城市軌道交通工程勘察手冊(cè)

李世民馬海志高文新主編

中國(guó)鐵道出版社有限公司

年北京

2022·

內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書主要介紹了我國(guó)城市軌道交通工程巖土工程勘察工作主要內(nèi)容和要求采用的方法

,

和手段以及常見的工程地質(zhì)問(wèn)題和解決措施

。

全書分篇共章主要內(nèi)容包括城市軌道交通工程土建施工方法和工程勘察的基

10,39,:

本要求和內(nèi)容巖土的分類描述和鑒別方法工程地質(zhì)勘察和水文地質(zhì)勘察的技術(shù)要求工作

;、;、

要點(diǎn)和方法手段勘察各階段方案設(shè)計(jì)的目的任務(wù)和工作量布置要求巖土工程分析與評(píng)價(jià)

;、;

的內(nèi)容和方法巖土參數(shù)的分析選定和勘察成果報(bào)告編制方法和要求工程周邊環(huán)境調(diào)查與風(fēng)

;;

險(xiǎn)評(píng)估的方法程序范圍和內(nèi)容現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容和要求勘察監(jiān)理與風(fēng)險(xiǎn)管理的

、、;;

內(nèi)容工作要點(diǎn)和控制措施以及工程勘察項(xiàng)目的信息化管理相關(guān)內(nèi)容

、,。

本書可供從事城市軌道交通工程勘察設(shè)計(jì)施工和測(cè)試等專業(yè)技術(shù)人員及高等院校有關(guān)

、、

專業(yè)師生參考使用

。

圖書在版編目CIP數(shù)據(jù)

()

城市軌道交通工程勘察手冊(cè)李世民馬海志高文新

/,,

主編北京中國(guó)鐵道出版社有限公司

.—:,2022.4

ISBN978-7-113-28557-9

城李馬高城市鐵路

Ⅰ.①…Ⅱ.①…②…③…Ⅲ.①-

鐵路工程工程地質(zhì)勘察技術(shù)手冊(cè)

--Ⅳ.①U239.5-62

中國(guó)版本圖書館數(shù)據(jù)核字第號(hào)

CIP(2021)237835

書名:城市軌道交通工程勘察手冊(cè)

作者:李世民馬海志高文新

策劃:徐艷

責(zé)任編輯:朱榮榮編輯部電話:

(010)51873017

封面設(shè)計(jì):劉莎

責(zé)任校對(duì):孫玫

責(zé)任印制:樊啟鵬

出版發(fā)行:中國(guó)鐵道出版社有限公司北京市西城區(qū)右安門西街號(hào)

(100054,8)

網(wǎng)址:

印刷:三河市興博印務(wù)有限公司

版次:年月第版年月第次印刷

202241202241

開本:印張:字?jǐn)?shù):千

787mm×1092mm1/16511209

書號(hào):

ISBN978-7-113-28557-9

定價(jià):元

180.00

版權(quán)所有侵權(quán)必究

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,,。:(010)51873174

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:(010)63549461

編委會(huì)

