高速铁路工程地质勘察特点

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楔形体稳定计算中，首次采用向量表示的方法，严密地推导了楔形体分析计算的全套公式。对任意给定的4个平面产状，可分析计算其形成楔形体的可能性，确定楔形体的滑动面和滑动方向，并计算多作用力下的稳定性，以及锚固措施的锚固自由段最小长度，实现了对楔形体的“智能”化分析计算。

参考文献[1] 楚涌池等.铁路工程地质手册[M].北京 中国铁道出版社,1999[2] 朱志澄,宋鸿林.构造地质学[M].北京 中国地质大学出版社,

1990

[3] 肖树芳,杨淑碧.岩体力学[M].北京 地质出版社,1993

[4] 孙家广,杨长贵.计算机图形学[M].北京 清华大学出版社,1995

收稿日期：20050628作者简介：王茂靖（1964—），男，1985年毕业于成都地质学院水文地质与工程地质专业，工程硕士，高级工程师。

高速铁路工程地质勘察特点

王茂靖

（铁道第二勘察设计院，四川成都610031）

The Geological Prospecting Characteristics of High-Speed Railway Engineering

Wang Maojing

摘 要 针对高速铁路的设计要求，结合高速铁路工程地质勘察实践，从工程地质勘察理念、场地稳定性及地基岩土适宜性评价、勘探的密度和深度、岩土设计参数的统计分析、高烈度地震区的勘察、建筑材料的专门勘察、综合勘探方法的应用、成果的综合分析等方面论述了高速铁路工程地质勘察的特点。

关键词 高速铁路 工程地质勘察

高速铁路勘察设计不同于常规铁路的勘察设计，有许多新的课题需要研究。近两年，笔者先后参加了武广客运专线和福厦快速铁路的勘察设计、地质勘察监理，通过在工作中不断学习、摸索，系统总结了高速铁路工程地质勘察的特点。

1 工程地质勘察理念要体现可持续发展观

高速铁路工程地质勘察必须贯彻可持续发展观，充分体现人与自然和谐发展的理念。在铁路工程地质勘察中，任何对岩土环境、生态环境的大规模破坏都不应提倡。因此，在工程地质勘察中要分析评价铁路工程对环境的影响程度，提出措施和建议，使高速铁路建设与环境协调发展。

2 场地稳定性及地基岩土适宜性评价

高速铁路建设对工程场地区域稳定性提出了较高

的要求。因此，在高速铁路选线阶段，工程地质工作者就应从区域地质稳定性角度参与线路方案的比选，避免线路方案走行于活动断裂带、不稳定地块及高烈度地震区，同时也要避免线路方案位于人为坑洞密集、时间久远、不宜查清巷道空间位置的古老采空区，地表明显形成移动盆地且处于移动活跃的大型煤矿采空区或活跃移动盆地边缘地带，以及地表移动和变形可能引起边坡失稳、山崖崩塌地带；此外，线路方案还要避免走行于易发生岩溶地面塌陷的溶蚀谷洼地区、易产生大面积湿陷的黄土塬区，以及明显存在危及线路方案的重大不良地质、特殊岩土、不稳定斜坡地段。总之，工程地质勘察应从区域稳定性角度对线路方案给予评价，确保高速铁路线路方案一开始就走行于场地稳定、地基适宜、工程地质条件相对较好的地段。

高速铁路建筑物对沉降变形要求极高，《京沪设计暂规》（铁建设［2004］157号）规定：路基工后沉降量不应大于5cm ，

年沉降速率应小于2cm ，桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于3cm ，桥梁墩台工后

沉降小于3cm ，相临墩台沉降量差不大于15mm ；无碴4

5铁 道 勘 察2005年第4期

轨道的工后沉降量小于2cm。对沉降的严格控制要求基底下岩土层有极高的强度，因此，在高速铁路勘察中，必须对基础下部的岩土适宜性做出准确评价，确保各类工程基础置于满足极高工后沉降要求的岩土层中。

松软土是针对高速铁路路基沉降变形而在京沪高速铁路工程地质勘察中特别提出来的一种特殊类土。目前，《京沪高速地质勘察暂规》（铁建设［2003］13号）中确定的松软土划分标准已经广泛用于高速铁路及快速铁路的工程地质勘察中。松软土天然含水率大、压缩性高、强度低，但又有别于软土，由呈软塑状态的黏性土、粉土及细砂组成。松软土地基一般不产生滑动失稳，但其沉降变形不能满足高速铁路的设计要求。因此，此类松软地基仍需要清除或加固处理。

