鐵路勘察 經(jīng)驗體會

本項目是亞的斯亞貝巴至吉布提鐵路（簡稱亞吉鐵路）的一部分。線路起于埃塞首都亞的斯亞貝巴西南方向的賽貝塔鎮(zhèn)，向東經(jīng)阿達(dá)瑪后至本段設(shè)計終點米索鎮(zhèn)，線路全長318.961km：其中亞的斯一阿達(dá)瑪為雙線，長110.298km，其余段落為單線，長208.663km。全線橋梁62座，共11.547km，占正線長度比例的3.5%，其余均為路基段落。全線設(shè)10個車站。

（一）基礎(chǔ)資料的收集

埃塞俄比亞基礎(chǔ)地質(zhì)研究非常薄弱，區(qū)域地質(zhì)資料多為小比例尺，難以用于鐵路勘察設(shè)計工作中。沿線缺乏氣象數(shù)據(jù)，地震記錄及地震研究資料稀少，整個國家無能力實施地震安全性評價工作。

（二）人員、設(shè)備配置

地質(zhì)勘察工作有大量時間是在野外，因此，從人員結(jié)構(gòu)上，需要配置項目勘察負(fù)責(zé)人、地質(zhì)工程師、鉆探管理人員、鉆探工人等。項目勘察負(fù)責(zé)人需要具備一定的英語基礎(chǔ)、協(xié)調(diào)管理能力、風(fēng)險控制能力等：地質(zhì)工程師需要具備較強的專業(yè)素養(yǎng)，一定的英語溝通能力;鉆探管理人員需要具備協(xié)調(diào)管理能力及風(fēng)險控制能力;鉆探工人主要考慮具有熟練操作鉆探設(shè)備的機長。

埃塞俄比亞當(dāng)?shù)乜辈煸O(shè)備數(shù)量有限，并且當(dāng)?shù)劂@機老化嚴(yán)重，配件嚴(yán)重不足。本項目勘察是從國內(nèi)調(diào)運了13臺鉆探設(shè)備，2臺靜探設(shè)備及試驗設(shè)備。

（三）標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范適用性

在亞吉鐵路勘察中，主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是參照中國標(biāo)準(zhǔn)，但又不能照抄照搬中國標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。因跨出國門，遇到新的地質(zhì)問題，如火山巖空腔（熔巖空腔、沖蝕空腔、地裂縫空腔）、巖體差異風(fēng)化等，針對這些新的地質(zhì)問題我們進(jìn)行了專項勘察、多次會審等，以針對性指導(dǎo)現(xiàn)場勘察工作。

（一）與國內(nèi)鐵路勘察的差異

國內(nèi)鐵路勘察設(shè)計按照預(yù)可一可研一初步設(shè)計一施工圖一配合施工階段程序執(zhí)行，而在埃塞，根據(jù)項目建設(shè)、管理模式，結(jié)合該國的國情及成本、工期控制，按照預(yù)可一方案設(shè)計一施工圖一配合施工程序執(zhí)行，方案設(shè)計的精度介于可研與初步設(shè)計之間。同時勘察階段按初測（對應(yīng)方案設(shè)計）、定測（對應(yīng)施工圖設(shè)計）、施工勘察（對應(yīng)施工階段）。

（二）勘察工作思路

初測階段以收集資料為主，考慮到工程實施風(fēng)險，盡量少的過早投入過多資金。對全線按地貌單元布置物探工作，主要以查明上覆土層厚度為主，在交通條件好的地方，結(jié)合工程布置控制性鉆探，交通條件差的地段布置部分挖探。

定測階段全線橋梁、隧道、深路塹在代表性物探成果資料基礎(chǔ)上，控制性鉆探并取樣試驗。填方路基及車站覆蓋土層較厚地段在物探成果資料基礎(chǔ)上，控制性布置鉆探和靜探。大面積基巖出露路基地段，以測繪挖探為主。

