工程地质勘探与地铁保护

1、工程地质勘探与地铁保护,轨道交通大队 宋 镭,目录,1 事故案例,2 工程勘探的介绍,3工程勘探的管理规范,4 工程勘探引发的保护区事故特点与原因分析,目录,5 如何做好保护区内工程勘探的管理,2014年10月9日，南京南站附近发生一起意外，地铁3号线的顶部及管片突然被打穿了。 据介绍，事发地表面上看是一块空地，一开发商在施工前做地质勘探，但是没摸清楚地下情况，就开始打桩，孔打深了，一下子就把底下的3号线隧道顶部打通，形成一个7厘米左右的洞，“距离接触网只有15公分，要是打到接触网，就是打在高压电线上，后果不堪设想。”昨天，南京地铁设施保护办公室相关负责人透露，这事已经通报给市住建委，然后将召

2、集专家、法律人士等会审，拟从重处理。现代快报记者了解到，把隧道打通，并不是南京首起，早在2011年，小龙湾站也是施工单位违章操作，“上午还是好好的，到了中午就打通了，把地铁隧道打通，危险性是相当高的，好就好在地铁还没有运营，还在建设中，如果在运营，就会造成车毁人亡的重大恶性事故。”南京地铁设施保护办公室主任赵德洪说。 据介绍，这是地铁建设以来遭遇最严重的事故，相关房企已于10月13日收到罚单：15万元，,1 事故案例（1）,案例1,南京地铁3号线隧道顶部被打穿,1 事故案例（2）,案例2,广州地铁11号线勘探 凿穿5号线隧道,2014年8月28日，上午9时53分，地铁五号线中山八至西场区间隧道

3、，被地面的施工单位钻探机钻穿，导致五号线运营受到较大影响，部分区段为减少对乘客出行的影响，需要启动公交接驳。经过技术人员检查和确认，中午12时08分，五号线全线逐步恢复正常运营。此次事故导致地铁5号线中山八路淘金站停运近3小时。,1 事故案例（2）,经地铁公司初步调查，该事件系由地铁十一号线勘察三标段的钻探施工单位广州中煤江南基础工程公司未经许可，擅自更改钻探孔位置而造成的。地铁公司表示，根据设计方案，原钻探孔的位置距离五号线隧道中心线有10.42米，钻探作业不会对五号线运营造成影响。但是，勘探单位中煤江南以该孔施工影响交通为由，在未办理相关手续的情况下，擅自将原钻探孔向北移动，进行钻探施工。

4、而监理单位铁道第三勘察设计院集团有限公司未对擅自移动的孔位进行核查，导致隧道被钻穿。,1 事故案例（2）,警方封锁了现场，有关单位人员正在钻机前调查，并用帆布盖住出事的钻机。,1 事故案例（2）,大量公交车前往地铁出口支援接驳，导致环市路东往西方向车道出现严重拥堵。,1 事故案例（3）,2013年10月13日上午9时21分，广州地铁三号线北延段嘉禾望岗站至龙归站下行区间隧道发生紧急事故，造成该段地铁运营失常3个钟。尽管地铁方启动应急接驳公交接送乘客，但仍有近百乘客因此受阻误机。 当日9时21分，一辆列车从嘉禾望岗站开往龙归方向时，车头突然撞上从上方掉落的一个不明物品。车头玻璃被撞碎，幸运的是司

5、机并无受伤。事故发生后，地铁公司出现了短暂停运，随后启动应急公交接驳。,案例3,广州一工地违法勘探 钻机凿穿地铁隧道逼停列车,1 事故案例（3）,经过抢修人员检查，撞上列车的不明物为一个钻管，在隧道被凿穿时掉落。现场清理完成后，故障排除，地铁恢复正常运营。然而不久后，被凿穿的口子突然涌出大量泥浆水，流向隧道轨道。为避免危险，地铁再次启动应急措施。 后经初步调查，该地块位于白云区太和镇南岭村，属龙归经济发展公司。1988年该公司在上述地块建设龙归加油站，至1997年因经营不善关闭，地块荒废。2011年该公司将地块出租给商人周某某。2012年10月12日周某某委托广州市东勘工程勘察有限公司开展地质

