4.3 管道穿越
4.3.1 管道穿越的岩土工程勘察,应查明山体、水域、冲沟及两侧穿越段范围内的岩土工程条件,对拟选穿越段的工程地质、水文地质及水域、冲沟工程水文条件做出评价,提供设计所需的岩土工程勘察资料。
4.3.2 管道水域和冲沟穿越的工程等级应按表4.3.2-1和表4.3.2-2确定。
表4.3.2-1 水域穿越工程等级
注:1 季节性河流或无资料河流,水面宽度可按不含滩地的主河槽宽度选取;
2 游荡性河流,水面宽度应按深泓摆动范围选取,若无资料,宜按两岸大堤间宽度选取。
表4.3.2-2 冲沟穿越工程等级
注:冲沟边坡小于列表坡角者,工程等级降低一级。
4.3.3 可行性研究勘察应通过搜集资料、踏勘、调查,概略了解穿越山体、水域和冲沟的工程地质条件,对拟选穿越段的稳定性和适宜性做出工程地质评价。
4.3.4 可行性研究勘察应进行下列工作:
1 搜集穿越段有关区域地质、地形地貌、地震、工程地质、水文地质及工程水文资料,河谷发育或平原河道变迁史;
2 通过踏勘调查了解穿越山体、河床、漫滩、冲沟及两侧出露的地层、地质构造、岩土性质和不良地质作用、特殊性岩土等工程地质条件;
3 对于河流大型穿越工程可布置勘探孔,查明河床下部地层情况。
4.3.5 确定拟选穿越河段时,宜避开下列河段:
1 河道弯曲、经常改道的河段;
2 河床冲淤变幅大的河段;
3 岸坡区岩土松软、不良地质作用发育且对穿越工程稳定性有直接危害或潜在威胁的河段;
4 靠近活动断裂的河段。
4.3.6 可行性研究勘察的岩土工程勘察报告应阐明穿越段山体、水域和冲沟地质概况,确定可作为大中型穿越断面的范围,评价拟选段的工程地质、水文地质和工程水文条件,对下一步勘察工作提出建议。
4.3.7 初步勘察应初步查明拟定穿越段山体、水域和冲沟的工程地质条件和水文地质条件,选择最优的穿越断面,推荐合理的穿越方式,为初步设计提供所需的岩土工程勘察资料。
4.3.8 初步勘察前应取得下列资料:
1 附有拟定穿越山体、水域和冲沟范围的地形图;
2 可能采取的穿越方式及有关工程特性。
4.3.9 初步勘察应以搜集资料、地质调查为主,对水域、冲沟大中型穿越和山体穿越应布置工程物探或钻探工作。
4.3.10 初步勘察宜搜集下列有关资料:
1 拟定穿越山体、水域和冲沟有关的区域地质资料;
2 补充有关工程水文资料,包括最高洪水位、最大流量、最大流速、冲刷深度及附近河道、堤防、水利设施等其他工程有关资料。
4.3.11 工程地质调查应包括下列内容:
1 调查穿越山体、水域和冲沟的地貌成因、形态、特征及其发展趋势;
2 调查穿越山体、水域和冲沟及两岸地层的岩性、成因类型、分布规律、岸坡稳定情况及不良地质作用和特殊性岩土的成因类型、分布范围、形成条件及其对管道穿越工程的影响。
4.3.12 在拟定穿越段内,当地层有较明显的物性差异而地形起伏变化不大时,宜进行工程物探工作。工程物探测线宜采取垂直于河道或沿拟定的穿越中线布置。对工程物探的实测资料,应结合地质资料进行综合分析提出地质解释成果。
4.3.13 在初步勘察时,对水域大中型穿越工程应进行钻探工作,勘探点的布置原则和勘探孔深度应符合下列规定:
1 勘探点宜布置在拟定穿越中线位置的上游15m~30m处,穿越段勘探点间距宜为100m~200m,每一个方案不应少于3个勘探点,控制性勘探点数量不宜少于勘探点总数的1/3~1/5;对已经确定为挖沟法穿越方式的勘探点可沿穿越中线布置;
