深圳東部華僑城、三洲田森林公園巖土工程勘察

蔡學(xué)文

(深圳市勘察測(cè)繪院有限公司，廣東深圳 518028)

深圳東部華僑城、三洲田森林公園巖土工程勘察

蔡學(xué)文?

(深圳市勘察測(cè)繪院有限公司，廣東深圳 518028)

深圳東部華僑城、三洲田森林公園，位于深圳市梧桐山東麓。本文結(jié)合工程實(shí)例，采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行最危險(xiǎn)滑動(dòng)面自動(dòng)搜索，計(jì)算得到各斷面的穩(wěn)定安全系數(shù)，并對(duì)隧道支護(hù)及施工措施提出建議，同時(shí)論證水庫壩基穩(wěn)定，對(duì)類似場(chǎng)地勘察工程實(shí)施有一定的參考意義。

穩(wěn)定安全系數(shù)；隧道支護(hù)；水庫壩基

1 項(xiàng)目概況

深圳東部華僑城、三洲田森林公園，位于深圳市梧桐山東麓，如圖1所示，地跨鹽田與龍崗兩區(qū)，總占地面積46.9 km2。其中東部華僑城及三洲田1、2號(hào)地塊占地近9 km2，由華僑城集團(tuán)斥資35億元精心打造，集三個(gè)生態(tài)主題公園、兩個(gè)山地高爾夫球場(chǎng)、三座主題小鎮(zhèn)、四家主題酒店、四臺(tái)主題演藝、主題地產(chǎn)和主題佛教園區(qū)等于一體，主要包括大俠谷探險(xiǎn)樂園、茶溪谷度假公園、云海谷體育公園、大華興寺、茵特拉根華僑城酒店、茵特拉根酒店、天麓大宅、大劇院、觀光塔、森林小火車和纜車以及三洲田別墅群等，體現(xiàn)了人與自然的和諧共處。

三洲田森林公園占地37.9 km2，核心區(qū)域?yàn)樯稚鷳B(tài)及景觀保護(hù)區(qū)，占森林面積的70%以上。三洲田片區(qū)內(nèi)有三洲田村、三洲茶場(chǎng)、三洲田水庫、梅沙尖、大小三洲塘、紅花壢、落馬嶺水庫等。

圖1 場(chǎng)地交通位置圖

2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案

由項(xiàng)目概況可知，本工程包括的單元分項(xiàng)目較多，分別由多家設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)。深圳市勘察測(cè)繪院有限公司承擔(dān)該項(xiàng)目的巖土工程勘察工程。其中森林小火車和鐵路和三洲田1、2號(hào)地塊的別墅的勘察設(shè)計(jì)難度較大。

深圳東部華僑城綜合旅游項(xiàng)目之森林小火車為旅游載客小火車，起點(diǎn)為生態(tài)公園站，終點(diǎn)為觀光小鎮(zhèn)站，長(zhǎng)約2.9 km。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下:

設(shè)計(jì)速度為15 km/h，軌距為880 mm，最小曲率半徑為20 m，最大坡度為3.0%。其中:橋梁五座，橋下凈空5.0 m以上；隧道二個(gè)，洞徑4.0 m。橋梁設(shè)計(jì)荷載根據(jù)車輛軸重另行確定。

三洲田1、2號(hào)地塊的別墅大多采用架空式，如圖2所示，體現(xiàn)環(huán)保意識(shí)；采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，避免破壞地形和植被。

圖2 別墅“架空”型式圖

3 關(guān)鍵技術(shù)、創(chuàng)新點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方案

3.1 勘察場(chǎng)地特點(diǎn)

(1)地貌單元

勘察區(qū)位于深圳市梧桐山東麓，地跨鹽田與龍崗兩區(qū)，東北與馬巒山相連，南面遠(yuǎn)眺大小梅沙灣。場(chǎng)地原屬丘陵地貌單元，其間分布有沖洪積溝谷，地形起伏較大，植被茂盛，地表普遍分布風(fēng)化孤石。