主編:李世民馬海志高文新

副主編:王思鍇劉志強(qiáng)吳炳濤鄭有常張廣偉劉永勤

編委:王偉周玉鳳高濤龐煒黃溯航劉淑鳳

孫常青張亞華邢立軍謝峰劉滿林周小華

陳喬松周偉陳立李春劍布永忠張全秀

楊清梅張?chǎng)挝褐救还倪h(yuǎn)徐永亮郭紅梅

宋亞璽王寧萬(wàn)小飛王敦顯梁波黃展軍

蘆睿泉龔英杰賀恩懷陳虎劉斌苗曉娟

王安陳峰韓澤坤王獻(xiàn)明

審稿:許再良馬雪梅黃伏蓮李學(xué)文甄慶廷李翔

劉振田曹曉娟許廣春尚海敏黃鐘暉陳新軍

顧問(wèn):陳湘生許再良化建新金淮張建全

序

世紀(jì)以來(lái),中國(guó)城市軌道交通正逐漸進(jìn)入穩(wěn)步、有序的快速發(fā)展階段。

21

截至年月日,我國(guó)已有北京、上海、廣州、天津、重慶、武漢、石家

20211231

莊、長(zhǎng)春、深圳、大連等個(gè)城市先后建成并開通城市軌道交通運(yùn)營(yíng)線路

51269

條,運(yùn)營(yíng)線路總長(zhǎng)度。

8708km

展望“十四五”,中國(guó)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)里程有望新增,年均新增

5000km

左右,屆時(shí)總運(yùn)營(yíng)里程將達(dá)到。伴隨著我國(guó)進(jìn)入中國(guó)特

1000km13000km

色社會(huì)主義新時(shí)代,我國(guó)的城市軌道交通行業(yè)正步入高速發(fā)展時(shí)期。

眾所周知,為了有效緩解城市交通擁堵狀況,城市軌道交通大都要穿越繁

華的商業(yè)圈或人口密集區(qū),并且以地下工程居多。地下工程中,地質(zhì)體是工程

的載體,也是工程施工改造的對(duì)象,同時(shí)也是工程與周邊環(huán)境相互作用的媒

介,地質(zhì)條件的復(fù)雜程度直接影響著軌道交通工程建設(shè)的質(zhì)量、安全、工期和

造價(jià)。因此,查明沿線的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件成為軌道交通工程建設(shè)的

重中之重。

為了交流、總結(jié)、普及和提高城市軌道交通工程勘察技術(shù),更好地為工程

建設(shè)服務(wù),北京城建勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城市軌道交通

巖土工程勘察規(guī)范》(—)為依據(jù),以實(shí)際勘察工作程序和豐富工

GB503072012

作經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),并參考了大量的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程和工程實(shí)例編制了這本

手冊(cè),供從事城市軌道交通工程勘察、設(shè)計(jì)、施工和測(cè)試人員等有關(guān)專業(yè)技術(shù)

人員參考使用。

隨著我國(guó)城市軌道交通工程的建設(shè),勘察技術(shù)得到了較大的進(jìn)步,但也應(yīng)

該認(rèn)識(shí)到,目前還存在巨大的提升空間,要求我國(guó)的工程技術(shù)人員進(jìn)一步加強(qiáng)

在基礎(chǔ)理論、多種勘察技術(shù)綜合應(yīng)用、信息化建設(shè)和智能化應(yīng)用等方面的研

究,精心設(shè)計(jì),精心施工,確保勘察和工程建設(shè)質(zhì)量。希望《城市軌道交通工程

勘察手冊(cè)》成為工程師手中的有效工具,進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)勘察技術(shù)的不斷

進(jìn)步。

中國(guó)工程院院士

深圳大學(xué)土木與交通工程學(xué)院院長(zhǎng)

年月

20221

前言

城市軌道交通作為緩解城市交通擁堵狀況的有效方案,近年來(lái)在全國(guó)得

到了快速發(fā)展。而地質(zhì)勘察作為軌道交通工程建設(shè)的前期工作,直接影響著

軌道交通工程建設(shè)的質(zhì)量、安全、工期和造價(jià)。因此,城市軌道交通界的泰斗、

中國(guó)工程院院士施仲衡先生,在各種場(chǎng)合和大小會(huì)議上,不止一次地強(qiáng)調(diào)“城

市軌道交通工程建設(shè),地質(zhì)是基礎(chǔ)”。

北京城建勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司是我國(guó)最早從事城市軌道交通工

程勘察工作的單位,通過(guò)六十年來(lái)大量的城市軌道交通工程地質(zhì)研究和實(shí)踐,

積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和資料。為了總結(jié)和交流經(jīng)驗(yàn),我們編寫了這本《城市軌道

交通工程勘察手冊(cè)》,以期指導(dǎo)城市軌道交通巖土工程勘察工作,培養(yǎng)城市軌

道交通巖土工程勘察技術(shù)人員,提高我國(guó)城市軌道交通巖土工程勘察水平,為

快速發(fā)展的城市軌道交通工程建設(shè)助力。

本手冊(cè)以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城市軌道交通巖土工程勘察規(guī)范》(—)

GB503072012

為依據(jù),以實(shí)際勘察工作程序和工作經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),參考了大量的相關(guān)規(guī)范、規(guī)

程、標(biāo)準(zhǔn)和工程實(shí)例編制而成。本手冊(cè)中大部分資料為規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)

容,也有初步總結(jié)僅供參考的資料,在閱讀和使用手冊(cè)時(shí),需要根據(jù)城市軌道

交通工程的實(shí)際情況加以分析和對(duì)比。

本手冊(cè)共十篇。第一篇介紹了城市軌道交通工程土建施工方法和工程勘

察的基本要求和內(nèi)容;第二篇介紹了在城市軌道交通工程勘察中根據(jù)不同標(biāo)

