城市轨道交通工程勘察手册

城市轨道交通工程勘察手册

李世民马海志高文新主编

中国铁道出版社有限公司

年北京

2022·

内容简介

本书主要介绍了我国城市轨道交通工程岩土工程勘察工作主要内容和要求采用的方法

,

和手段以及常见的工程地质问题和解决措施

。

全书分篇共章主要内容包括城市轨道交通工程土建施工方法和工程勘察的基

10,39,:

本要求和内容岩土的分类描述和鉴别方法工程地质勘察和水文地质勘察的技术要求工作

;、;、

要点和方法手段勘察各阶段方案设计的目的任务和工作量布置要求岩土工程分析与评价

;、;

的内容和方法岩土参数的分析选定和勘察成果报告编制方法和要求工程周边环境调查与风

;;

险评估的方法程序范围和内容现场检测与监测的主要内容和要求勘察监理与风险管理的

、、;;

内容工作要点和控制措施以及工程勘察项目的信息化管理相关内容

、,。

本书可供从事城市轨道交通工程勘察设计施工和测试等专业技术人员及高等院校有关

、、

专业师生参考使用

。

图书在版编目CIP数据

()

城市轨道交通工程勘察手册李世民马海志高文新

/,,

主编北京中国铁道出版社有限公司

.—:,2022.4

ISBN978-7-113-28557-9

城李马高城市铁路

Ⅰ.①…Ⅱ.①…②…③…Ⅲ.①-

铁路工程工程地质勘察技术手册

--Ⅳ.①U239.5-62

中国版本图书馆数据核字第号

CIP(2021)237835

书名:城市轨道交通工程勘察手册

作者:李世民马海志高文新

策划:徐艳

责任编辑:朱荣荣编辑部电话:

(010)51873017

封面设计:刘莎

责任校对:孙玫

责任印制:樊启鹏

出版发行:中国铁道出版社有限公司北京市西城区右安门西街号

(100054,8)

网址:

印刷:三河市兴博印务有限公司

版次:年月第版年月第次印刷

202241202241

开本:印张:字数:千

787mm×1092mm1/16511209

书号:

ISBN978-7-113-28557-9

定价:元

180.00

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凡购买铁道版图书如有印制质量问题请与本社读者服务部联系调换电话

