工程地质勘探与地铁保护

1、 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 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，然后将召集专家、法律人士

2、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

4、移动，进行钻探施工。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。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，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

5、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

6、。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

7、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

8、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

9、。 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、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

10、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

11、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： l 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

12、的。 l 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 。 l 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。 2 回转钻进 回转钻进法采用底部嵌焊有硬质合金的圆环状

13、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，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 4 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

14、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 合片一般适用于硬质岩层。 2 工程地质勘探简介（钻进的方法分类） 钻探方法主要钻具使用条件优点缺点 冲 击 钻 探 人力 洛阳铲、钢丝绳 钻探、锤击钻探 碎石土、砂土、粘性 土、软质岩石 设备简单经济，能准确 了解含水层 劳动

15、强度大，难以取得完 整岩芯，孔深较浅 机械 CZ-20C型 CZ-22C型 CZ-30C型 除上述岩土外，还可 用于坚硬岩层 可钻进其他方法难以钻 进的漂石及大卵石土 不能取完整岩芯，无法钻 斜孔 回 转 钻 探 人力 螺旋钻、勺钻均匀砂、粉土及粘土设备简单，能采取试样劳动强度大，孔深较浅 机 械 硬合 金钢 粒钻 头 XJ-100型 UX300-2A型 SGZI-III型 XY2-3型 YDC-100型 除漂石、大卵石以上 的各种硬度的岩石和 土 岩石采取率高，能取岩 样，可钻斜孔，可做孔 内各种试验 硬合金只适用VIII级硬度 以下岩石，钢粒钻进孔壁 不宜均匀平整，机具较重 金刚 石钻 头

16、 XY-IA型等钻进VIII级硬度以上 的最坚硬岩层最有效 钻孔质量好，岩芯采取 率高，机具较轻 在软弱和破碎岩层应慎重 使用，一般不适用于漂石 、卵石层 冲击-回转钻探SH30-2型 碎石土、砂土、粉土 、粘性土 钻进效率较高、适用于 各种土体 孔深较浅，设备较复杂 冲击-回转-振动 钻探，复合钻探 G1-G3系列型 GYC150型 GJD-2型 JK-1型 上述土层以及不太坚 硬的基岩 半液压传动、回转、冲 击、振动钻具等功能齐 全，可静压取土 大部分钻具孔深较浅，坚 硬岩层不适用 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

17、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

18、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

19、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

20、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

21、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

22、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

23、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