準(zhǔn)對(duì)各巖土的分類、描述和鑒別方法;第三篇和第四篇通過(guò)介紹工程地質(zhì)勘察

和水文地質(zhì)勘察的技術(shù)要求和工作要點(diǎn),說(shuō)明了城市軌道交通工程勘察的常

用方法和手段;第五篇詳細(xì)介紹了城市軌道交通工程勘察各階段方案設(shè)計(jì)的

目的、任務(wù)和工作量布置要求;第六篇介紹了巖土工程分析與評(píng)價(jià)的內(nèi)容和方

法;第七篇介紹了巖土參數(shù)的分析選定和勘察成果報(bào)告編制方法及要求;第八

篇介紹了工程周邊環(huán)境調(diào)查與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法、程序、范圍和內(nèi)容;第九篇介

紹了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容和要求;第十篇介紹了勘察監(jiān)理與風(fēng)險(xiǎn)管理

的內(nèi)容、工作要點(diǎn)和控制措施,以及工程勘察項(xiàng)目的信息化管理相關(guān)內(nèi)容。

在編寫過(guò)程中,引用了較多的規(guī)范、規(guī)程和地方標(biāo)準(zhǔn),以及北京城建勘測(cè)

設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司大量的數(shù)據(jù)和資料,同時(shí)還引用了有關(guān)單位和學(xué)者

2城市軌道交通工程勘察手冊(cè)

◎

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的技術(shù)資料,由于各種原因,個(gè)別引用未在本手冊(cè)中標(biāo)注出處,在此表示誠(chéng)摯

的歉意和衷心的感謝!

由于編者水平有限,本手冊(cè)難免存在不少錯(cuò)誤和不妥之處,敬請(qǐng)廣大讀者

批評(píng)指正,以便再版時(shí)訂正。

編者

年月于北京

20221

主要符號(hào)

符號(hào)代表意義符號(hào)代表意義

A基礎(chǔ)底面面積c巖土的黏聚力

A土的活動(dòng)度c土的動(dòng)黏聚力

d

A孔隙壓力參數(shù)c土層液化影響折減系數(shù)

e

A觸探探頭錐底面積c土的殘余抗剪強(qiáng)度

r

A孔隙水壓力系數(shù)c凍土的黏聚力

s

A振幅c土的不排水抗剪強(qiáng)度

u

A樁底全斷面面積D十字板頭直徑

c

A取土器面積比D等效巖心直徑

re

a壓縮系數(shù)D砂土相對(duì)密實(shí)度

vr

a凍土的融化壓縮系數(shù)d基礎(chǔ)埋置深度承壓板直徑

0;

a場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度d液化土特征深度

max0

a土在壓力下的壓縮系數(shù)d土的有效粒徑

v1-2100~200kPa10

B孔隙水壓力系數(shù)d土的平均粒徑

30

B越流參數(shù)d土的中間粒徑

50

B孔隙壓力參數(shù)比d土的界限粒徑限制粒徑

q60()

巖體基本質(zhì)量指標(biāo)d大氣影響深度

BQa

b基礎(chǔ)寬度d基礎(chǔ)埋置深度

b

b載荷試驗(yàn)承壓板寬度d土粒相對(duì)密度

s

b洞室開挖寬度之半d上覆蓋非液化土層厚度

u

C比熱容d地下水位深度

w

C十字板鋼環(huán)系數(shù)E彈性模量

C次固結(jié)系數(shù)E巖土的變形模量

ae0

C壓縮指數(shù)E動(dòng)彈性模量

cd

C曲率系數(shù)級(jí)配系數(shù)E側(cè)脹模量

c()D

C再壓縮指數(shù)E回彈模量

ee

C水平向固結(jié)系數(shù)E旁壓模量

hm

C有效覆蓋壓力校正系數(shù)E壓縮模量

Ns

C取土器內(nèi)間隙比E不排水楊氏模量

iu

C取土器外間隙比E巖石割線彈性模量

o50

C徑向固結(jié)系數(shù)E巖石平均彈性模量

rav

C回彈指數(shù)EI樁身抗彎剛度

s

C不均勻系數(shù)e土的孔隙比

u

C垂直向固結(jié)系數(shù)e偏心距

v

2城市軌道交通工程勘察手冊(cè)

◎

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F基礎(chǔ)頂面豎向力點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)

F靜力觸探錐尖端面有效面積I塑性指數(shù)

aP

F土層的液化抵抗率I剛度指數(shù)