,,。:(010)51873174

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:(010)63549461

编委会

主编:李世民马海志高文新

副主编:王思锴刘志强吴炳涛郑有常张广伟刘永勤

编委:王伟周玉凤高涛庞炜黄溯航刘淑凤

孙常青张亚华邢立军谢峰刘满林周小华

陈乔松周伟陈立李春剑布永忠张全秀

杨清梅张鑫魏志然郭文远徐永亮郭红梅

宋亚玺王宁万小飞王敦显梁波黄展军

芦睿泉龚英杰贺恩怀陈虎刘斌苗晓娟

王安陈峰韩泽坤王献明

审稿:许再良马雪梅黄伏莲李学文甄庆廷李翔

刘振田曹晓娟许广春尚海敏黄钟晖陈新军

顾问:陈湘生许再良化建新金淮张建全

序

世纪以来,中国城市轨道交通正逐渐进入稳步、有序的快速发展阶段。

21

截至年月日,我国已有北京、上海、广州、天津、重庆、武汉、石家

20211231

庄、长春、深圳、大连等个城市先后建成并开通城市轨道交通运营线路

51269

条,运营线路总长度。

8708km

展望“十四五”,中国城市轨道交通运营里程有望新增,年均新增

5000km

左右,届时总运营里程将达到。伴随着我国进入中国特

1000km13000km

色社会主义新时代,我国的城市轨道交通行业正步入高速发展时期。

众所周知,为了有效缓解城市交通拥堵状况,城市轨道交通大都要穿越繁

华的商业圈或人口密集区,并且以地下工程居多。地下工程中,地质体是工程

的载体,也是工程施工改造的对象,同时也是工程与周边环境相互作用的媒

介,地质条件的复杂程度直接影响着轨道交通工程建设的质量、安全、工期和

造价。因此,查明沿线的工程地质和水文地质条件成为轨道交通工程建设的

重中之重。

为了交流、总结、普及和提高城市轨道交通工程勘察技术,更好地为工程

建设服务,北京城建勘测设计研究院有限责任公司以国家标准《城市轨道交通

岩土工程勘察规范》(—)为依据,以实际勘察工作程序和丰富工

GB503072012

作经验为基础,并参考了大量的相关标准、规范、规程和工程实例编制了这本

手册,供从事城市轨道交通工程勘察、设计、施工和测试人员等有关专业技术

人员参考使用。

随着我国城市轨道交通工程的建设,勘察技术得到了较大的进步,但也应

该认识到,目前还存在巨大的提升空间,要求我国的工程技术人员进一步加强

在基础理论、多种勘察技术综合应用、信息化建设和智能化应用等方面的研

究,精心设计,精心施工,确保勘察和工程建设质量。希望《城市轨道交通工程

勘察手册》成为工程师手中的有效工具,进一步推动我国勘察技术的不断

进步。

中国工程院院士

深圳大学土木与交通工程学院院长

年月

20221

前言

城市轨道交通作为缓解城市交通拥堵状况的有效方案,近年来在全国得

到了快速发展。而地质勘察作为轨道交通工程建设的前期工作,直接影响着

轨道交通工程建设的质量、安全、工期和造价。因此,城市轨道交通界的泰斗、

中国工程院院士施仲衡先生,在各种场合和大小会议上,不止一次地强调“城

市轨道交通工程建设,地质是基础”。

北京城建勘测设计研究院有限责任公司是我国最早从事城市轨道交通工

程勘察工作的单位,通过六十年来大量的城市轨道交通工程地质研究和实践,

积累了丰富的经验和资料。为了总结和交流经验,我们编写了这本《城市轨道

交通工程勘察手册》,以期指导城市轨道交通岩土工程勘察工作,培养城市轨

道交通岩土工程勘察技术人员,提高我国城市轨道交通岩土工程勘察水平,为

快速发展的城市轨道交通工程建设助力。

本手册以国家标准《城市轨道交通岩土工程勘察规范》(—)

GB503072012

为依据,以实际勘察工作程序和工作经验为基础,参考了大量的相关规范、规

程、标准和工程实例编制而成。本手册中大部分资料为规范、规程和标准的内

容,也有初步总结仅供参考的资料,在阅读和使用手册时,需要根据城市轨道

交通工程的实际情况加以分析和对比。

本手册共十篇。第一篇介绍了城市轨道交通工程土建施工方法和工程勘

察的基本要求和内容;第二篇介绍了在城市轨道交通工程勘察中根据不同标

准对各岩土的分类、描述和鉴别方法;第三篇和第四篇通过介绍工程地质勘察

和水文地质勘察的技术要求和工作要点,说明了城市轨道交通工程勘察的常

用方法和手段;第五篇详细介绍了城市轨道交通工程勘察各阶段方案设计的

目的、任务和工作量布置要求;第六篇介绍了岩土工程分析与评价的内容和方

法;第七篇介绍了岩土参数的分析选定和勘察成果报告编制方法及要求;第八

篇介绍了工程周边环境调查与风险评估的方法、程序、范围和内容;第九篇介

绍了现场检测与监测的主要内容和要求;第十篇介绍了勘察监理与风险管理

的内容、工作要点和控制措施,以及工程勘察项目的信息化管理相关内容。

在编写过程中,引用了较多的规范、规程和地方标准,以及北京城建勘测

设计研究院有限责任公司大量的数据和资料,同时还引用了有关单位和学者

2城市轨道交通工程勘察手册

◎

췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍

的技术资料,由于各种原因,个别引用未在本手册中标注出处,在此表示诚挚

的歉意和衷心的感谢!

由于编者水平有限,本手册难免存在不少错误和不妥之处,敬请广大读者

批评指正,以便再版时订正。

编者

年月于北京

20221

主要符号

符号代表意义符号代表意义

A基础底面面积c岩土的黏聚力

A土的活动度c土的动黏聚力

d

A孔隙压力参数c土层液化影响折减系数

e

A触探探头锥底面积c土的残余抗剪强度

r

A孔隙水压力系数c冻土的黏聚力

s

A振幅c土的不排水抗剪强度

u

A桩底全断面面积D十字板头直径

c

A取土器面积比D等效岩心直径

re

a压缩系数D砂土相对密实度

vr

a冻土的融化压缩系数d基础埋置深度承压板直径

0;

a场地地震动峰值加速度d液化土特征深度

max0

a土在压力下的压缩系数d土的有效粒径

v1-2100~200kPa10

B孔隙水压力系数d土的平均粒径

30

B越流参数d土的中间粒径

50

B孔隙压力参数比d土的界限粒径限制粒径

q60()