(2)構(gòu)造位置

勘察區(qū)位置在區(qū)域構(gòu)造上緊鄰蓮花山斷裂帶，處于蓮花山斷裂的南西段，受地質(zhì)構(gòu)造影響，場(chǎng)地內(nèi)基巖節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，風(fēng)化帶厚度大，基巖面起伏大在區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用下，本區(qū)以北東向斷裂為主干構(gòu)造，其次為北西向斷裂，場(chǎng)地及周邊地區(qū)構(gòu)造密集，構(gòu)造巖分布較廣。

(3)地層特點(diǎn)

勘察區(qū)內(nèi)廣泛分布人工填土(填石)層、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層、坡殘積層，場(chǎng)地下伏基巖主要由燕山期粗?；◢弾r及少部分泥盆系石英砂巖、石炭系灰?guī)r組成。場(chǎng)地下伏基巖受構(gòu)造影響，風(fēng)化帶厚度變大，基巖面起伏大，其中全風(fēng)化巖中下部及強(qiáng)、中、微風(fēng)化巖均為良好的樁端持力層。

(4)水文地質(zhì)特點(diǎn)

勘察區(qū)內(nèi)分布有三洲田水庫、大小三洲塘、紅花壢水庫、落馬嶺水庫、上坪水庫，丘間溝谷多處分布有溪流、瀑布、泉眼。枯水季節(jié)溪水水量小，但因匯水面積較大，地表水流受降水影響顯著，洪水期溪水水量猛增。地下水的分布及埋藏特點(diǎn)與地形、地貌、巖性、構(gòu)造條件密切相關(guān)。工作區(qū)內(nèi)地下水主要受大氣降水補(bǔ)給，地下水類型主要為第四系松散層孔隙潛水、基巖裂隙水。

3.2 勘察工作的重點(diǎn)

(1)查明場(chǎng)地內(nèi)巖土層的時(shí)代、成因、巖性及分布特征，提供物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。

(2)查明場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件，包括地下水類型、補(bǔ)給、排泄、徑流條件，地下水的化學(xué)特征，地下水與地表水的水力聯(lián)系，地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及地下水對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的腐蝕性等。

(3)查明場(chǎng)地動(dòng)力地質(zhì)作用特征，包括區(qū)域地質(zhì)、地震活動(dòng)、斷裂活動(dòng)、軟土震陷、砂土液化等，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)判。

(4)查明工程場(chǎng)地的地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀和潛在的地質(zhì)災(zāi)害情況，對(duì)評(píng)估區(qū)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估和地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)分區(qū)。對(duì)評(píng)估區(qū)的用地建設(shè)適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出工程防治措施、建議，以及工程建設(shè)中應(yīng)注意的問題。

(5)在查明上述地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，對(duì)天然地基、復(fù)合地基及樁基礎(chǔ)進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出基礎(chǔ)選型及持力層建議，或地基處理建議，并對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及施工中遇到的巖土工程問題提出建議。

(6)分析隧道巖土體工程地質(zhì)特征、主要工程地質(zhì)問題及其評(píng)價(jià)、隧洞圍巖分類、進(jìn)出洞口工程地質(zhì)分析，邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，進(jìn)行開挖邊坡支護(hù)參數(shù)建議。

3.3 勘察工作的難點(diǎn)

(1)勘察區(qū)占地面積大(達(dá)46.9 km2)，工程類型及建(構(gòu))筑物種類繁多，包括酒店、天麓大宅(共64幢)、大劇院、觀光塔(塔高＞100 m)、森林小火車和鐵路，公園管理站、管理處、停車場(chǎng)、景觀亭、直升機(jī)坪以及公共場(chǎng)所，以及各景區(qū)的道路、橋梁、隧道、邊坡等。

(2)勘察區(qū)位于梧桐山東麓，地形地貌條件復(fù)雜，跨越丘陵、臺(tái)地、溝谷等多個(gè)地貌單元；工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件十分復(fù)雜。地表水水系發(fā)育，地下水受地質(zhì)構(gòu)造影響，構(gòu)造裂隙水發(fā)育，地下水對(duì)隧道、邊坡施工影響大。

