勘察設(shè)計(jì)如何打破固有思維。勘察設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)

勘察條件極為復(fù)雜。線路全長(zhǎng)51.899km，起于深圳福田中心區(qū)福田樞紐，終點(diǎn)位于莞深交界以南（深圳側(cè)）碧頭站。線路由福田中心區(qū)沿深南大道向西引出，下穿1號(hào)線竹子林車輛段，進(jìn)入深圳灣片區(qū)；之后進(jìn)入后海片區(qū)、前海灣片區(qū)、新安片區(qū)、珠江口海域、深圳機(jī)場(chǎng)，線路于地下穿出機(jī)場(chǎng)，轉(zhuǎn)入寶安大道高架，沿寶安大道向北走行至本線終點(diǎn)碧頭站。該項(xiàng)目橫跨深圳中西部地區(qū)，兩處跨越海域，7次下穿（上跨）既有軌道交通線、深圳機(jī)場(chǎng)，多次下穿城中村等老舊建（構(gòu)）筑物。涉及大量的勘察辦證、協(xié)調(diào)、交通疏解乃至夜間施工等，勘察條件極為復(fù)雜。

 后海站現(xiàn)場(chǎng)基坑開(kāi)挖航拍照片

勘察作業(yè)安全文明施工要求極高。線路在深圳名片景觀路深南大道地下敷設(shè)（長(zhǎng)約4.6km），車流人流特別密集，且地下管線復(fù)雜；紅樹(shù)灣站至后海站區(qū)間有約長(zhǎng)1.1km下穿深圳沙河高爾夫球場(chǎng)；碧海站至機(jī)場(chǎng)站區(qū)間下穿珠江口海域；機(jī)場(chǎng)站至福永站區(qū)間下穿機(jī)場(chǎng)跑道。這幾個(gè)區(qū)段的勘察作業(yè)，安全文明施工要求極高。

地質(zhì)條件極為復(fù)雜。東西向橫跨深圳西部的福田區(qū)、南山區(qū)和寶安區(qū)，沿線地層巖性、水文地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，且與多條深大斷裂層交叉。

工期緊迫。全線內(nèi)外業(yè)作業(yè)時(shí)間較短，需要投入大量的人力物力，高峰時(shí)期投入120多臺(tái)鉆機(jī)。

后期服務(wù)要求高。地鐵線路設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，從方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)到開(kāi)工，時(shí)間跨度在2年以上，且線路設(shè)計(jì)方案受各種因素影響，局部多次調(diào)整，需要勘察和設(shè)計(jì)密切配合。

勘察設(shè)計(jì)亮點(diǎn)

多項(xiàng)勘察手段

通過(guò)采用資料收集、地面調(diào)查、鉆探、物探、原位測(cè)試（包括標(biāo)貫、動(dòng)力觸探、雙橋靜力觸探、旁壓試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、螺旋板載荷試驗(yàn)等）、抽水試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)和綜合分析等多種手段，詳細(xì)查明了沿線地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)特征、巖土物理力學(xué)性質(zhì)、特殊巖土和不良地質(zhì)現(xiàn)象，為該項(xiàng)工程的施工圖設(shè)計(jì)提供了準(zhǔn)確可靠的巖土工程勘察資料和巖土設(shè)計(jì)參數(shù)。主要工作量包括：實(shí)際完成勘探孔6614孔，共計(jì)進(jìn)尺214725.01m；利用沿線勘探孔409孔，共計(jì)進(jìn)尺17146.92m；進(jìn)行標(biāo)貫試驗(yàn)46775次，利用標(biāo)貫試驗(yàn)4008次；進(jìn)行動(dòng)力觸探、雙橋靜力觸探試驗(yàn)871次；進(jìn)行旁壓試驗(yàn)743次；進(jìn)行十字板剪切試驗(yàn)791次，螺旋板載荷試驗(yàn)173次；進(jìn)行抽水、注水、提水等水文地質(zhì)試驗(yàn)72次；采取土樣13970組，水樣1081組，巖樣1525組。

