田其煌

(福州市勘测院 福建福州 350108)

0 引言

工程周边环境调查是影响城市轨道交通工程规划、设计和施工的重要因素，一旦对某一环境因素没有查清，可能引起线路埋深、车站结构等的变更，严重时引发工程事故和人员伤亡[1]。工程周边环境调查是城市轨道交通工程设计施工的重要依据，但国内文献少见对有关调查方法的分析研究。本文总结福州市轨道交通2号线、4号线、6号线等线路周边环境调查工作经验，在常规收集资料、走访调查基础上，提炼了几个较为有效实用的调查方法，并探讨了城市轨道交通工程周边环境调查中存在的几个问题。

1 历史影像图在已拆除旧建筑物普查的应用

城市轨道交通工程周边环境，是指城市轨道交通工程建设影响范围内既有(或在建)的房屋、管线、桥梁、隧道、道路、轨道交通等建(构)筑物和设施，以及文物、地表水体等。目前，各类现存的地上建(构)筑物在大比例地形图可以清晰标注。但随着城市建设飞速发展，不断拆除建(构)筑物；城市规划改变建筑用地性质，原居民区、厂房等拆除后修建成道路、广场、园林等各类设施，已拆除的旧建筑在实测现状地形图中无法显示，其遗留的桩基等地下构筑物容易被忽视，成为轨道交通建设的一大隐患。福州市轨道交通某线路盾构区间穿越已拆迁建筑物下方时遇多根遗留桩基，导致盾构推进遇阻，因拔桩造成工期延长、施工费用增加。因此，城市轨道交通工程周边环境调查应特别注意已拆迁建筑物基础的调查工作。

不同时期的影像图(航拍图、卫星影像图等)可直观反映了影像图拍摄期间的地面物情况。数字航空摄影测量技术已在拆迁测量中进行应用[2]，可靠性较高，可以作为历史建筑物普查的重要依据。

下文以某车站周边环境调查为例，说明历史影像图在周边环境调查中的应用。

根据现场调查及历史影像资料，该站点附近场地建设期主要发生在近二三十年间。因此，调查项目组选取该车站近二三十年来不同时期的航拍影像图，叠加拟建车站轮廓，如图1～图2所示。对比图1、图2变化可知，图1中存在的大量厂房、民房在图2中已拆除并新建为城市道路及绿地。

图1 某车站2006年航拍影像图

图2 某车站2016年航拍影像图

旧建筑物遗留物中分为浅基础和深基础，浅基础对城市轨道交通工程建设影响较小，周边环境调查的重点是可能遗留的深基础(包括地下室、桩基、锚杆等)。根据影像图对比结果，项目组评估认为该时期低矮民房采用深基础的可能性很低，对车站围护结构影响较大的旧基础为旧厂房可能采用的深基础。经走访调查，寻找当事人问询旧建筑建设情况，并配合物探测试及现场局部开挖验证情况，查明该车站西侧某出入口有桩基存在。针对该桩基础，设计、施工提前采取了处理措施。

2 钻探法在基础深度辅助判定中的应用

各类建(构)筑物调查工作优先采用收集资料的方式进行，特别是城建档案馆、建设单位存档的竣工图资料较为可靠，设计院的设计图纸也可作为重要调查依据。但部分年代久远的老旧建(构)筑物设计、竣工图纸均无法找到，前期调查只能了解到大致基础形式，但无法掌握深基础的埋置深度。当桩基础有可能侵入盾构区间时，桩基础的埋深对盾构线路设计有较大影响。调查项目组尝试采用钻探取土、取芯方法用于基础深度的辅助判定中。钻探法分取土、取芯两种类型：

(1)通过钻探取土辅助判定基础形式及埋置深度

城市轨道交通工程勘察期间在沿线布置了大量钻孔进行钻探，以揭示轨道交通工程沿线地质地层情况。利用勘察钻孔揭示的地层情况，结合现场走访调查取得的建筑层数、高度、结构形式及见证人口述资料等，并综合考虑该年代邻近类似建筑基础特征、桩基设计施工水平等，可辅助判定基础形式及埋置深度。例如，钻孔揭示地层条件良好的地段，低层建筑无需采用深基础的一般可以判定为浅基础。在盾构上方存在稳定桩基持力层的地段可以通过持力层分布情况辅助判定桩基大致深度等。

(2)通过钻机取芯来获取结构物基础埋置深度

当盾构需下穿桥台、驳岸基础时，需准确判定基础埋置深度。但部分桥台、驳岸无法收集到设计、竣工图纸，现场走访调查、物探方法无法准确判定基础埋置深度时，可考虑采用取芯钻机对结构物进行取芯，通过测量芯样长度来判定基础埋置深度。