(3)由于燕山期粗粒花崗巖分布區(qū)風(fēng)化不均，多發(fā)育有中等～微風(fēng)化球體(俗稱孤石)，且各基巖面起伏較大，對(duì)于工程橋梁基礎(chǔ)持力層判斷尤為重要。查明基巖起伏和風(fēng)化球埋藏情況也是勘察工作難點(diǎn)。

(4)場(chǎng)地適宜性與穩(wěn)定性評(píng)估，地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估與防治，邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與支護(hù)等，景區(qū)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)相結(jié)合，如何做到生態(tài)保護(hù)也是工作難點(diǎn)。

(5)三洲田水庫的滲漏和壩基的穩(wěn)定性調(diào)查是個(gè)難點(diǎn)。

(6)淺層地震試驗(yàn)(反射波法)測(cè)定地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造，巖石點(diǎn)荷載試驗(yàn)測(cè)定巖石強(qiáng)度，前人的經(jīng)驗(yàn)不多，因此如何保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確可靠十分重要。

(7)工期緊，任務(wù)重，野外及室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)量多、要求高且復(fù)雜，能否按時(shí)完成各項(xiàng)勘察任務(wù)，對(duì)勘察單位的技術(shù)力量和勘探測(cè)試力量是個(gè)檢驗(yàn)。

3.4 勘察工作方法

根據(jù)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件、擬建工程特征以及設(shè)計(jì)單位提出的技術(shù)要求，綜合本次勘察工作重點(diǎn)和難點(diǎn)，本次工程勘察工作主要采用工程地質(zhì)測(cè)繪、遙感地質(zhì)、工程測(cè)量、工程物探(淺層地震)、工程鉆探、取試樣、原位測(cè)試(標(biāo)貫試驗(yàn))、地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估、室內(nèi)土工試驗(yàn)、巖石抗壓試驗(yàn)(飽和單軸抗壓、點(diǎn)荷載)等勘察方法和技術(shù)措施。

3.5 本次勘察工作所取得的主要成果

本次勘察工作所取得的主要成果如下:

(1)查明了場(chǎng)地內(nèi)巖土層的時(shí)代、成因、巖性及分布特征和物理力學(xué)性質(zhì)，為基礎(chǔ)選型、軟基處理評(píng)價(jià)提供了充分的依據(jù)。特別是運(yùn)用了鉆探和物探相結(jié)合的方法，查明了各基巖面空間起伏狀態(tài)，風(fēng)化孤石、風(fēng)化球埋藏及分布情況。

(2)查明了場(chǎng)地的水文地質(zhì)條件，包括地下水類型、補(bǔ)給、排泄、徑流條件，地下水的化學(xué)特征，地下水對(duì)基礎(chǔ)的腐蝕性等。

(3)查明了區(qū)域地質(zhì)、地震地質(zhì)條件，對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并提供了抗震設(shè)計(jì)所需參數(shù)，對(duì)軟土震陷、砂土液化進(jìn)行了評(píng)判。

(4)在對(duì)場(chǎng)地整體環(huán)境評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，提出了基礎(chǔ)選型及持力層建議，提出了本工程在特殊工程地質(zhì)條件下地基處理建議，提出了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及施工中應(yīng)注意的問題。

(5)查明了工程場(chǎng)地的地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀和潛在的地質(zhì)災(zāi)害情況，對(duì)評(píng)估區(qū)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估和地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性等級(jí)分區(qū)。對(duì)評(píng)估區(qū)的用地建設(shè)適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出了工程防治措施、建議，以及工程建設(shè)中應(yīng)注意的問題。

(6)對(duì)“架空”型樓板下的地層運(yùn)用鉆探結(jié)合物探的方法，查明其有無大的構(gòu)造裂隙及風(fēng)化球發(fā)育。

(7)在擬建隧道附近，增加地表測(cè)繪和調(diào)查。如在1號(hào)隧道附近地表見一斷層，根據(jù)斷層產(chǎn)狀和某鉆孔巖石風(fēng)化的特殊性，推測(cè)斷層在鉆孔B3附近通過，提出斷層使隧道圍巖類別降低，為隧道工程不利地段。另在鉆孔B2處為一溪溝，長(zhǎng)年流水不斷，隧洞頂距地表僅3 m左右，隧道開挖時(shí)，極易出現(xiàn)冒頂現(xiàn)象，或地下流管涌、巖石塌陷等現(xiàn)象，提出施工時(shí)應(yīng)采取有效支護(hù)措施加以防范，以上兩種情況在隧道開挖時(shí)得到驗(yàn)證。

