地鐵工程勘察監理的探索

提　要: 工程地質勘察監理, 不同于施工監理或設計監理, 在我國尚處于探索階段。由于地鐵工程勘察的復雜性和高要求, 為保證高效、優質完成勘察任務, 開展監理工作十分必要。本文結合作者在南京地鐵工程勘察監理工作的探索, 探討了監理的任務、依據、程序和主要內容, 分析了地鐵工程勘察監理的特點、宜遵循的原則以及監控的關鍵與要點。
關鍵詞: 勘察監理; 地鐵; 工程
1　引言
準確可靠的勘察, 是設計與施工的基礎, 是制約整個工程建設的關鍵環節。有效的勘察監理工作是作好勘察工作的保證。然而, 勘察監理目前在我國開展的還很少, 尚處于探索階段。
地鐵工程的勘察戰線長、內容多、要求高, 并且受到的影響和制約因素多, 勘察監理的必要性更為迫切, 其不同于施工與設計監理的特點體現得尤為突出。南京地鐵工程地質條件比較復雜, 基巖起伏, 圍巖巖土交替, 穿越軟流塑的淤泥質土和斷裂破碎帶, 液化土層分布廣泛, 巖溶水、斷裂裂隙水、長江漫灘和古河道砂層孔隙水三水并存。為此作者受聘負責南京地鐵的勘察監理工作, 并主持總報告的編制。本文僅就地鐵工程勘察監理這一探索性工作中的一些體會和想法作一小結。
2　地鐵工程勘察監理的特點
2. 1　勘察監理的特點
從形式上看, 勘察監理同施工、設計監理相比[ 1, 2 ], 在工作目標與程序上有一定相似性。但其工作內容和性質卻有很大不同:
2. 1. 1　勘察監理的重點和難點在于質量控制, 即保證高效、可靠、優質地完成勘察工作;
2. 1. 2　勘察監理帶有科研性質、咨詢性質, 對監理人員的技術要求很高, 尤其是在下列諸方面: ① 勘察技術綱要的審查; ② 復雜地質現象的識別, 根據影響因素和地質條件的變化對勘察技術方案的靈活處置; ③ 復雜試驗測試工作的監控以及測試結果的分析; ④ 有關評價結論和勘察報告的審查。
2. 2　地鐵工程勘察監理的特點
地鐵工程及其勘察工作的復雜性[ 3 ], 決定著其監理工作的難度。監理人員既要熟悉地質勘察的一般技術要求, 又要了解地鐵工程設計與施工及各種巖土工程問題的分析評價原理, 因此, 需要扎實的理論基礎和豐富的勘察技術經驗。
2. 2. 1　地鐵工程勘察監理的特點, 從管理層面上看:
(1) 戰線長、任務重。南京地鐵南北線一期工程及其西延工程長度超過20 km, 需要合理調配人力, 旁站監理與巡視監理相結合, 抓住關鍵問題, 全面監控與重點監控相結合。
(2) 實效性強, 難以補勘。由于交通等的約束, 勘察作業時間受到嚴格限制。如果出現質量問題或異常現象, 需要補充勘察則非常困難。因此, 對監理的有效性和預見性要求高。
(3) 影響因素多, 變更頻繁。淺層地下空間的地質環境往往變化很大; 而鉆孔的布置又受到城市道路、既有建筑物和地下管線的布置的約束, 常常需要移位。
(4) 位處鬧市區, 安全與文明施工要求高。對距管線較近鉆孔的開孔方式、崎嶇山地的鉆探, 以及施工區安全警示、草木保護甚至工人的衣物晾曬等細節問題都要預先考慮周全。
2. 2. 2　從技術層面上看, 對于下列問題的把握和統籌規劃給監理提出了很高的要求:
(1) 地鐵工程結構設計復雜, 涉及工法多, 勘察要求高, 且有諸多特殊性要求, 而相應的規范尚不成熟。城市淺埋隧道的圍巖分類、地基土基床系數、熱物理等特殊性參數的確定, 水文地質參數的確定及危害性分析, 各種敏感地層的評價與對策建議, 各類工法遇到的巖土工程問題評價建議等, 都有待進一步研究。
(2) 城市淺層地下空間, 地質環境有特殊特點, 且地質條件變化大。勘察中正確識別與描述有一定難度。比如, 風化巖與斷層巖的識別、地下水位及徑流特征的確定等。
