张正雄,杨寿福,王光明,杨 建,濮振波
(中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，昆明 650000)
摘 要：重点围绕滇中引水工程布置在昆明市城区干道的龙泉倒虹吸地质勘探工作进行探索与实践，从解决现场勘探工作实施条件、做好地下管网保护及环境保护、有效控制钻进作业、加强交通安全和质量管控、提高文明施工等方面入手，有效解决生产组织、管理及钻进中存在的技术问题，确保勘探工作顺利实施，并对勘探工作取得的效果进行了分析与总结，为类似项目地质勘探工作积累了一定的经验。
关键词：滇中引水工程；龙泉倒虹吸；地质勘探；探索；实践
滇中引水工程是从金沙江上游石鼓河段取水以解决滇中区域水资源短缺问题的特大型跨流域引(调)水工程，由石鼓水源工程、输水线路工程和受水区工程组成。输水总干渠跨滇西北、滇中、滇东南地区，总长661.07 km，顺地势由高至低，全线具备自流输水的条件。工程多年平均引水量34.03亿m3，其中，渠首流量135 m3/s，末端流量20 m3/s，受水区包括大理、丽江、楚雄、昆明、玉溪、红河6个州(市)的35个县(市、区)，国土面积3.69万km2。
龙泉倒虹吸进口位于昆明市盘龙区龙泉镇昆明重机厂附近、距龙泉路约83 m，布置盾构机始发井，线路过龙泉路后基本沿沣源路布置，出口接收井位于沣源路与昆曲高速西南角，倒虹吸全长5 039.442 m。倒虹吸进口部位设置1座分水闸，向昆明四城区供水，分水流量Q=25 m3/s，另在盘龙江东岸、沣源路北侧田溪公园内设置盘龙江分水口(水位高程1 901.438 m)，通过分水至盘龙江后自流向滇池补生态水，分水流量Q=30 m3/s。
为探明龙泉倒虹吸沿线地质情况，为后期盾构掘进提供详细的地质条件参数，从而对施工方案进行优化，确保在掘进施工中对周边已有建筑不造成影响，按照GB50307-2012《城市轨道交通岩土工程勘察规范》和SL629-2014《引调水线路工程地质勘察规范》要求，沿昆明市城区干道沣源路布置钻孔103个，钻孔基本布置在机动车道、人行道、非机动车道或其附近的绿化带内[1-2]。
(1) 临时占道施工手续办理问题
城区干道开展地质勘探工作需要协调解决的一个最为重要的问题就是办理临时占道(含绿化带)施工手续，该项工作涉及到多个部门的现场踏勘及审批。
(2) 地下管网保护问题
地质勘探区域布置有错综复杂的地下管网，共计涉及地下管网10余项，涉及地下管网单位10余家，协调界面多而杂，协调难度极大。而地下管网保护敏感而重要，地下管网探测、复核及保护工作成为本项目地质勘探工作的重中之重。
(3) 城区交通干扰及文明施工问题
由于勘探区域沿城区干道沣源路布置，交通流量较大、路口较多，地质勘探工作存在较大的交通干扰和问题，同时也对城市交通造成较大的影响，加之城区文明施工要求又高，因此，交通安全引导、分流及作业现场围挡、交通安全警示、安全巡查及现场文明施工工作量较大，给勘探工作现场生产组织及管理带来较大难度。
(4) 施工供水问题
由于地质勘探工作需要施工用水，但工程区沿线均无合适水源点，现场不具备就近取用施工用水的条件，因此，施工用水成为制约勘探工作的另一难题。
(5) 环境保护问题
在城区干道实施地质勘探工作，环保要求高、监管严，加之地质勘探工作本身就是一种固体和液体废弃物较多的一项工作，因此，环境保护也是本项目地质勘探工作的一个重要控制点。
(6) 工期问题
受本项目勘探工作复杂性、重要性和紧迫性的影响和制约，需要投入大量资源才能扭转前期协调工作总体滞后的局面，从而带来管理难度加大、成本增加。
综上所述，如何确保地质勘探工作期间安全生产、文明施工、道路保通、不产生施工扰民、不出现重大环境污染事故，保证勘探工作对原有建筑、地下管线设施不造成破坏，并在尽可能短的时间内完成全部勘探作业，是本阶段地质勘探工作的重点和难点。
鉴于实施本项目勘探工作存在的外部制约因素和本身实施的难度，对地质勘探工作的生产组织、管理及关键技术环节进行探索并实践，对于顺利实施本项目的勘探工作意义重大。