Lr

F安全系數(shù)I液塑比

sr

f摩擦系數(shù)I界限液塑比

′r

地基承載力基本值i凍土的相對(duì)含冰量

f0c

f修正后的地基承載力特征值i凍土的質(zhì)量含冰量

ag

地基承載力特征值i凍土的體積含冰量

fakv

地基承載力設(shè)計(jì)值J土的水力比降

fd

凍土抗折強(qiáng)度J巖體體積節(jié)理數(shù)

ffv

地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值K基床系數(shù)

fk

地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值K十字板常數(shù)

fka

巖石的飽和單軸抗壓強(qiáng)度K靜止側(cè)壓力系數(shù)

fr0

巖石的飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值K地下工程地下水影響修正系數(shù)

frk1

靜力觸探側(cè)阻力K地下工程主要結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響修正

fs2

樁間土承載力特征值系數(shù)

fsk

復(fù)合地基承載力特征值K初始應(yīng)力狀態(tài)影響修正系數(shù)

fspk3

G剪切模量K主動(dòng)土壓力系數(shù)

a

G動(dòng)剪切模量K側(cè)脹水平應(yīng)力指數(shù)

dD

G比重相對(duì)密度K點(diǎn)荷載尺寸效應(yīng)修正系數(shù)

s()d

重力加速度K巖石風(fēng)化系數(shù)

gf

H十字板頭高度K水平基床系數(shù)

h

H邊坡高度K基準(zhǔn)水平基床系數(shù)

h1

H潛水含水層厚度K側(cè)向基床反力系數(shù)

0m

H基礎(chǔ)高度K巖溶率

0K

H自基礎(chǔ)底面算起的建筑物高度K被動(dòng)土壓力系數(shù)

fp

H自室外地面算起的建筑物高度K巖石軟化系數(shù)

gR

h基坑動(dòng)水位至潛水含水層底面的深度K滑坡穩(wěn)定系數(shù)

s

h土層厚度K巖體完整性指數(shù)

v

h土試樣初始高度K垂直基床系數(shù)

0v

h毛細(xì)管上升最大高度K巖石飽和系數(shù)

cw

h地下水位深度K地基抗剪剛度

wX

I水力比降水力梯度K地基抗壓剛度

()Z

I旁壓試驗(yàn)剛性承壓板的形狀系數(shù)K地基抗彎剛度

0φ

I側(cè)脹土性指數(shù)K地基抗扭剛度

Dψ

I液性指數(shù)巖土的滲透系數(shù)

Lk

I液化指數(shù)kk巖土的垂直和水平滲透系數(shù)

IEv,h

I巖石二次循環(huán)耐崩解性指數(shù)k側(cè)脹儀抗力系數(shù)

d2h

I巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度面波

sL

I換算成直徑為的標(biāo)準(zhǔn)試件的L土樣長(zhǎng)度

s(50)50mm

主要符號(hào)3

◎

??????????????????????????????????????????

L波長(zhǎng)巖土的膨脹力

pe

L靜探頭有效側(cè)壁長(zhǎng)度旁壓試驗(yàn)臨塑壓力

pf

L鉆桿長(zhǎng)度載荷試驗(yàn)破壞荷載

pf

L有效錨桿長(zhǎng)度旁壓試驗(yàn)彈性膜約束力

epi

l基礎(chǔ)底面長(zhǎng)度旁壓試驗(yàn)極限壓力

pL

M地震震級(jí)靜力觸探單橋探頭的比貫入阻力

ps

M力矩彎矩p軟弱下臥層頂面處經(jīng)深寬修正后地

、cz

M承壓含水層厚度基承載力特征值

MMp濕陷起始?jí)毫?/p>

b,c,承載力系數(shù)sh

M

d旁壓試驗(yàn)壓力表讀數(shù)

pm

m地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)載荷試驗(yàn)極限壓力

pu

m面積置換率地基土的極限承載力

pu

m土粒質(zhì)量

s靜水壓力

pw

m土的體積壓縮系數(shù)

v旁壓試驗(yàn)極限壓力

pL

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)

NQ基坑降水的總涌水量容積熱容量

、

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)修正值

N′Q流量出水量

、

N液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值

0Q荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)樁基中單樁所

k,

N輕型動(dòng)力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)

10受豎向力

N′Q樁的總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值

63.5,重型動(dòng)力觸探錘擊數(shù)實(shí)測(cè)和修正值k

Np

63.5Q樁的總極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值

sk

N′

120,超重型動(dòng)力觸探錘擊數(shù)實(shí)測(cè)和修正值Q樁的嵌巖段總極限阻力

Nrk

120

Q樁的極限荷載

NNu

b,c,承載力系數(shù)