(3) 受干擾和約束因素多, 需要多種技術手段相結合。在鬧市區, 布孔受到空間和時間限制, 各種物探又受到電磁、行車振動、水泥路面等多種干擾和制約, 單一手段往往難以奏效。針對南京地鐵遇到的斷裂、巖溶、地下水流場, 監理配合業主有效組織實施了鉆探與多種物探(淺震、電法、瞬變電磁、單孔同位素示蹤等) 相結合的勘察工作。
3　監理任務、依據、程序和主要內容
3. 1　監理目標與任務監理目標: 保證勘察任務的高效、優質完成, 實現合同規定的“ 四控”目標。
監理任務:“ 四控兩管一協調”。“ 四控”: 質量、進度、投資、安全與文明施工控制(增加該項是由于在市區作業決定);“ 兩管”: 合同和信息管理;“ 一協調”: 組織協調。
3. 2　監理依據以南京地鐵南北線一期工程詳勘監理為例:
(1)《工程建設監理規定》《建設工程勘察設計合、同條例》等國家法律、法規、規定;
(2) 國家或地方有關地鐵工程勘察和巖土工程勘察的規范、規程、標準等技術法規;
(3) 業主與監理單位依法訂立的監理合同;
(4) 工程勘察的招投標文件(含補移通知) 以及業主與勘察單位依法訂立的勘察合同;
(5) 政府主管部門有關南京地鐵的批文;
(6) 經審查批準的初步設計及說明、初勘報告等技術文件;
(7) 勘察技術規定與監理規劃(南大地鐵勘察監理部主編, 寧地鐵總工字(2000)3 號文件發布);
(8) 工程勘察實施過程中業主下達的工程變更文件;
(9) 工程勘察過程中有關會議紀要、函件和其它文字記載, 業主、勘察、設計、勘察監理方達成協議的有關書面材料, 勘察監理工程師發布批準的方案和發出的指令。
3. 3　監理程序與主要工作內容
3. 3. 1　招投標階段
3. 3. 2　開工準備階段(見圖2)
3. 3. 3　勘察階段
監控: (1) 內外業監理與旁站相結合。(2) 重點難點地質問題, 采用專業監理會議、邀請專家研討咨詢、四方會商等方式處置。(3) 關鍵問題和數據, 采用取樣、抽查、復核等方式, 把住質量源頭。(4) 勘察變更處理: 合同標準與規模內的變更, 比如, 根據基巖起伏為控制界面鉆孔深度有所增減(合同和勘察綱要中除了列出深度, 還有控制原則), 可根據現場監理工程師指令執行; 合同標準與規模外的變更, 比如在小紅山新發現溶洞需要進行專項勘察, 必須嚴格遵循變更程序(見圖3)。(5) 質量缺陷和事故處理, 程序見圖4。驗收: 包括鉆孔驗收、分項與分部工程驗收。組織協調: 協調建設單位、設計單位和勘察單位各方, 除了監理例會, 必要時組織召開工程建設各方聯系會議。對出現難點地質問題、制約工期的勘察環節和可能的勘察變更, 統籌規劃, 合理安排, 并提醒協調工程建設各方。
信息管理: 收集、整理、加工、存儲、傳遞和應用各種相關信息。有關信息包括: 監理記錄(監理日志、驗收與核查記錄、抽檢與監測記錄、變更記錄等)、工程檔案(監理月(旬) 報、技術檔案等)、各種來往函件和文件、會議紀要等。

3. 3. 4　審查、驗收與支付階段
在接到報驗申請后, 經審查、追蹤修改落實, 形成最終處理意見, 監理負責人簽發, 由地鐵工程總監審核同意后, 啟動支付程序, 見圖5 。

4　監理工作指導思想與控制要點
4. 1　指導思想三個環節把好關, 兩種控制相結合, 制度健全是關鍵。
三個環節包括: 事前預測與指導、事中監理與控制、成果檢查與驗收; 兩種控制是指主動控制與反饋控制; 健全工作制度, 使監理工作制度化、規范化。
4. 2　質量、進度、投資控制的關鍵質量控制: 優化方案、綱要落實、重點監控、把住源頭、專家咨詢、嚴格審查; 進度控制: 優化組織、提醒協調、靈活變通; 投資控制與合同管理: 合同方案切實、驗收記錄規范、適當減少數量、嚴格控制變更、公正公平合理。
4. 3　各階段控制要點
4. 3. 1　招投標階段
監理單位應協助招標單位盡量詳盡的提供有關資料, 組織好設計交底、標前會議和現場踏勘, 以便投標單位把握關鍵地質問題, 提出有針對性的勘察方案。招標不僅要選好隊伍, 還要簽好合同。如果在沒有針對性的方案基礎上簽定合同, 則會造成履行困難和大量變更與索賠等的發生。