4.1 临时占道报批
根据《城市道路管理条例》要求，对因特殊情况需要临时占用城市道路的，须积极组织并上报相关审批材料至市政工程行政主管部门和公安交通管理部门进行占道审批，经批准后方可按照规定占用，这也是城区施工所具备的先决条件。
4.2 地下管网保护
近年来，随着城市现代化的发展，地下管线的密集度越来越大，而在大量的城市地下施工过程中，导致地下管网损坏等现象也较为普遍，因此，如何在地质勘探工作中，避免破坏这些地下管线就变得越来越重要。
4.2.1 地下管网资料收集
地下管网资料收集是进行地下管网探测的必备条件，如果不进行相关资料的收集，探测工作只能是“盲目”地进行，可靠度不高。
本项目资料收集主要与地下管网管理单位及权属单位进行对接收集，主要包括各类管线的分布图、管网设计和施工时的图表、相关人员对管线的记录资料及工区内的测量资料等[3-4]。
4.2.2 地下管网专业探测
龙泉倒虹吸地下管网覆盖介质以杂填土、富含砾石的堆积物为主，磁性较弱，而管线材质、管线芯线材质与覆盖介质存在明显的介电性差异，适合采用地下管线探测仪在不破坏地面覆土的情况下，探测出地下管网的位置、走向及深度。
结合地下管网资料收集的实际，同时考虑到地下管网错综复杂、种类较多等特殊情况，对钻孔孔位附近地下管网分2个阶段进行专业探测，即采取“双保险”技术措施进行地下管网综合探测。第1个阶段是在掌握部分地下管网信息和资料的条件下，使用地下管网探测仪进行初步探测；第2个阶段是委托权威地下管网探测单位在充分掌握地下管网资料的基础上，采用地下管网探测仪进行更为详细、准确的探测。
4.2.3 地下管网现场复核与确认
在完成钻孔“一孔一探”探测复核的基础上，及时提供地质勘探钻孔坐标给地下管网相关单位，请相关单位根据勘探钻孔坐标，对勘探区域是否有地下管网穿过进行复核、确认，最后，邀请相关地下管网管理或使用单位到现场对钻孔作业区域是否有地下管网穿过进行现场复核、确认。
4.2.4 孔位优化及调整
由于涉及地下管网较多且密集交错，地下管网情况极为复杂，全面铺开开展地质勘探工作受到较大的局限性，因此，结合地下管网探测成果资料，对钻孔布置进行了优化和调整，将勘探区域尽量减少，以便对地下管网的破坏风险进一步降低。最终优化和调整的钻孔为59个，均位于人行道或非机动车道上。
另外，对于根据勘探钻孔坐标或现场复核不能确认勘探区域是否有地下管网穿过的勘探钻孔，亦或是存有异议或判断不清的钻孔，重新进行专业探测复核和调整，最终根据探测结果，结合地下管网相关单位的复核、确认情况，标出施工许可区域，保证勘探作业安全。
4.2.5 钻进过程中的地下管网探测
虽然经过严密的专业仪器探测手段完成地下管网探测，但任何仪器都不是完美的，因此，在勘探工作实施过程中采取勘探技术辅助探测手段对地下管网进行复核探测也是地下管网探测的重要辅助技术手段。
钻进过程中的地下管网探测，一方面，采用“设备声音、设备动力、钻进速度”等情况的经验判断手段进行地下管网探测，另一方面，在钻穿路基后，在孔内采用人工洛阳铲与钢钎相结合的探测手段进行地下管网探测。这种辅助探测技术手段，可以确保进一步消除和降低由于地下管线走向凌乱、外界因素对探测成果干扰，以及专业探测仪器和手段本身存在的差异性而导致探测成果偏差带来的风险。
4.3 城区道路交通安全及文明施工
根据相关规范的规定和要求，需对临时勘探作业点采用隔离板临时封闭施工，以做好现场道路交通安全管控和文明施工。本项目对临时勘探作业点采用蓝色彩钢瓦进行临时围挡，围挡范围为4 m×11 m，围挡高度为1.80 m，左、右方及后方均封闭，前方设置为活动式，并在封闭隔离板上粘贴反光贴[5]。
在勘探工作实施期间，在施工区围护栏前后方均布设交通锥筒及施工警示标志、标牌，安排专人现场负责交通分流、疏导及现场交通安全管控工作，最大限度提高通行能力，确保地质勘探工作不影响到正常交通。
4.4 钻 进