不同的水文專項(xiàng)勘察

針對(duì)11號(hào)線工程靠近海域，部分地段需跨越海域，受海水入侵影響嚴(yán)重，地下水水質(zhì)變化大的特點(diǎn)，本項(xiàng)目勘察通過(guò)分層采取地下水樣，詳細(xì)論證了不同含水層中的地下水，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性，為處于不同含水層中地下結(jié)構(gòu)的防腐蝕性和耐久性設(shè)計(jì)，提供了準(zhǔn)確可靠的水質(zhì)腐蝕性、環(huán)境類別和環(huán)境作用等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，有力地推動(dòng)了國(guó)內(nèi)跨（近）海域段軌道交通工程的耐久性設(shè)計(jì)工作。

不良地質(zhì)專項(xiàng)勘察

針對(duì)11號(hào)線工程部分地段花崗巖孤石發(fā)育的特點(diǎn)，本項(xiàng)目勘察采用先進(jìn)的Flash RES 64多通道超高密度直流電法勘探系統(tǒng)，對(duì)孤石發(fā)育地段進(jìn)行了孤石空間形態(tài)的探測(cè)工作，彌補(bǔ)了鉆探手段的局限性，為查明孤石空間形態(tài)分布規(guī)律，做出了有益的探索工作并取得了較好的成果資料，并經(jīng)施工開(kāi)挖揭示所驗(yàn)證。

全面合理的巖土工程評(píng)價(jià)與建議

勘察報(bào)告結(jié)合各工點(diǎn)的工程類型、環(huán)境條件和巖、土、水特點(diǎn)，做出了全面、合理和恰當(dāng)?shù)膸r土工程環(huán)境問(wèn)題的分析、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)，對(duì)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)等方面的建議針對(duì)性強(qiáng)。如在前海灣站至寶安站區(qū)間詳勘報(bào)告中，針對(duì)設(shè)計(jì)的建議提出：“下穿地鐵5號(hào)線臨前區(qū)間段，由于該段基巖起伏變化劇烈，左線需穿越硬巖段。如果11號(hào)線工程線位在該下穿段向東側(cè)挪動(dòng)10m，則11號(hào)線工程左線就可避開(kāi)微風(fēng)化硬巖，并調(diào)整11號(hào)線左線下穿地鐵5號(hào)線臨前區(qū)間的工法為盾構(gòu)法，從而減小左線采用礦山法在硬巖中下穿所帶來(lái)的技術(shù)和安全風(fēng)險(xiǎn)。”該建議被設(shè)計(jì)采納，僅此一項(xiàng)節(jié)省投資3000余萬(wàn)元。實(shí)踐證明，微調(diào)該區(qū)間設(shè)計(jì)線位后，采用盾構(gòu)法，非常安全順利地下穿通過(guò)了已運(yùn)營(yíng)地鐵5號(hào)線臨海站至前海灣站區(qū)間。

動(dòng)態(tài)管理制度

該項(xiàng)目勘察工作量大，時(shí)間跨度長(zhǎng)，參與人員眾多，高峰期投入鉆探設(shè)備106臺(tái)，技術(shù)和管理人員173人，是一項(xiàng)比較龐大的系統(tǒng)工程。根據(jù)業(yè)主“設(shè)計(jì)零變更”理念的要求，本項(xiàng)目建立了11號(hào)線工程項(xiàng)目動(dòng)態(tài)管理制度，實(shí)行日例會(huì)、周例會(huì)和月例會(huì)制度，嚴(yán)格控制工程質(zhì)量、工程進(jìn)度、安全文明施工等目標(biāo)要求。各勘察階段和工點(diǎn)詳勘報(bào)告提交及時(shí)，在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，勘察項(xiàng)目技術(shù)人員有力地配合了相關(guān)單位，對(duì)保證和優(yōu)化設(shè)計(jì)質(zhì)量，確保工程施工安全和工程質(zhì)量起到了顯著作用?？辈斐晒Y料經(jīng)施工驗(yàn)證，所揭示的地質(zhì)情況與勘察報(bào)告一致。

與周邊融為一體的后海車站設(shè)計(jì)