应注意钻孔取芯可能对结构物造成一定破坏，取芯前应征得产权单位同意，评估钻孔取芯对结构物造成的影响及并采取封孔补强措施。取芯孔布置应沿可能的桩位线按一定间距排列，防止取芯孔位于桩间时造成误判、漏判。

3 工程物探法在桩基础深度判定中的应用

工程物探技术具有高效、快速、经济、无损等特点，在探测地下障碍物方面可发挥独特的作用，并已得到了广泛的应用[3]。福州市轨道交通工程周边环境调查综合运用了多种物探手段，如地质雷达、高密度电法、多道瞬态面波、地震映像法等。但从福州地区的调查实践看，受地下管线、震动干扰、场地地质、地下水等各种因素干扰影响，且探测成果存在多解性，以上方法对于探测浅部地下障碍物水平边界有一定效果，但探测地下障碍物深度的精度不高，使用效果不理想。

磁梯度法常用于检测桩基础的钢筋笼长度，在调查既有建筑物桩基础时也常被采用[4]。当预估拟调查建(构)筑物下部为配筋桩基础，且可疑桩基位置1.5m范围内有钻机成孔条件时，可成孔后用井中磁梯度法进行探测，以准确取得钢筋笼长度，推算桩基埋深。

如某盾构区间下穿某涵洞，经前期收集得到的部分图纸表明该涵洞采用灌注桩基础，通长配筋，但无法准确取得桩长数据。通过调取历史影像图、现场复核明确桩基边界后，拟采用井中磁梯度法探测桩基深度。图3为涵洞灌注桩桩侧井中磁梯度法测试曲线。根据该曲线磁异常数据，可判定灌注桩桩长约14.8m。

图3 某区间涵洞桩侧井中磁梯度法测试曲线

4 城市轨道交通工程周边环境调查存在的问题及对策

结合福州地区调查经验，分析认为当前城市轨道交通工程周边环境调查工作存在以下问题：

(1)调查方法不明确

城市轨道交通工程周边环境调查，主要依据《城市轨道交通工程周边环境调查指南》《城市轨道交通岩土工程勘察规范》开展工作。也许是考虑到调查工作的复杂性、差异性，规范和指南均未明确具体调查方法，国内公开文献未见城市轨道交通工程周边环境调查方法的详细论述。

对此，建议由有关主管部门组织科研院所、调查单位开展调查方法的科研攻关，特别是针对各类物探方法的适用性等方面开展研究，并形成指导性规范发布实施。

(2)调查程序不规范

国家对周边环境调查资质未提出明确要求，多个城市的轨道交通工程周边环境调查一般委托勘察单位或物探单位承担，但周边环境调查内容众多，涉及勘察、物探、测绘、路桥、水利、园林、文物等多个专业。勘察、物探单位的人员配置往往不具备复杂管线探测、水体渗漏情况调查、文物调查等能力。对此，建议专项委托有资质、有能力的单位承担。

因调查工作以收集资料为主，但调查过程发现部分项目资料存档缺失情况严重，存档资料查找极其困难。对此，建议城建档案管理部门强化各类竣工资料的归档及档案信息化建设工作。

部分调查项目配备了调查监理单位，但对监理程序、监理工作要求未明确，监理流于形式，调查监理单位设置的必要性值得探讨。

(3)调查结论不可靠

城市轨道交通工程建设大多位于闹市区，周边环境调查条件复杂，调查内容众多，调查工作受到的干扰和条件限制较大，依靠现场走访调查的资料真实性、准确性存疑；另外，调查工期普遍较短，调查工作可能存在遗漏。因此，调查的结论可靠性不足，调查精度大多无法衡量。对此，建议引入第三方调查单位，对重要、疑难建(构)筑物情况开展专项调查或验证工作。

(4)收费依据不充分

调查工作需要通过多渠道取得各项资料，综合采用多种技术手段进行调查，调查工作量大，成本高。但国内相关收费依据不充分，给调查费用预算、结算造成较大困扰，也影响了调查手段的充分应用和技术拓展。另外，因周边环境调查不可预见因素众多、技术手段限制，调查结论易出现偏差，造成工程费用增加或浪费，其责任和损失完全由调查单位承担亦不合理。

对此，建议国家或省市发布相关调查收费、定额标准，以指导周边环境调查取费工作。因调查资料偏差造成的损失，应综合考虑场地实际情况及现有技术手段，由调查单位合情合理承担一定比例的责任。

5 结语

目前，我国已进入城市轨道交通建设高峰期，城市轨道交通工程周边环境调查工作复杂而重要。本文总结提炼的几个调查方法可用于指导后续线路周边环境调查工作。城市轨道交通工程周边环境调查尚待研究的领域和问题较多，本文总结工作经验对改进调查工作方法进行了有意义的探索，为提高城市轨道交通周边环境调查水平提供参考。