工程区沿线大多为淤泥质地层，局部揭露有基岩地层，因此，钻孔均采用常规钻探工艺，对于缩颈或孔壁不稳定的孔段，采用下套管护壁的手段进行处理，均能达到较好效果[6]。
据了解，工程区地下管网均布置在地面以下2 m范围内，且路面以下约0.8 m的路面、路基内无地下管网，因此，控制2 m范围内的钻进工作成为本项目地质勘探工作的一个重要内容。具体钻进方法如下：
(1) 采用轻压、慢转、低回次进尺的方式进行钻进，以便发现异常情况及时停钻、及时处理。
(2) 非机动车道沥青路面、路基(约0.8 m)或人行道路面以下约0.8 m，采用Ø130～Ø150 mm口径先钻穿，孔深0.8～2.0 m段本土层，采用人工洛阳铲与钢钎结合先二次探测0.2 m，确保无地下管网后，再正常完成该0.2 m段的钻进工作，以此循环完成0.8～2.0 m段本土层的钻进工作。
(3) 钻进过程中，钻完一段后，及时对孔内情况进行检查，尽量避免意外、确保安全。
(4) 对于钻孔孔深超过2 m范围的孔段，按照常规正常钻进的手段完成勘探工作。
4.5 施工供水
现场勘探工作采用架接施工用水管路供水的方案受到现场交通、其它城市建设及线路工程勘探工作的制约，该方案不可行，只能采用拉水车拉水供现场勘探工作使用。由于一般货车白天不能随意进出城区干道，只有城市绿化供水或城市保洁洒水车辆可以进出，因此，本项目地质勘探工作委托城市绿化供水车辆实施施工供水。
4.6 现场环境保护
城区干道开展地质勘探工作禁止对作业周边环境造成污染，而工程区沿线均无集中垃圾处理站，因此，施工期间，在地层条件允许的条件下，尽量采用合金干钻以降低对现场的环境污染。同时，对施工间产生的固体废弃物进行装袋处理，由现场清运车辆统一收集运送至指定地点掩埋；对含有泥沙的施工污水分类处理，沉淀后排入污水管道，并定期对沉淀物进行清理；对生活废水，采用专用管道引送与市政管网连接进行处理[7]。
4.7 进度控制
本项目地质勘探工作的工期为30 d，要在城区主干道完成59个孔约3 000 m的勘探工作任务，工期压力较大。进度控制具体措施如下：
(1) 及时协调解决设备物资进场及现场施工场地等问题，为勘探工作创造基本的作业条件。
(2) 投入钻探设备16台套，并确保设备物资按计划供应，为勘探工作的正常开展提供资源保证。
(3) 严格控制关键线路上的关键工序，随时检查、动态管理，做到有的放矢、松紧有序。
(4) 协调好各作业时间段的作业安排，尽量减少干扰，保证勘探工作的顺利实施。
4.8 封 孔
现场地质勘探工作结束后，采用水泥砂浆封孔至离孔口约5～10 cm，再采用沥青或人行道路路面盖板进行路面处理，能满足封孔及道路恢复的要求。
(1) 通过认真调查、分析影响和制约本项目地质勘探工作生产组织、管理和相关技术环节的各项因素，有效解决了城区干道实施勘探工作存在的交通、文明施工、环境保护及复杂地下管网保护的难题。
(2) 在工期十分紧张的条件下组织实施高强度、高投入的地质勘探工作，采用合理的组织和精心的管理，没有发生交通安全事故、文明施工及环境保护问题。
(3) 对于本项目地质勘探工作涉及到多家管理部门和企事业单位的外围工作协调，通过加强及时沟通、交流、复核和现场确认，对于及时处理和解决相关难题起到了提前预防和过程控制的良好效果。
(4) 顺利完成了59个钻孔共计2 705.48 m的勘探工作，单天完成进尺约为91 m，单机单天完成进尺约为6 m，勘探工作按期完成。
(5) 各项勘探资料准确、真实、全面，为本项目的勘察设计报告提供了可靠的原始参数，满足了本阶段工程设计对工程地质条件查明深度的要求。
(1) 对于滇中引水工程龙泉倒虹吸布置在城区干道区域的地质勘探工作，面临着交通、市政、绿化、城建等部门的协调及相关审批工作，因此，取得相关手续或行政许可是实施城区主干道地质勘探工作的先决条件。
(2) 由于城区干道地下管网错综复杂，需要采取综合探测技术手段才能从根本上消除对管网破坏的风险，这也是城区实施地质勘探工作需要重点关注和解决的难点，对地质勘探工作的顺利开展起着举足轻重的作用。