岩体基本质量指标d大气影响深度

BQa

b基础宽度d基础埋置深度

b

b载荷试验承压板宽度d土粒相对密度

s

b洞室开挖宽度之半d上覆盖非液化土层厚度

u

C比热容d地下水位深度

w

C十字板钢环系数E弹性模量

C次固结系数E岩土的变形模量

ae0

C压缩指数E动弹性模量

cd

C曲率系数级配系数E侧胀模量

c()D

C再压缩指数E回弹模量

ee

C水平向固结系数E旁压模量

hm

C有效覆盖压力校正系数E压缩模量

Ns

C取土器内间隙比E不排水杨氏模量

iu

C取土器外间隙比E岩石割线弹性模量

o50

C径向固结系数E岩石平均弹性模量

rav

C回弹指数EI桩身抗弯刚度

s

C不均匀系数e土的孔隙比

u

C垂直向固结系数e偏心距

v

2城市轨道交通工程勘察手册

◎

췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍

F基础顶面竖向力点荷载强度指数

F静力触探锥尖端面有效面积I塑性指数

aP

F土层的液化抵抗率I刚度指数

Lr

F安全系数I液塑比

sr

f摩擦系数I界限液塑比

′r

地基承载力基本值i冻土的相对含冰量

f0c

f修正后的地基承载力特征值i冻土的质量含冰量

ag

地基承载力特征值i冻土的体积含冰量

fakv

地基承载力设计值J土的水力比降

fd

冻土抗折强度J岩体体积节理数

ffv

地基承载力标准值K基床系数

fk

地基承载力标准值K十字板常数

fka

岩石的饱和单轴抗压强度K静止侧压力系数

fr0

岩石的饱和单轴抗压强度标准值K地下工程地下水影响修正系数

frk1

静力触探侧阻力K地下工程主要结构面产状影响修正

fs2

桩间土承载力特征值系数

fsk

复合地基承载力特征值K初始应力状态影响修正系数

fspk3

G剪切模量K主动土压力系数

a

G动剪切模量K侧胀水平应力指数

dD

G比重相对密度K点荷载尺寸效应修正系数

s()d

重力加速度K岩石风化系数

gf

H十字板头高度K水平基床系数

h

H边坡高度K基准水平基床系数

h1

H潜水含水层厚度K侧向基床反力系数

0m

H基础高度K岩溶率

0K

H自基础底面算起的建筑物高度K被动土压力系数

fp

H自室外地面算起的建筑物高度K岩石软化系数

gR

h基坑动水位至潜水含水层底面的深度K滑坡稳定系数

s

h土层厚度K岩体完整性指数

v

h土试样初始高度K垂直基床系数

0v

h毛细管上升最大高度K岩石饱和系数

cw

h地下水位深度K地基抗剪刚度

wX

I水力比降水力梯度K地基抗压刚度

()Z

I旁压试验刚性承压板的形状系数K地基抗弯刚度

0φ

I侧胀土性指数K地基抗扭刚度

Dψ

I液性指数岩土的渗透系数

Lk

I液化指数kk岩土的垂直和水平渗透系数

IEv,h

I岩石二次循环耐崩解性指数k侧胀仪抗力系数

d2h

I岩石点荷载强度面波

sL

I换算成直径为的标准试件的L土样长度

s(50)50mm

主要符号3

◎

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L波长岩土的膨胀力

pe

L静探头有效侧壁长度旁压试验临塑压力

pf

L钻杆长度载荷试验破坏荷载

pf

L有效锚杆长度旁压试验弹性膜约束力

epi

l基础底面长度旁压试验极限压力

pL

M地震震级静力触探单桥探头的比贯入阻力

ps

M力矩弯矩p软弱下卧层顶面处经深宽修正后地

、cz

M承压含水层厚度基承载力特征值

MMp湿陷起始压力

b,c,承载力系数sh

M

d旁压试验压力表读数

pm

m地基土水平抗力系数的比例系数载荷试验极限压力

pu

m面积置换率地基土的极限承载力

pu

m土粒质量

s静水压力

pw

m土的体积压缩系数

v旁压试验极限压力

pL

标准贯入试验锤击数

NQ基坑降水的总涌水量容积热容量

、

标准贯入试验锤击数修正值