(8)勘察期間，我們對(duì)三洲田進(jìn)行了1個(gè)月內(nèi)的連續(xù)觀測(cè)，整理了水位觀測(cè)曲線及孔隙水壓力觀測(cè)成果圖，通過計(jì)算證實(shí)了水庫防滲措施得當(dāng)、壩基穩(wěn)定。

圖3 水庫水位觀測(cè)曲線

圖4 某剖面的邊坡穩(wěn)定性計(jì)算示意圖；穩(wěn)定性系數(shù):1.400(Janbu法)

(9)采用計(jì)算機(jī)輔助分析方法對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析，根據(jù)地質(zhì)測(cè)繪及鉆探結(jié)果，選取某坡度較大的區(qū)間道路邊坡所在的剖面進(jìn)行現(xiàn)有邊坡穩(wěn)定性分析。應(yīng)用Janbu法進(jìn)行計(jì)算，邊坡形態(tài)為現(xiàn)狀坡。該邊坡的計(jì)算示意圖及安全系數(shù)如圖4所示。

(10)在查明工程地質(zhì)條件基礎(chǔ)上，對(duì)主要工程地質(zhì)問題進(jìn)行評(píng)價(jià)、提出了基礎(chǔ)選型、地基處理建議，隧洞圍巖分類、進(jìn)出洞口工程地質(zhì)分析，對(duì)隧道支護(hù)及施工措施提出建議、邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，提出開挖邊坡支護(hù)參數(shù)建議。

3.6 勘察工作主要特點(diǎn)

(1)執(zhí)行國(guó)家、地方、各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，勘察要求高

本次勘察工作不但執(zhí)行國(guó)家、廣東省及深圳市現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也執(zhí)行各行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(包括工民建、公路、市政、鐵路規(guī)范等)，執(zhí)行過程中按就高不就低的原則進(jìn)行。

(2)勘察手段多，勘察方案合理

采用工程地質(zhì)測(cè)繪、遙感地質(zhì)、工程測(cè)量、工程物探(淺層地震)、工程鉆探、取樣、原位測(cè)試(標(biāo)貫試驗(yàn))、地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估、室內(nèi)土工試驗(yàn)、巖石抗壓試驗(yàn)(飽和單軸抗壓、點(diǎn)荷載)等多種方法?？辈旆椒ㄡ槍?duì)性強(qiáng)，勘察工作量合理，勘察實(shí)施過程中與業(yè)主和設(shè)計(jì)院等單位保持實(shí)時(shí)聯(lián)系、溝通，及時(shí)調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)和試驗(yàn)的要求，以合理的勘察方法及工作量滿足不同規(guī)范需求，使方案達(dá)到最優(yōu)化。

(3)勘察技術(shù)新

①淺層地震勘察:由于巖土層的彈性性質(zhì)不同，彈性波在其中的傳播速度也有差異。利用人工激發(fā)地震波在巖土介質(zhì)中的傳播規(guī)律，探測(cè)淺部地質(zhì)構(gòu)造或測(cè)定巖土物理力學(xué)參數(shù)、判定地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造。采用地震反射波法在本項(xiàng)目巖土工程勘察中得到充分應(yīng)用。

②巖石點(diǎn)荷載試驗(yàn):將巖石試件置于上、下一對(duì)球端圓錐形加荷器之間，通過加荷器對(duì)其施加集中荷載直到破壞以測(cè)得巖石的點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)和強(qiáng)度各向異性指數(shù)。該設(shè)備便于攜帶，對(duì)試件形狀不要求規(guī)整，在對(duì)風(fēng)化巖體研究中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，前人的經(jīng)驗(yàn)不多。