施工階段對開挖地質(zhì)情況不符的地方，加強補充勘探。

（三）勘察工作的重難點及應(yīng)對措施

本段的重大工程地質(zhì)問題主要有膨脹土、巖體差異風(fēng)化、火山巖空腔、水害以及地震安全性。

1.膨脹土

全線廣泛分布膨脹土，主要為黑棉土及下伏基巖殘積層及全風(fēng)化層，長度約占全線的40.5%。由于埃塞當(dāng)?shù)貧庀筚Y料缺乏，難以確定黑棉土的大氣影響深度及大氣急劇層影響深度，給路基工程的地基處理帶來了嚴(yán)重影響。

應(yīng)對措施：開展黑棉土大氣影響深度專題研究，確定了埃塞俄比亞黑棉土（膨脹土）地區(qū)大氣影響深度為3.5m，大氣影響急劇層深度為1.6m。

2.巖體差異風(fēng)化

受火山活動不同噴出期次間隔、原始地貌、環(huán)境條件等因素影響，巖體差異風(fēng)化嚴(yán)重，具體表現(xiàn)為巖層與黏土層及風(fēng)化層交替產(chǎn)出，對路塹邊坡防護(hù)及橋梁工程基礎(chǔ)選擇影響較大。

應(yīng)對措施：（1）路塹工程，進(jìn)行橫斷面地質(zhì)控制，其勘探點不少于2個;（2）橋梁工程，結(jié)合地形地貌及地質(zhì)條件，適當(dāng)加密勘探孔。

3.火山巖空腔

火山巖空腔主要分布于方太火山腳下平坦地帶，由于巖漿在噴發(fā)至地表時，遇靜水壓力受阻，加之后續(xù)巖漿補給不足回落而形成，類似于巖溶地區(qū)的溶洞，但形成機理不同，均為地質(zhì)隱蔽體，難以查明，對路基工程穩(wěn)定性及運營安全有較大影響。

應(yīng)對措施：采用地質(zhì)調(diào)繪、物探、鉆探綜合勘察方案。熔巖空腔一般分布于火山錐中，地質(zhì)選線時宜繞避：沖蝕空腔主要分布于地層淺表，埋深不大，對其進(jìn)行開挖回填混凝土、封閉、加強排水等措施進(jìn)行處理。

4.水害

埃塞俄比亞雨季和旱季分明，雨季降雨集中，在位于威倫奇特附近地段，每年雨季時，都會引發(fā)洪水，平原低洼地段公路主干道經(jīng)常被淹。

應(yīng)對措施：盡量抬坡，并完善全線排水系統(tǒng)，增設(shè)泄水涵洞，完善天溝、側(cè)溝、吊溝等排水系統(tǒng)的治水措施。

5.地震安全性

東非大裂谷橫穿埃塞俄比亞中部，裂谷張裂的平均速度為每年2-4cm，這一作用至今一直持續(xù)不斷，裂谷帶仍在不斷地向兩側(cè)擴展，因此，線路通過地段是地殼運動活躍的地帶，局部地方多火山地震，對鐵路工程的抗震設(shè)計帶來影響。

應(yīng)對措施：（1）收集相關(guān)建筑抗震設(shè)計規(guī)范、埃塞國家地震烈度區(qū)劃分等資料：（2）通過對比兩國建筑抗震設(shè)計規(guī)范，認(rèn)為按照中國抗震規(guī)范進(jìn)行設(shè)計完全能夠滿足埃塞俄比亞抗震規(guī)范的要求。

（四）施工及運營階段情況

施工階段，當(dāng)施工單位發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件與勘察資料不符時，迅速組織人力及設(shè)備，拿出補勘方案，保證了施工質(zhì)量。

亞吉鐵路在運營階段，未出現(xiàn)由于勘察不足而出現(xiàn)重大病害問題，由于部分地段線路標(biāo)高較低，雨季地表水匯集后往往在地表形成漫流，導(dǎo)致某些地段鐵路路基被沖刷，存在一定的行車安全隱患。

（一）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對接方面

埃塞沒有自己的鐵路規(guī)范、規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，合同明確規(guī)定及業(yè)主同意采用中國鐵路現(xiàn)行及行業(yè)相關(guān)規(guī)范、規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，但沒有英文版的中國勘察規(guī)范，較之歐美技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的普及性和接受性較差。