6、勘探，没有履行报批手续，也未向市地铁总公司申报。经初步认定，这是一起地铁隧道上方违法地块违法勘探造成的地铁运营安全事故。,1 事故案例（3）,地面的工地上竖立着一个勘探钻机，周围留有大量泥浆水。,1 事故案例（3）,嘉禾望岗与龙归区间，地铁隧道与路面的厚度在9.9米-15.9米之间。而违法勘探工地在此处勘探深度约为10米，刚好刺穿隧道。,1 事故案例（4）,案例4,“7.23”杭州地铁1号线隧道受损事故,2014年7月23日13时30分，滨江区铁岭排涝站工程项目勘探作业单位杭州瑞达基础工程有限公司在我市轨道交通1号线控制保护区内实施勘探作业时,造成轨道交通1号线西兴站至滨和路站区间隧道结构被钻

7、头击穿的事故。 该事故由于发现及时且破坏位置与程度均在可控制范围，未造成人员伤亡与运营停止，但依然迫使1号线部分区间进行限速调整，并累计造成经济损失 48.1万元。,经调查，改起事故的主要原因为勘探作业单位杭州瑞达基础工程有限公司严重违反相关勘探操作技术规范，进行勘探作业时实际钻孔位置与图纸坐标存在严重偏差（相距300米）。勘察设计单位杭州水利水电勘测设计院有限公司存在严重管理失职。一是未经项目建设单位同意，擅自将工程勘察劳务分包给杭州瑞达基础工程有限公司，未依法签订劳务分包合同；二是未对杭州瑞达基础工程有限公司勘察资质进行审查(经查“无勘察劳务资质”)；三是疏于对勘探作业现场的管理，未派技术

8、人员进行现场监管。勘察设计单位和勘探作业单位未按照要求，提前征得轨道交通运营单位同意并依法办理相关行政许可手续，擅自施工。,1 事故案例（4）,1 事故案例（4）,1 事故案例（4）,1 事故案例（4）,2 工程地质勘探简介（定义）,工程地质勘探一般在工程地质测绘的基础上进行。它可以直接深入地下岩层取得所需的工程地质条件资料，是探明深部地质情况的可靠的方法。工程地质勘探的主要方式有工程地质钻探、坑槽探和物探。,2 工程地质勘探简介（分类）,2、工程地质钻探：是为进行工程地质勘察所进行的钻探工程。是获取地表下准确的地质资料的重要的方法，可直接探明地层岩性、地质构造、地下水埋深、含水层类型和厚度、

9、滑坡位置及岩溶情况，还可钻取岩心，在钻孔中试验。,3、物探：应用物理学原理勘查地下矿产研究地质构造的一种方法和理论。简称物探。物理勘探的主要工作内容是利用相适应的仪器(见地质仪器) 测量接收工作区域的各种物理现象的信息。（考古、油气探测、地下管线探测）,1、坑、槽探：是在建筑场地挖探井或探槽以取得直观资料和原状土样，这是一种不使用专用机具的常用勘探方法。当场地地质条件比较复杂时，利用坑探可以直接观测地层的结构和变化，但坑探可达的深度较浅。,2 工程地质勘探简介（钻探的概念）,钻探是指在地表下用钻头钻入地层的勘探方法。在地层内钻成直径较小并具有相当深度的圆通形孔眼的孔称为钻孔。通常将直径大于等于

10、800mm以上的钻孔称为大直径钻井。钻孔的要素如图所示。钻孔上部口径较大，下部口径较小，成阶梯状。钻孔的上部为孔口，底部为孔底；四周侧壁为孔壁。钻孔断面的直径为孔经；由大孔经改为小孔经称换经。从孔口到孔底的距离为孔深。,1-孔口；2-孔底；3-孔壁；4-孔经；5-换经；6-孔深,2 工程地质勘探简介（钻机的分类）,钻机一般分为回转式和冲击式两种。回转式钻机是利用钻机的回转器带动钻具旋转，磨消孔底地层而钻进，通常使用管状钻具，能取柱状岩芯样品。冲击式钻机则利用卷扬机借钢丝绳带动有一定重量的钻具上下反复冲击，使钻头击碎孔底地层而形成钻孔后用抽筒提取岩石碎块或扰动土样。针对不同的岩石及地层条件，可选