③遙感地質(zhì):利用衛(wèi)星遙感地質(zhì)資料，解釋不良地質(zhì)現(xiàn)象。

(4)勘察報(bào)告論證充分、數(shù)據(jù)可靠、信息量大

對(duì)巖土層物理力學(xué)指標(biāo)的評(píng)價(jià)綜合了不同勘察方法的結(jié)果，進(jìn)行了深入的分析，通過大量的統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和分析，從多方面、多角度論述評(píng)價(jià)了各巖土層物理力學(xué)性狀。

(5)勘察報(bào)告資料齊全、結(jié)論明確、建議合理

勘察報(bào)告在綜合分析的基礎(chǔ)上對(duì)基礎(chǔ)選型，邊坡支護(hù)及可能遇到的巖土工程問題提出了分析和建議，結(jié)論明確、建議合理，為場(chǎng)地的合理使用、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工及工程的順利開展提供了可靠的工程地質(zhì)依據(jù)。

(6)后期服務(wù)及時(shí)、到位，各參建單位滿意

勘察報(bào)告提交后，技術(shù)人員及時(shí)參與各項(xiàng)基礎(chǔ)及地基處理論證，在基礎(chǔ)施工期間，公司派出技術(shù)人員及時(shí)參加驗(yàn)樁驗(yàn)槽的工作、參加技術(shù)方案的討論、難題的處理，提供了良好的服務(wù)。

(7)施工及使用期間未出現(xiàn)過質(zhì)量事故和安全事故

4 應(yīng)用、效益與推廣

深圳是個(gè)花崗巖風(fēng)化球很發(fā)育的地區(qū)，本項(xiàng)目為花崗巖風(fēng)化球的勘探積累了不少經(jīng)驗(yàn)，深圳市勘察測(cè)繪院有限公司后來所做的梅林水榭花都別墅區(qū)勘探、寶安尖崗山別墅勘探均從該項(xiàng)目汲取了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

深圳東部華僑城和三洲田森林林公園自2007年7月28日試業(yè)以來，先后獲得由國(guó)家旅游局和國(guó)家環(huán)境保護(hù)部聯(lián)合授予的國(guó)內(nèi)首個(gè)“國(guó)家生態(tài)旅游示范區(qū)”，2008年度“中國(guó)十大休閑文化基地”，由深圳市政府授予“循環(huán)經(jīng)濟(jì)標(biāo)兵單位”榮譽(yù)稱號(hào)，天麓大宅榮獲聯(lián)合國(guó)“全球人居環(huán)境示范社區(qū)”稱號(hào)，及其他由社會(huì)各界有影響力組織授予的共20多項(xiàng)榮譽(yù)。截至2008年底，項(xiàng)目一期已接待游客達(dá)300萬人次，實(shí)現(xiàn)稅收5.0億元，預(yù)計(jì)至2009年底將實(shí)現(xiàn)45億元收入，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的和諧統(tǒng)一。

[1] 《工程地質(zhì)手冊(cè)》編寫委員會(huì).《工程地質(zhì)手冊(cè)》(第三版).北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1992

[2] 林宗元.巖土工程試驗(yàn)監(jiān)測(cè)手冊(cè).北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005

[3] DBJ15－31－2003.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] GB50011－2001.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5] GB50330－2002.建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

Discussing Obviously Investigation on Shenzhen OCT.EAST＆San Zhoutian Forest Park

Cai XueWen
(Shenzhen Geotechnical Investigation And Surveying Institute，Shenzhen 518028，China)

Shenzhen OCT.EAST＆San zhoutian Forest park is located on the east foot of Mt.Wutong。Related to engineering example，the most dangerous slip surface is automatically searched by using computer software，the stability factor of safety of each section is computed，the tunnel retaining＆construction measures are suggested，the stability on foundation of the reservoir dam is demonstrated，which can be used for reference to geotechnical investigation on similar project.

stability factor of safety；tunnel retaining；foundation of the reservoir dam

1672－8262(2011)01－164－04

TU19

B

2011—01—14

蔡學(xué)文(1974—)，男，高級(jí)工程師，主要從事巖土工程勘察設(shè)計(jì)工作。

獲獎(jiǎng)項(xiàng)目:本工程獲2009年度全國(guó)優(yōu)秀城市勘測(cè)工程二等獎(jiǎng)。