2 勘探孔的深度应根据设计要求确定,当无设计要求时,控制性勘探孔深度自河底算起应为20m~30m,一般性勘探孔深度宜为10m~20m;
3 对抗震设防烈度大于或等于6度的地区,勘探孔深度应满足场地和地基地震效应评价的要求。
4.3.14 山体水平定向钻穿越初步勘察时,钻探及测试的勘探点间距不宜大于1000m,对地质条件复杂的山体不宜少于3个勘探孔,勘探孔深度应为设计穿越深度以下5m~10m。
4.3.15 冲沟大中型穿越初步勘察时,勘探孔不宜少于3个,勘探孔的深度应根据设计要求确定,无设计要求时勘探孔深度宜为20m~30m。
4.3.16 详细勘察应在已确定的穿越断面上进行,应满足施工图设计需要,并应符合下列规定:
1 查明穿越断面的地层结构、松散地层的颗粒组成及其工程地质和水文地质特性;
2 对设置的竖井部位进行工程地质分析评价;
3 对场地和地基的地震效进行评价;
4 对河床、冲沟的稳定性进行分析评价;
5 对岸坡的稳定性进行评价,并应对护坡措施提出建议;
6 解决初步勘察时遗留的问题。
4.3.17 详细勘察前应取得下列资料:
1 附有穿越位置的地形图;
2 穿越方式和预计的埋设深度。
4.3.18 详细勘察的勘探点布置应符合下列规定:
1 对挖沟法穿越方式,勘探点应布置在确定的穿越管道中线上,偏离中线不宜大于3m;
2 对水平定向钻法、顶管隧道法、盾构隧道法穿越方式,应在平行穿越中线两侧15m~30m处各布置一条勘探线,两条勘探线上的勘探点应交错布置;
3 勘探点投影到管道中线上的间距宜为30m~100m,对地基复杂程度等级为一级(复杂)的应取小值,三级(简单)的应取大值;勘探点不宜少于3个,且主河槽内至少有1个勘探点;
4 当采用水平定向钻法穿越山体时,应结合山体形态、岩性特点布置勘探点,勘探点间距不宜大于600m;
5 当穿越方案设置竖井时,勘探点可根据竖井尺寸并结合地质条件确定;对于断面和深度较小的竖井,勘探点不应少于1个,布置于拟建竖井中心;对于采用大型顶管隧道法及盾构隧道法穿越方案的竖井应布置勘探点3个~4个,勘探点沿圆形竖井的周边轮廓线或矩形竖井的角点布置;
6 当需要查明穿越地段地下管道、电缆、地下构筑物、古城遗址、水下沉船、水下护岸设施等异常埋置物时,宜采用适宜的工程物探方法。
4.3.19 详细勘察的勘探孔深度应符合下列规定:
1 对挖沟法穿越方式,宜钻至河床最大冲刷深度以下3m~5m;无冲刷深度资料时应视河床地质条件而定,对粉细砂、粉土及黏性土河床,勘探深度宜为10m~15m;对中砂、粗砂、砾砂河床,勘探深度宜为8m~12m;对卵(砾)石河床,勘探深度宜为6m~10m;对基岩河床,应钻穿强风化层,当强风化层很厚时,钻入深度不宜大于10m;以上勘探深度均应自河床底面算起;
2 对顶管法隧道或盾构法隧道穿越方式,勘探孔深度应根据设计要求确定;
3 对水平定向钻法穿越方式,勘探孔深度应为设计穿越深度以下5m~10m;
4 对设置的弃渣场应根据设计要求进行勘察;
5 岸坡区地面高差较大,且岸坡为第四系松散堆积物组成时,位于高处的勘探孔深度应达到与其相邻的低处勘探孔的地面标高以下一定深度;
6 对抗震设防烈度大于或等于6度的地区,勘探孔深度应满足场地和地基地震效应评价的要求。
4.3.20 详细勘察采取岩土试样和进行原位测试的勘探点数量,宜占勘探点总数的1/2~2/3。