11、取不同的钻进方式、钻机与钻具。,2 工程地质勘探简介（钻探的程序）,钻探过程中有三个基本程序： 破碎岩土：在工程地质钻探中广泛采用人力和机械方法，使小部分岩土脱离整体而成为粉末、岩土块或岩土芯的现象，叫做破碎岩土。岩土的破碎是借助于冲击力、剪切力、研磨和压力来实现的。 采取岩土：用冲洗液（或压缩空气）将破碎的碎屑冲到孔外，或者用钻具（抽筒、勺形钻头、螺旋钻头、取土器、岩芯管等）靠人力或机械将孔底的碎屑或样芯取出于地面。 保全孔壁：为了顺利地进行钻探工作，必须保护好孔壁，不使其坍塌。一般使用套管和泥浆来护壁。,2 工程地质勘探简介（钻进的方法分类）,工程地质钻探可根据岩土破碎的方式，将钻进的方法

12、分为以下四种： 1 冲击钻进 冲击钻进法采用底部圆环状钻头。钻进时将钻具提升到一定高度，利用钻具自重，迅猛放落，钻具在下落时产生冲击动能，冲击孔底岩土层，使岩土层达到破碎之目的而加深钻孔。 回转钻进 回转钻进法采用底部嵌焊有硬质合金的圆环状钻头进行钻进。钻进中施加钻压，使钻头在回转中切入岩土层，达到加深钻孔的目的。在土质地层中钻进，有时为有效地完整地揭露标准地层，还可以采用勺形钻钻头进行钻进。3 冲击-回转钻进 3 冲击-回转钻进综合了前两种钻进方法在地层钻进中的优点，以达到提高钻进效率的目的。其工作原理是：在钻进过程中，钻头克取岩石时，施加一定的动力，对岩石产生冲击作用，使岩石的破碎速度加快

13、，破坏粒度比回转剪切粒度增大。同时由于冲击力的作用使硬质合金刻入岩石深度增加，在回转中将岩石剪切掉。这样就大大提高了钻进的效率。冲击-回转-振动钻进 冲击-回转-振动钻进 冲击-回转-振动钻进综合了前三种钻进方法在地层钻进中的优点，以达到提高钻进效率的目的。采用机械动力所产生的振动力，通过连接杆和钻具传到圆筒形钻头周围土中。由于震动器高速振动的结果，圆筒钻头依靠钻具和振动器的重量使得土层更容易被切削钻进，切钻进速度较快。,2 工程地质勘探简介（钻头的分类）,钻头一般有合金钻头、金刚石钻头、复合片钻头等，每个钻头都有它适合的地层范围， 合金钻头一般是土层、软岩层或者砂层。金刚石和复合片一般适用于

14、硬质岩层。,2 工程地质勘探简介（钻进的方法分类）,2 工程地质勘探简介（图片）,2 工程地质勘探简介（常用钻机简介）,SH30型钻机适用于工业建筑和民用建筑以及公路、铁路、桥梁等工程地质勘察工作，具有冲击、回转两种钻进方式，适应性较强，可用于耕土、粘性土、砂卯石多种杂填土等第四世纪覆盖层，可在不同深度取原状土样。SH30型钻机重量轻、结构紧凑、整体性能好、搬运方便。该钻机采用冲击和回转两种钻进方式。,主要根据中华人民共和国建筑法、建设工程质量管理条例、建设工程勘察设计管理条例、建设工程勘察质量管理办法、建设工程勘察设计资质管理规定等。,3 工程勘探的管理规定,国务院建设行政主管部门对全国的建

15、设工程勘察质量实施统一监督管理。 国务院铁路、交通、水利等有关部门按照国务院规定的职责分工，负责对全国的有关专业建设工程勘察质量的监督管理。 县级以上地方人民政府建设行政主管部门对本行政区域内的建设工程勘察质量实施监督管理。 县级以上地方人民政府有关部门在各自的职责范围内，负责对本行政区域内的有关专业建设工程勘察质量的监督管理。 建设工程勘察质量管理办法 第4条,3 工程勘探的管理规定,3 工程勘探的管理规定,工程勘察企业必须依法取得工程勘察资质证书，并在资质等级许可的范围内承揽勘察业务。 工程勘察企业不得超越其资质等级许可的业务范围或者以其他勘察企业的名义承揽勘察业务；不得允许其他企业或者个

16、人以本企业的名义承揽勘察业务；不得转包或者违法分包所承揽的勘察业务。建设工程勘察设计管理条例 第8条,3 工程勘探的管理规定,3 工程勘探的管理规定,工程勘察资质分为工程勘察综合资质、工程勘察专业资质、工程勘察劳务资质。工程勘察综合资质只设甲级；工程勘察专业资质设甲级、乙级，根据工程性质和技术特点，部分专业可以设丙级；工程勘察劳务资质不分等级。取得工程勘察综合资质的企业，可以承接各专业（海洋工程勘察除外）、各等级工程勘察业务；取得工程勘察专业资质的企业，可以承接相应等级相应专业的工程勘察业务；取得工程勘察劳务资质的企业，可以承接岩土工程治理、工程钻探、凿井等工程勘察劳务业务。 建设工程勘察设计