N′Q流量出水量

、

N液化判别标准贯入锤击数基准值

0Q荷载效应标准组合时桩基中单桩所

k,

N轻型动力触探试验锤击数

10受竖向力

N′Q桩的总极限端阻力标准值

63.5,重型动力触探锤击数实测和修正值k

Np

63.5Q桩的总极限侧阻力标准值

sk

N′

120,超重型动力触探锤击数实测和修正值Q桩的嵌岩段总极限阻力

Nrk

120

Q桩的极限荷载

NNu

b,c,承载力系数

NQ单桩竖向极限承载力标准值

duk

N液化判别标准贯入液化锤击数临界值Q单桩极限承载力

crumax

N承载力系数q透水率

q

土的孔隙率单井出水能力

nq0

井径比静力触探锥尖阻力

nqc

O烧失量q动力触探贯入阻力

md

土的超固结比q桩端土的承载力特征值

OCRpa

P纵波压缩波q桩的极限端阻力标准值

()pk

P总压力总荷载总贯入阻力q桩周土摩擦力特征值

、、sa

P载荷试验比例界限q桩的极限侧阻力标准值

0sk

P膨胀土的膨胀力q静力触探总锥尖阻力

cT

P管路压力损失q无侧限抗压强度

su

p围岩裂隙水压力R瑞雷波

Rayleigh()

旁压试验初始压力R影响半径

p0

基础底面处平均附加压力R十字板转盘半径

p0

载荷试验比例界限压力R岩石单轴抗压强度

pa

土的先期固结压力R单桩竖向承载力特征值

pca

基础底面处土的自重压力R岩石饱和单轴极限抗压强度

pcb

4城市轨道交通工程勘察手册

◎

췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍

R岩石干燥单轴极限抗压强度V旁压试验的旁压器体积变形量

cm

R静力触探摩阻比V岩体纵波压缩波速度

fpm()

R破坏比V岩块纵波压缩波速度

fpr()

R单桩水平承载力特征值V土颗粒体积

has

R岩石的抗剪强度V土中颗粒体积

sv

R岩石的抗拉强度V土中水的体积

tw

岩石质量指标v地下水流速

RQD

r土的主固结比v土的渗透速度

r孔压探头的半径v纵波压缩波速度

0P()

S横波剪切波v岩体纵波压缩波速度

()pm

S岩土的抗剪强度v岩块纵波压缩波速度

pr

S释水系数v面波瑞雷波速度

R()

S土的不排水抗剪强度v横波剪切波速度

S()

S土的残余抗剪强度v等效剪切波速

rse

S砂土饱和度v剪切波速临界值

rscr

S土的灵敏度W有机质含量

tu

s基础最终沉降量w岩土的含水量含水率

()

s载荷试验沉降量w冻土的总含水量

0

s地基胀缩变形量w土的液限由圆锥仪测定

L()

s地基土分级变形量w′土的液限由碟式仪测定

cL()

s地基土膨胀变形量w填料的最优含水量

eop

s基坑地下水位降深w土的塑限

0p

s地基土收缩变形量w土的缩限

ss

s土层最终沉降量w岩石吸水率

∞s

T土的卓越周期w岩石饱和吸水率

sa

T导水系数w土的饱和含水量

sr

T地层温度w冻土的未冻水含量

u

U桩身周长z土的标准冻结深度

0

U土的固结度z地基沉降计算深度

n

U侧胀孔压指数α触探杆长修正系数

D

u孔隙水压力α导温系数

u土的含水比α附加应力系数

u桩身周长α地震影响系数

u静力触探探头贯入时的孔隙压力α旁压仪综合变形校正系数

0

u静止孔隙水压力静水压力α冻土融沉系数

w()0

VV岩石轴向和径向自由膨胀率α重型圆锥动力触探修正系数

H,D1

V岩石侧向约束膨胀率α超重型圆锥动力触探修正系数

HP2

V土中空气体积α水上休止角

ac

V岩石中孔隙的体积α水下休止角

fm

V岩石中溶隙的体积α红黏土的含水比

Kw

主要符号5

◎

췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍

岩层倾角ν动泊松比

βd

β边坡坡角ρ岩土电阻率

β孔压换算系数ρ岩土的密度

γ岩土的容重黏粒含量

ρc

γ岩土参数的分项系数岩土的干密度

ρd

γ′土的水下浮容重