4.3.21 采取试样或进行原位测试的竖向间距应根据地层结构、地基土的均匀性和工程特点确定,每一主要土层的试样或原位测试数据不应少于6件(组)。应至少采取穿越水域和两岸地下水试样各1组。
4.3.22 对顶管法隧道、盾构法隧道穿越方式应进行水文地质勘察,水文地质勘察应包括下列内容:
1 调查地下水历史上的最高水位和最低水位;
2 进行水文地质试验,查明主要穿越岩土层的渗透系数;
3 查明地下水对钢结构、建筑材料的腐蚀性;
4 当有承压水分布时,测定承压水的压力,并评定对工程的影响。
4.3.23 试样的试验项目应根据穿越方式和岩土性质确定,并应符合下列规定:
1 挖沟法试验项目应包括下列内容:
1)黏性土:液限、塑限;
2)粉土:颗粒分析、液限、塑限、渗透系数;
3)碎石土、砂土:颗粒分析、自然休止角、渗透系数;
4)岩石:单轴抗压强度。
2 顶管法隧道和盾构法隧道试验项目应包括下列内容:
1)黏性土:液限、塑限、比重、天然含水量、天然密度、压缩性指标、抗剪强度;
2)粉土:颗粒分析、液限、塑限、比重、天然含水量、天然密度、压缩性指标、抗剪强度、渗透系数;
3)碎石土、砂土:颗粒分析、渗透系数;
4)岩石:单轴抗压强度。
3 水平定向钻法试验项目应包括下列内容:
1)黏性土:液限、塑限、比重、天然含水量、天然密度;
2)粉土:颗粒分析、液限、塑限、比重、天然含水量、天然密度;
3)碎石土、砂土:颗粒分析;
4)岩石:单轴抗压强度。
4 水、土化学分析试验项目应包括下列内容:
1)水分析:pH值、Ca2+、Mg2+、、、、Cl-、侵蚀性CO2、游离CO2、、OH-、总矿化度;
2)土化学分析:pH值、Ca2+、Mg2+、、Cl-、、及易溶盐总量。
4.3.24 小型穿越可合并勘察阶段或直接进行详细勘察。可采用简易的勘探手段,或参照相关工程按地质类比法提供资料。
4.3.25 小型穿越勘探工作应在确定的穿越断面上布置勘探点,勘探深度宜为5m。遇粉细砂及软黏土可予以加深,但不宜大于10m。勘察成果资料可在线路岩土工程勘察报告中独立成章,在线路纵断面图中扼要填写地层岩性和结论性意见。
4.3.26 等级公路、铁路穿越宜在穿越路基两侧各布置1个勘探点,并采取岩、土和水试样或进行原位测试工作,勘探孔深度宜为8m~10m。
4.3.27 管道穿越岩土工程勘察报告应根据任务要求、勘察阶段、地质条件、工程特点等具体情况编写,宜包括下列内容:
1 文字部分宜包括下列内容:
1)工程概况;
2)勘察目的、任务要求和依据的技术标准;
3)勘察方法、勘察工作布置和完成情况;
4)自然地理、区域地质和水文地质条件;
5)穿越断面的地质构成特征及岩土物理力学性质;
6)竖井位置的地质条件及岩土物理力学性质;
7)场区水文地质条件;
8)水和土的腐蚀性评价;
9)场地和地基地震效应评价;
10)工程水文参数、水域形态、河槽摆动特征及发展趋势,边坡稳定性评价及护岸措施;
11)河床、沟床的稳定性和穿越的适宜性评价;
12)弃渣场的工程地质条件;
13)水平定向钻穿越出、入土点的工程地质条件;
14)施工条件及设计施工中应注意的问题。
2 图表部分宜包括下列内容:
1)勘探点平面位置图;
2)工程地质剖面图;
3)工程地质柱状图;
4)工程物探解释成果图;
5)岩芯及工程照片;
6)各种原位测试成果图表;
7)水、土和岩石室内试验成果图表;
8)其他有关图表。