后海站位于南山區(qū)后海濱路與科苑路之間，沿海德三道呈東西向布置。車站為地下三層換乘站，站前設(shè)停車線，停車線上方形成兩層自然空間。11號(hào)線后海站與2號(hào)線呈“L”形換乘，并按規(guī)劃要求在中心路、科苑路，分別預(yù)留與規(guī)劃中的15號(hào)線、前海環(huán)線換乘條件及換乘節(jié)點(diǎn)。預(yù)留的規(guī)劃15號(hào)線和前海環(huán)線線上跨11號(hào)線區(qū)間。車站位于南山后海金融商業(yè)核心區(qū)，周邊均為在建和待建地塊，車站設(shè)計(jì)施工充分考慮與周邊物業(yè)地塊結(jié)合連通，形成以車站為核心，周邊地下相互貫通的地下交通商業(yè)空間。

后海站建成后站廳、出入口部位實(shí)景圖

車站除與既有2號(hào)線換乘外，還預(yù)留了與15號(hào)線、前海環(huán)線的換乘節(jié)點(diǎn)，同時(shí)預(yù)留多處換乘節(jié)點(diǎn)在深圳尚屬首次。為避免多線換乘客流交叉，后海站創(chuàng)新設(shè)計(jì)，合理組織客流，擴(kuò)大了站廳層規(guī)模，使各線換乘流線有效區(qū)分，方便換乘。

車站周邊規(guī)劃為南山核心片區(qū)，圍繞車站周邊地塊高強(qiáng)度開(kāi)發(fā)，車站附屬設(shè)計(jì)充分考慮與周邊地塊有機(jī)結(jié)合，與航天、鵬潤(rùn)達(dá)、華潤(rùn)總部大樓等近十個(gè)地塊連通合建。形成了以車站為核心，地下空間綜合開(kāi)發(fā)，地下人行交通便利發(fā)達(dá)的綜合利用案例，車站物業(yè)區(qū)與周邊地塊綜合開(kāi)發(fā)為深圳之最，為今后地下空間的利用提供了較好的借鑒與參考。

后海站利用配線自然形成空間進(jìn)行商業(yè)開(kāi)發(fā)，提升土地利用價(jià)值。同時(shí)設(shè)置3組排風(fēng)亭，滿足自然形成空間通風(fēng)要求,風(fēng)亭與周邊地塊物業(yè)結(jié)合設(shè)置。在滿足消防疏散功能的同時(shí)，大量減少地面附屬設(shè)施的數(shù)量，滿足核心區(qū)城市景觀需求。

車站與周邊城市一體化設(shè)計(jì)，已成為現(xiàn)代化公共交通系統(tǒng)支持下的城市土地開(kāi)發(fā)模式，是城市土地利用與交通系統(tǒng)一體化規(guī)劃的一個(gè)重要技術(shù)手段。

優(yōu)化換乘形式，縮短換乘距離，滿足出行需求，優(yōu)化交通結(jié)構(gòu)，提高交通效率，保證交通系統(tǒng)與周邊城市建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展；提高站點(diǎn)周邊開(kāi)發(fā)強(qiáng)度，增加站點(diǎn)對(duì)乘客的生活粘黏度，使乘客的日常生活圍繞軌道站點(diǎn)及站點(diǎn)開(kāi)發(fā)為主，這樣站城一體化就會(huì)對(duì)人們?nèi)粘Ｉ盍?xí)慣產(chǎn)生影響，土地價(jià)值也能得到較大的提高。

統(tǒng)一協(xié)調(diào)的四座高架車站設(shè)計(jì)

11號(hào)線高架4站作為深圳首批8節(jié)編組高架車站，采用統(tǒng)一的造型設(shè)計(jì)，車站均為地上三層高架車站，地上一層為設(shè)備層，地上二層為站廳層，地上三層為站臺(tái)層。其中橋頭站、馬安山站為標(biāo)準(zhǔn)車站，塘尾站為首座曲線高架車站，沙井站為11號(hào)線與規(guī)劃13號(hào)線換乘車站。

高架車站設(shè)計(jì)特點(diǎn)及亮點(diǎn)

塘尾站弧線車站，由于車站站位選擇時(shí)實(shí)在無(wú)法避開(kāi)曲線線路，因此該站設(shè)計(jì)為曲線車站，建成后效果較其他車站更顯美觀。然而無(wú)論是從設(shè)計(jì)到建設(shè)、甚至在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中都面臨著巨大的挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)過(guò)程中的弧線定位，屏蔽門門柱的落點(diǎn)，甚至鋼結(jié)構(gòu)屋架的定位，都是需要精細(xì)化設(shè)計(jì)與施工的過(guò)程。