NQ單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值

duk

N液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入液化錘擊數(shù)臨界值Q單樁極限承載力

crumax

N承載力系數(shù)q透水率

q

土的孔隙率單井出水能力

nq0

井徑比靜力觸探錐尖阻力

nqc

O燒失量q動(dòng)力觸探貫入阻力

md

土的超固結(jié)比q樁端土的承載力特征值

OCRpa

P縱波壓縮波q樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值

()pk

P總壓力總荷載總貫入阻力q樁周土摩擦力特征值

、、sa

P載荷試驗(yàn)比例界限q樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值

0sk

P膨脹土的膨脹力q靜力觸探總錐尖阻力

cT

P管路壓力損失q無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度

su

p圍巖裂隙水壓力R瑞雷波

Rayleigh()

旁壓試驗(yàn)初始?jí)毫影響半徑

p0

基礎(chǔ)底面處平均附加壓力R十字板轉(zhuǎn)盤半徑

p0

載荷試驗(yàn)比例界限壓力R巖石單軸抗壓強(qiáng)度

pa

土的先期固結(jié)壓力R單樁豎向承載力特征值

pca

基礎(chǔ)底面處土的自重壓力R巖石飽和單軸極限抗壓強(qiáng)度

pcb

4城市軌道交通工程勘察手冊(cè)

◎

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R巖石干燥單軸極限抗壓強(qiáng)度V旁壓試驗(yàn)的旁壓器體積變形量

cm

R靜力觸探摩阻比V巖體縱波壓縮波速度

fpm()

R破壞比V巖塊縱波壓縮波速度

fpr()

R單樁水平承載力特征值V土顆粒體積

has

R巖石的抗剪強(qiáng)度V土中顆粒體積

sv

R巖石的抗拉強(qiáng)度V土中水的體積

tw

巖石質(zhì)量指標(biāo)v地下水流速

RQD

r土的主固結(jié)比v土的滲透速度

r孔壓探頭的半徑v縱波壓縮波速度

0P()

S橫波剪切波v巖體縱波壓縮波速度

()pm

S巖土的抗剪強(qiáng)度v巖塊縱波壓縮波速度

pr

S釋水系數(shù)v面波瑞雷波速度

R()

S土的不排水抗剪強(qiáng)度v橫波剪切波速度

S()

S土的殘余抗剪強(qiáng)度v等效剪切波速

rse

S砂土飽和度v剪切波速臨界值

rscr

S土的靈敏度W有機(jī)質(zhì)含量

tu

s基礎(chǔ)最終沉降量w巖土的含水量含水率

()

s載荷試驗(yàn)沉降量w凍土的總含水量

0

s地基脹縮變形量w土的液限由圓錐儀測(cè)定

L()

s地基土分級(jí)變形量w′土的液限由碟式儀測(cè)定

cL()

s地基土膨脹變形量w填料的最優(yōu)含水量

eop

s基坑地下水位降深w土的塑限

0p

s地基土收縮變形量w土的縮限

ss

s土層最終沉降量w巖石吸水率

∞s

T土的卓越周期w巖石飽和吸水率

sa

T導(dǎo)水系數(shù)w土的飽和含水量

sr

T地層溫度w凍土的未凍水含量

u

U樁身周長(zhǎng)z土的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度

0

U土的固結(jié)度z地基沉降計(jì)算深度

n

U側(cè)脹孔壓指數(shù)α觸探桿長(zhǎng)修正系數(shù)

D

u孔隙水壓力α導(dǎo)溫系數(shù)

u土的含水比α附加應(yīng)力系數(shù)

u樁身周長(zhǎng)α地震影響系數(shù)

u靜力觸探探頭貫入時(shí)的孔隙壓力α旁壓儀綜合變形校正系數(shù)

0

u靜止孔隙水壓力靜水壓力α凍土融沉系數(shù)

w()0

VV巖石軸向和徑向自由膨脹率α重型圓錐動(dòng)力觸探修正系數(shù)

H,D1

V巖石側(cè)向約束膨脹率α超重型圓錐動(dòng)力觸探修正系數(shù)

HP2

V土中空氣體積α水上休止角

ac

V巖石中孔隙的體積α水下休止角

fm

V巖石中溶隙的體積α紅黏土的含水比

Kw

主要符號(hào)5

◎

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巖層傾角ν動(dòng)泊松比

βd

β邊坡坡角ρ巖土電阻率

β孔壓換算系數(shù)ρ巖土的密度

γ巖土的容重黏粒含量

ρc

γ巖土參數(shù)的分項(xiàng)系數(shù)巖土的干密度

ρd

γ′土的水下浮容重