(3) 城区干道实施地质勘探工作还得提高全体作业人员的责任意识，谨慎作业，才能从源头上切实有效地解决好地质勘探工作中存在的影响和制约。
参考文献:
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[3] 王佳佳,张述清. 信息技术在水电水利勘探项目进度控制中的应用[J].西北水电，2013(06)：91-93.
[4] 林百彰.浅谈城市市政工程建设与管理[J].价值工程，2010(09):61.
[5] 叶忠文.环境意识在市政工程的应用[J].改革与开放，2010(08):103.
[6] 唐清述.水电工程地质勘探钻孔止水过程质量控制[J].西北水电,2008 (05) :39-40.
[7] 李凯.地质勘探过程中对环境的保护探讨[J].黑龙江科技信息，2016(22):140.
Exploration and Practice on the Geological Investigation of Longquan Siphon,Dianzhong Water Diversion Project
ZHANG Zhengxiong, YANG Shoufu, WANG Guangming, YANG Jian, PU Zhenbo
(Kunming Engineering Corporation Limited, Kunming 650000,China)
Abstract:The geological investigation of the Longquan siphon of the Dianzhong water diversion project on the trunk road in Kunming urban area is explored in the paper. The exploration and practice start from providing implementation conditions for the site investigation, protection of underground pipeline network, environmental protection, effective control of boring operation, reinforcement of traffic safety and quality control, standard construction, etc. Issues on construction organization, management and boring operation are effectively solved to secure the successful implementation of the geological investigation. Meanwhile, the investigation is analyzed and summarized so as to accumulate experience for the similar geological investigation.Key words:Dianzhong water diversion project; Longquan siphon; geological investigation; exploration; practice
文章编号：1006-2610(2017)04-0050-04
收稿日期：2017-07-15
作者简介：张正雄(1982- ),男，云南省宣威市人，高级工程师，主要从事水利水电工程地质勘探、基础处理、岩土工程地质勘察及施工工作.
中图分类号：TV67;TV221.2
文献标志码：A
DOI：10.3969/j.issn.1006-2610.2017.04.013
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