弧形中懸窗幕墻保證了站廳層全面積通風(fēng)的同時(shí)，解決了中懸窗全開(kāi)將會(huì)造成碰頭隱患的問(wèn)題：

深圳地鐵三期11號(hào)線高架車站的設(shè)計(jì)中，對(duì)遮陽(yáng)采光、通風(fēng)防雨進(jìn)行了重點(diǎn)分析。

深圳地鐵三期11號(hào)線高架站為八節(jié)編組島式站臺(tái)，站臺(tái)寬度10米，站臺(tái)層空間寬度21米，空間高度9.3米。雨棚遮蓋范圍為頂部，兩側(cè)延續(xù)頂部造型局部設(shè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)，自然通風(fēng)，頂部由整體鋼結(jié)構(gòu)一跨構(gòu)成。鋼結(jié)構(gòu)雨棚頂部中間不設(shè)天窗采光帶，側(cè)面局部鏤空，在鏤空區(qū)上檐設(shè)置0.85米，鏤空區(qū)下部設(shè)置2米高隔聲防風(fēng)側(cè)窗，高度2米，側(cè)窗下部接近軌行區(qū)，根據(jù)整體造型設(shè)置3.65米側(cè)部圍護(hù)結(jié)構(gòu)，側(cè)部維護(hù)結(jié)構(gòu)下部包牛腿處設(shè)置1.6米高通風(fēng)防雨百葉，增加站臺(tái)新風(fēng)通道，站廳空間寬度19米。站廳層至站臺(tái)面高度6米，半高安全門1.5米，擴(kuò)大通風(fēng)量。

1.遮陽(yáng)采光設(shè)計(jì)

考慮到深圳夏季較長(zhǎng)，地理位置位于北回歸線附近，夏至?xí)r，深圳太陽(yáng)高度角為90°，直射，冬至為45°左右?？紤]到夏季遮陽(yáng)需求大于采光需求，冬季采光需求大于遮陽(yáng)需求，又從防水及運(yùn)營(yíng)后期維護(hù)考慮取消傳統(tǒng)頂部天窗采光，采用站側(cè)上方約45°部位采光最佳。當(dāng)列車進(jìn)站時(shí)側(cè)窗采光段時(shí)間內(nèi)有一定遮擋，這時(shí)需要車站設(shè)置感應(yīng)式人工光照明設(shè)備，補(bǔ)充車站當(dāng)列車進(jìn)站時(shí)站臺(tái)處采光不足的情況。

2.通風(fēng)防雨設(shè)計(jì)

高架站通風(fēng)防雨設(shè)計(jì)示意

從圖3分析可知，三期11號(hào)線高架站通風(fēng)效率大大提高，首先選用半開(kāi)敞式高架站形式針對(duì)深圳地區(qū)地域特征，及需要對(duì)臺(tái)風(fēng)季節(jié)暴雨橫吹做出相應(yīng)防護(hù)，保證長(zhǎng)熱地區(qū)自然通風(fēng)順暢，穿堂風(fēng)自然。新風(fēng)較舊風(fēng)冷，冷空氣下沉，因此在包牛腿處設(shè)置通風(fēng)防雨百葉，開(kāi)通新風(fēng)底部通道，將新風(fēng)順軌行區(qū)側(cè)部引入站臺(tái)。其次為防止臺(tái)風(fēng)季雨水飄入站臺(tái)給車站造成損失，延續(xù)景觀造型，在側(cè)翼設(shè)置3.65米高護(hù)板，及2米高側(cè)窗，側(cè)窗上部留出鏤空排風(fēng)區(qū)域，主要排風(fēng)為站臺(tái)內(nèi)污濁氣流，污濁空氣經(jīng)站臺(tái)乘客及站內(nèi)設(shè)備加熱后，熱空氣比冷空氣輕，因此從高位排出，此外鏤空區(qū)兼具活塞風(fēng)排出及特殊情況下排煙氣流。站臺(tái)處設(shè)置1.5米高安全門，有效地保證了站臺(tái)處垂直于軌行區(qū)穿堂風(fēng)通暢。橋梁BIM