（二）市場準(zhǔn)入壁壘克服方面

埃塞本地勘察單位少，其勘探水平低下，設(shè)備老化，勘探周期長，要價高且工作效率低，勘探、測試及實驗設(shè)備需從國內(nèi)海運過去，海關(guān)關(guān)稅減免及設(shè)備清關(guān)等工作需要與業(yè)主協(xié)調(diào)后才能進(jìn)入埃塞本地，對地勘市場的準(zhǔn)入沒有限制。

（三）項目本地化方面

本項目是埃塞政府關(guān)于改善民生、提高國民經(jīng)濟(jì)的一個重大項目，舉國上下高度重視;深得民心，全線工程地質(zhì)勘察工作得到了當(dāng)?shù)卣叭嗣竦姆e極支持和幫助，促進(jìn)了當(dāng)?shù)氐木蜆I(yè)，但當(dāng)?shù)氐乜彼秸w低下，鉆探工人雇傭的當(dāng)?shù)孛窆?，工作效率普遍較低。

（四）勘察設(shè)計應(yīng)注意的主要問題

本項目雖然采用中國鐵路規(guī)范，但作為海外項目如果完全照搬國內(nèi)的工作方法和流程是不可取的，必然會造成不必要的設(shè)計浪費，埋下工程質(zhì)量隱患。經(jīng)過各個階段的勘察工作，勘察設(shè)計應(yīng)注意以下問題：

1.應(yīng)借鑒當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)工程的經(jīng)驗、做法及教訓(xùn)，如膨脹土的換填深度確定、水害等，避免走彎路，且不能完全照搬中國規(guī)范;

2.對于非地質(zhì)勘察范疇但對全線又極其重要的地震參數(shù)，應(yīng)向業(yè)主提出專項報告，由業(yè)主提供權(quán)威、科學(xué)的參數(shù)以供設(shè)計;

3.應(yīng)重視線路方案穩(wěn)定的前期工作。根據(jù)本項目的地形地貌、地層巖性及工程設(shè)置等來看，地質(zhì)不控制線路方案，在線路方案穩(wěn)定后，完全可以進(jìn)行一次性定測，不需要多階段的勘察設(shè)計，從而造成不必要的浪費;

4.應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行“先勘察，后設(shè)計，再施工”的勘察工作流程。當(dāng)線路方案穩(wěn)定后，施工單位可提前進(jìn)場，修建便道，提供勘察條件，勘察單位集中力量進(jìn)行勘探，保證施工圖精度，既節(jié)省了工期，又保證了工程質(zhì)量：

5.應(yīng)建立健全的、規(guī)范的配合施工地質(zhì)驗基原則及制度。對于前期勘察精度不夠或者施工時發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件出入變化較大的，施工單位應(yīng)及時反映，勘察單位應(yīng)及時補充勘察，設(shè)計要及時拿出變更方案。地質(zhì)專業(yè)驗基時，與設(shè)計、施工、監(jiān)理及業(yè)主代表一起，多方現(xiàn)場確認(rèn)：

6.加強多邊的溝通?？辈煸O(shè)計時，各個專業(yè)之間、設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理及業(yè)主應(yīng)加強多邊的溝通與協(xié)作，不要顧此失彼，出現(xiàn)問題及時解決。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐正宣、張昆、唐林，埃塞俄比亞鐵路工程地質(zhì)勘察探討[J]，鐵道工程學(xué)報，2012（05）.

[2]唐林、徐正宣、趙平，埃塞鐵路的火山系列工程地質(zhì)問題及對策探討[J]，四川建筑，2015（01），

[3]張昆、郭菊彬、李建強，埃塞俄比亞新建鐵路主要工程地質(zhì)問題及對策[J]，鐵道工程學(xué)報，2011（10），

[4]趙平、徐正宣、唐林、曾德禮，埃塞俄比亞黑棉土脹縮特性及大氣影Ⅱ自深度研究[J]，鐵道工程學(xué)報，2014（4）

[5]張昆等，埃塞俄比亞新建鐵路S～M段技術(shù)總結(jié)[R]，中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司。