4. 3. 2　開工準備階段
(1) 監理規劃, 技術規定。為了使勘察及其監理盡早納入規范軌道, 并使監理工作比較順暢。首先編制了《南京地鐵南北線一期工程勘察監理規劃》。地鐵勘察規范尚不成熟, 結合南京鐵的具體情況, 編制了《南京地鐵南北線一期工程詳細勘察技術規定》(10 章108 款), 首先明確了總體要求和所涉及的各種工法的勘察要點, 對勘察大綱編寫、勘察取樣、水文地質調查、巖土試驗、成果分析與報告編制以及勘察單位自檢都提出了有針對性的具體要求。
(2) 綱要審查, 兩個落實。要認真分析技術方案能否達到勘察目的, 勘察手段與工作量是否恰當。經過監理審查, 綱要都作過修改, 有的還被推翻。綱要審查中還要作到: 實地落實(與勘察單位一道) 和圖上落實(執行設計單位簽認制度)。某站點在綱要審查時發現設計單位提供的圖紙上未給出該高架站點的樁基位置責令已經進場的勘察單位立即撤場。后來的事實是設計單位提供的樁位與勘察單位原位置的鉆孔不重合。所以, 監理的決定避免了大量的鉆孔報廢。
(3) 準備充分, 體系完備。地鐵勘察線路長、時間緊、作業時間受嚴格限制, 開工前應就人員、鉆機及設備材料以及市區內文明施工和安全警示等方面作好充分準備; 體系健全, 是質量和安全的保證, 要監督建立項目管理體系、三級驗收和質保體系、安全責任制。
(4) 制度健全, 規范有序。建立的主要工作制度有: 勘察大綱與施工組織設計報審制度; 開工申請制度; 設計簽認與交底、勘察技術交底、監理交底制度; 技術復核制度; 驗收制度; 變更處理與支付簽審制度; 例會制度; 值班制度; 會議紀要簽發制度; 報告審查制度; 監理文件與報表制度; 監理日志、月(旬) 報及信息管理制度等。
4. 3. 3　勘察階段
4. 3. 3. 1　目標分解, 組織協調。首先對質量、進度、投資、安全目標論證分解, 明確控制要點, 并對勘察和監理人員進行交底。對周期較長、外委項目和關鍵線路項目, 統籌規劃, 優先安排, 提醒協調。目前勘察單位所處的地位較低, 監理應提醒業主盡快完成拆遷和場地準備, 通過業主督促設計出圖。工程動態變化過程中, 通過與預測目標比較分析, 調整和糾偏。
4. 3. 3. 2　兩個交底, 準確清晰。在施工動員和第一次工地例會, 對監理程序和內容交底, 并配合勘察單位對施工和技術人員進行技術交底。交底要清晰、準確、無歧義, 并有書面記錄。
4. 3. 3. 3　例會制度, 全盤掌握。(1) 第一次工地會議, 履約各方認識并確定聯絡方式, 檢查開工條件, 進行監理程序、技術要求和安全責任交底。(2) 經常工地會議, 研究計劃進展、質量、進度和可能面臨的工程變更與索賠等。(3) 專業性監理會議, 專業協調或研討, 無固定程序。
4. 3. 3. 4　關鍵問題, 重點監控。對于關鍵問題或易出質量問題的環節, 重點監控, 抓出實效:
(1) 鉆孔定位與開孔條件的檢查。鉆孔可沿隧道軸線適當移位, 不宜垂直軸線移位過多; 可少量向隧道外移動, 不宜向隧道內移動, 因為相比開挖來說支護問題更為主要。
(2) 分層要用鋼尺量測, 水位量測要排除泥漿假水位影響, 注意基準點(孔口常墊磚)。
(3) 編錄要規范、完整, 并按回次進行, 嚴禁事后追記。出現問題較多的是如何抓界面、敏感層與標志層; 巖性定名、風化特征、完整性定量描述(RQD 、塊度、裂隙統計等) 等。
(4) 軟土要用薄壁取土器, 少重多擊, 擊入深度應量測(不超過取土器長度)。取芯率低的主要原因是回次進尺過長或循環水壓力過大。對重要部位, 比如樁基基巖面和中微風化界面尤其要嚴格控制取芯率和深度誤差, 對有質量問題的曾作報廢和例會通報處理。