17、资质管理规定第5条,3 工程勘探的管理规定,建设工程勘察、设计注册执业人员和其他专业技术人员只能受聘于一个建设工程勘察、设计单位；未受聘于建设工程勘察、设计单位的，不得从事建设工程的勘察、设计活动。 建设工程勘察设计管理条例 第10条,3 工程勘探的管理规定,发包方不得将建设工程勘察、设计业务发包给不具有相应勘察、设计资质等级的建设工程勘察、设计单位。 除建设工程主体部分的勘察、设计外，经发包方书面同意，承包方可以将建设工程其他部分的勘察、设计再分包给其他具有相应资质等级的建设工程勘察、设计单位。 建设工程勘察、设计单位不得将所承揽的建设工程勘察、设计转包。 承包方必须在建设工程勘察、设计资质

18、证书规定的资质等级和业务范围内承揽建设工程的勘察、设计业务。 建设工程勘察、设计的发包方与承包方应当签订建设工程勘察、设计合同。 建设工程勘察设计管理条例 第17、19、20、21、23条,3 工程勘探的管理规定,任何单位和个人有权向工程勘察质量监督部门检举、投诉工程勘察质量、安全问题。 建设工程勘察质量管理办法第21条,3 工程勘探的管理规定,作业单位在城市轨道交通控制保护区内进行下列作业时，应当制定专项施工方案和安全防护方案，在征得运营单位同意并依法办理有关行政许可手续后方可按方案施工： （二）从事基坑（槽）开挖、顶进、爆破、桩基础施工、灌浆、喷锚、勘察、钻探、打桩等可能影响城市轨道交通运

19、营及设施安全的作业； 杭州市城市轨道交通运营管理办法第24条,4 工程勘探引发的保护区事故特点与原因分析,一、工程勘探对轨道交通设施结构的破坏性大。 地铁轨道结构的一般深度在地下10-20米的范围，而城市工程勘探的施工深度一般也覆盖上述范围，并且隧道结构的强度很难抵挡施工钻头，因此一旦勘探作业错误的在地铁轨道结构上方或周边进行，必然会在短时间内破坏轨道结构与设施甚至直接打穿隧道危及到运行中的车辆，造成无法估计的生命与财产损失。,4 工程勘探引发的保护区事故特点与原因分析,二、工程勘探对轨道交通设施结构的破坏性速度快。 不同于轨道交通保护区内基坑作业等大型施工作业，工程勘探的作业规模小，施工人员

20、少，一般在1至2天内即可完成，因此不当勘探作业对于地铁轨道结构的破坏不同于基坑作业等大型施工对于轨道结构的影响伴有一个量变形成质变的缓冲过程，往往在短时间内就会直接破坏隧道结构从而导致重大安全事故发生。,4 工程勘探引发的保护区事故特点与原因分析,三、现有保护区内工程勘探管理的滞后性大且被动 目前轨道交通运营单位对保护区内工程勘探施工的管理往往是巡查中发现一处管理一处，而由于勘探施工的施工速度快且隐蔽性好且运营单位人工巡查的覆盖面与频率等因素限制，多半勘探施工都是在施工已经确实进行后才得以发现，甚至有部分勘探施工全程都未发现，这给轨道交通的运营造成了极大的安全隐患。,4 工程勘探引发的保护区事

21、故特点与原因分析,四、现有保护区内工程勘探施工的信息获取机制欠缺 现有保护区内工程勘探施工往往是工程项目建设流程中的一个环节，一般处于项目前期准备阶段，而地铁集团对项目主体建设施工专项方案的审查是在项目施工单位确立后的项目建设阶段，因此对于项目前期地质勘察的具体勘察作业的单位、时间、方案等缺少相应的信息获取渠道，致使无法做到事前介入管理与针对性的巡查。,立项阶段,立项阶段,项目前期准备阶段,项目前期准备阶段,5 如何做好保护区内工程勘探的管理,1、完善保护区内建设项目的前期管理 在建设项目的前期准备阶段（土地出让、规划审批）通过信息告知、征求意见、备案等形式对保护区内的建设项目进行前期介入管理。不仅