目前，在高速铁路勘察中已单独划分出此类松软土，但具体的划分标准还存在一定的分歧，有待于在今后的勘察工作中不断摸索、总结和完善。

3 勘探的密度和深度

高速铁路对地质勘察提出了较高的精度和深度要求，一是路基工程技术标准高，要求严格控制路基变形和工后沉降，在路基、桥涵、隧道不同构筑物间均需设置过渡段。对一定深度地基土的性质、指标均要分层查清，特别是查明软土、松软土、膨胀土等特殊岩土，避免路基直接置于松软地基土上产生较大的沉降变形。“京沪暂规”规定，应查明路基基底以下25m深度范围内岩土层的工程地质特性。其次，在高速铁路设计中，因考虑路基工后沉降因素，路桥分界高度大为降低，桥梁比例较大，如武广客运专线桥梁长度约占线路长度的42%，郑西客运专线桥梁长度约占线路长度的40%，福厦快速铁路桥梁比例占线路长度的28%。为了保证桥梁结构的横向刚度，一般采用中、小跨度的桥梁。同时，地质勘察还要确保桥梁桩基础置于完整基岩之上或者满足桩身沉降检算要求。高速铁路对路基填料要求极高，一般均要求填筑A、B、C级填料，路基填料要求按建筑材料场地进行地质勘察。

由于以上原因，勘探点的密度和深度大幅增加。据对武广、郑西等客运专线及其他快速铁路勘探工作量的统计分析，地质钻探工作量是一般铁路的5～8倍。

尽管勘探点密度、深度大幅度增加，但是高速铁路设计理论的不完善、不成熟仍然给工程地质勘察带来了一些困难。比如桥梁桩基础沉降检算，桩尖以下的压缩层计算到什么深度；在碳酸盐岩可溶岩地层中，桩基础是否一定要置于10m无溶蚀完整的灰岩中，如果无10m完整灰岩，可否采用摩擦桩；完整岩石的桩周侧壁摩阻力如何计算。由于未解决上述设计中遇到的问题，地质勘察中钻探深度大幅增加，设计显得十分保守。这些问题有待于结合生产，进行专门的课题研究。

4 岩土设计参数统计分析

高速铁路各类工程基础地基沉降、变形计算量大，要求提供相对可靠、适用的岩土设计参数。可靠就是指提出的岩土参数能正确地反映岩土体在规定条件下的性状，能比较有把握地估计参数真值所在的区间；适用是指岩土参数能满足岩土力学计算的假定条件和计算精度。因此，工程地质勘察报告中提供给设计采用的岩土设计参数应有可靠试验依据，这就要求地质勘察中分不同的工程地质单元、不同的岩土层甚至不同的工程类别，有针对性地提取大量的岩土样进行试验。在成果报告中，岩土物理力学设计参数尽可能采用试验数据，分别按工程地质单元、区段及层位进行统计分析，沿线重点工程、重大不良地质工点应按压缩层范围内不同层位的试验资料、数据进行统计分析，提出设计需要的岩土设计参数标准值。

目前，《京沪高速地质勘察暂规》（铁建设［2003］13号）中已明确规定岩土设计参数的统计分析方法，即《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）中规定采用的统计分析方法。

岩土参数统计分析后提供设计的标准值仍然是接近自然界岩土真值的可靠性估值。可靠性估值是在统计学区间估计理论基础上得到的关于参数母体平均值置信区间的单侧置信界限值。近十几年，国外岩土工程界正流行概率法定量分析岩土设计参数，欧洲的岩土规范中已作了原则规定，但国内还未完全推行。随着我国高速铁路勘察设计理论和实践的丰富完善，也一定会有自己的概率法设计，工程地质勘察也会更加贴近真实的自然岩土。

5 高地震烈度区的专门地质勘察

现行《中国地震动参数区划图》（GB18306）适用于一般铁路工程。对于高速铁路，通过高地震烈度区时，应进行专门的沿线地震小区划安全性及场地稳定性评价，结合沿线地质情况、工程设置划分地震动峰值加速度及地震动反映谱特征周期分区，对沿线重大、特殊桥梁也应专门进行桥址场地地震安全性评价，同时还应进行场地剪切波速测试。

除上述场地安全性、稳定性小区划分析评价外，高

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