(5) 隧道穿越的軟流塑粉質粘土, 對工程影響很大, 在技術規定中特別要求控制在5m 之內, 并要求跟管干孔鉆進。勘察單位未符合要求的鉆孔全部報廢, 不計工作量, 并要求補打。
(6) 標貫試驗要注意桿不歪、深度修正: 觸探、波速測試要控制孔斜。
(7) 抽水試驗的設計要嚴格把關, 監理對測試方法、布孔方案、沉淀槽的位置等提出了重要修改意見。洗孔質量是影響試驗結果的重要因素, 可從出水表現和水位測試數據反饋分析。
(8) 完孔后, 要復測孔深, 并監督嚴格封孔(防止傷人和溝通含水層, 給施工留下隱患)。
(9) 粉性土塑性指數人工搓條標準不易掌握。對相鄰區段同一土層, 兩個單位給出的塑性指數分別是九點幾和十點幾, 分別定為“ 粉土”“ 粉質粘土”。要求補
、充取樣, 補作粘粒含量。
(10) 土工試驗[6 ] 常受到土樣擾動、水分流失和取樣代表性的影響。K 0 試驗和三軸試驗的影響因素較多, 氣泡趕不凈常常是重要原因。另外, 基床系數的快速、科學確定仍有待探索。

4. 3. 3. 5　抽查復核, 把住源頭。監理從編錄、試驗測試、外業整理就介入, 從源頭抓起, 保證原始成果的可靠性。編錄中巖性、風化程度與構造巖描述常常不準確, 監理工程師專門取樣鑒定; 除了試驗過程的監控, 數據互相校核是有效手段: 專業監理工程師根據抽水試驗第一手數據, 及時計算復核, 發現問題要求整改、補孔、洗孔。開始勘察單位抱怨監理抓得過細, 事實證明對保證報告質量起到重要作用, 因為最后才發現問題則很難補救。
4. 3. 3. 6　重點難點, 論證咨詢。地質問題的判斷常常是比較復雜的, 需要多種證據、多方面綜合分析, 充分搜集各種資料, 廣泛咨詢各方面專家, 不僅可保證重點難點問題勘察的可靠性, 還可節省費用。對鼓樓斷層、張府園與小紅山巖溶、西沿線水文地質試驗等都組織了專家咨詢, 再此基礎上經過專業監理會議論證, 提出了科學的處置方案。
4. 3. 3. 7　四方會商, 及時變更。監理發現東井亭車站發現基巖變化很大, 提議由業主代表主持, 業主、設計、勘察、勘察監理四方現場會商, 迅速變更方案, 再由監理根據會議紀要完善變更手續。事實證明, 這種方式可大大提高工作效率, 提高變更方案科學性。另外要注意, 勘察變更一定嚴格遵循程序和權限, 防止不正當變更出現。
4. 3. 3. 8　優化控制, 靈活公正。優化施工順序, 可節省工作量, 比如, 簡單場地鉆孔跳著打, 如能控制地質條件, 中間鉆孔可視情況取消。勘察單位總想在合同基礎上追加工作量, 監理工程師應嚴格控制, 比較穩定的地層, 各種界面和工程特性能夠把握的前提下, 可適當減少孔數、孔深和取樣工作量。監理工作中有時還需要靈活變通, 比如某抽水孔測試結果有異常, 經會商補打一抽水孔, 原抽水孔并未報廢而作為觀測孔。監理要作到公正, 既不讓業主多花錢, 又不讓承包商吃虧。某區段含卵石地層, 鉆探十分困難, 經協商, 適當提高收費。
4. 3. 3. 9　信息管理, 準確完整。信息管理工作要作到, 資料準確可靠, 簽發手續完備, 分類歸檔, 系統完整, 傳遞及時。
4. 3. 4　審查驗收階段
(1) 驗收規范, 記錄完整。勘察大多是隱蔽工程, 每個環節都要嚴格驗收、規范完整地記錄。在接到送審報告時, 在完整的驗收單和監理記錄基礎上, 可保證審核付款清晰有據。驗收包括: 鉆孔、分項(部) 和總體驗收。鉆孔驗收是基礎, 為此設計了詳細的驗收單, 包括鉆進方法、水位、穿越地層及取芯率、取樣位置及數量、原位測試位置與數量、各環節質量和封孔情況等, 勘察、監理和業主分別留存。
(2) 認真審查, 落實完善。勘察報告的審查, 是保證勘察質量的最后一道關, 決不能敷衍, 并且還要保證審查意見落到實處。初審意見同時送達業主和勘察單位, 并由專人負責與勘察單位進行溝通、交流, 并追蹤修改、落實情況。最終處理意見, 經監理負責人簽發后, 再次送達業主和勘察單位。