中铁大桥勘测设计院有限公司铁路工程地质世纪回顾.pdf

年 月 增刊 铁道 工程学报 文章编号 一 增 刊一 一 中铁大桥勘测设计院有限公司 铁路工程地质世纪回顾 田道明 ’ 周传斌 汪小平 中铁大桥勘测设计院有限公司 , 湖北武汉 提要文章介绍 了中铁大桥勘测设计院有 限公司半个世纪来的成长与发展过程 , 以及桥梁工程的地质成 果 。 关扭词工程地质勘探技术 中圈分类号文献标识码 中铁大桥勘测设计院有 限公 司简称是国内唯一以桥梁为主 的一所专业院 。 持有 国家颁发 的工程 勘测 、工程 设计 、 工程 总承包和工程咨询甲级资格证 书 , 并具 有大型工 程监 理资质 。 且通 过 了 一 质量管理体系要求的认证和复查 。 业务范 围包括 工程综合勘察与测量 , 铁路与公路 桥梁 、市政 工程 桥隧与轻轨地铁及上述各项相应配套工程的勘测设计及工程建设监理 。 自年始建以来 , 在全国的江河 、 湖 、 海湾上勘测设计了余座铁路 、 公路桥及 公 铁 两用桥和 多项 土建工程 。 在 国外 , 如越南 、 柬埔 寨 、 坦桑尼亚 、 缅 甸 、 孟 加拉 、 泰国 、 阿联 酋等国也 有勘测 设计项 目 。 。多年来获国家奖 余项 , 省部级奖余项 。 的质量方针 为 一桥飞架 、稳 坐百年 。 质量目标为高科技 、高 质量 、 高效率 、 高信誉 。 公司在岗职工人 , 大专以上学历人 , 其中高级职称人 , 中国工程 院院士人 , 全 国工程设计大 师人 , 突 出贡献中青年专家人 , 省部级专家人 。 注册资金万元 。 勘测机构沿革的简要回顾 年月铁道部设计总局组建了武汉长江大桥测量钻探队 , 余人 。 年月武汉 长江大桥 、郑州 黄河大桥两个设计组和武汉长江大桥测量钻探队合并 , 组建成设计事务 所 。 年月 , 部设计总局将下属 的个专业设计事务所合并组成铁路专业设计院 , 大桥设计事务所即成 为该 院的设计处 。 年月 , 铁道部决定将专业设计 院大桥设计处划归大桥工程局 , 与大桥局设计处合并 , 成立 大桥局勘 测设计处 。 合并后内业 为个专业组 , 外业设勘测总队 , 辖个派遣队 , 个测量 队和个物探组 。 几经机构调整于年 , 大桥局勘测设计处改 为大桥局勘测设计院以下 简称勘设院 , 全院职工 “人 , 其中工程技术人员人 。 院 由勘测 、设 计 、 机关个系统组成 , 勘测 系统 于年成立勘测 总 队 , 下有个 勘测 队 、 个测量队 、 个物探队 , 和勘测技术科 、 勘办 、物 资设备科和机械修配厂 。 年成立第三派遣 队 。 年成立第四勘测 队 。 年勘测 总 队下辖室队厂 , 即 总 队办公室 、 勘测技术室 、 中心试验室 , 第一 、 二勘测队 、 测量 队 、 物探 队 、机 修厂 。 , 收稿日期 一一 田道明 教授级高级工程师男年月 出生 增刊 田道 明 周传斌汪小平 中铁大桥勘测设计 院有限公 司铁路工程地质世纪回顾 年撤销勘 测 总 队 , 组建勘 测分院 。 年中铁大 桥勘 测设计院有 限公司有 职工人 , 其中工程 技术人员人 , 院士人 , 大师人 , 教 授级高工人 , 高工人 , 公 司 固定资产总量台套 , 计万元 。 桥梁工程地质成果 桥渡工程地质测绘的发展 工程地质调查测绘是工程地质勘察的基础 。 它是特大桥选址 的重要手段 , 是全 面了解桥 渡区地质情 况 的 宏 观性工作 , 也是指 导和决定采用各种勘探方法 的基础 。 年来 , 先后完成武汉 长江大桥桥址区地形 、线 路测量及地质测绘 完成南京长江大桥的地 质测 绘 , 确定了现桥位宝塔桥方案 , 并绘制了地质图 , 系统地了解了桥址区的地层 、 地质构造 、新 构造运 动 在 九江长江大桥选址过程 中 , 通过地质测绘 , 以白水湖附近的江边砾岩露头 的产状及 平面位 置 的测 量结 果 为依据 布置了勘探线及钻孔位置 , 选定了现桥位完成了万县长江大桥草测 地质测绘 , 在该桥 沱口桥位 黑盘 石桥位的定测勘测中水域采用浅层剖面法 、岸 坡采用声波测试等综合探勘 方法 , 查 明河床的地 质 构造及 岸坡 的构造 裂隙发育情况 , 评价了岩体和岸坡 的稳定性 , 完成了地质测绘 , 绘制了综合工 程地质 图 , 并在选定 的桥位进行物探 、钻探原 位测试工作汕头海 湾大桥初勘 中 , 对桥址区进行了全 面地质调查 , 水域 采用浅层波面法 , 汕头岸滩地采用地震 、 电测深等综合物探方法在江 阴长江大桥江 阴岸西山 山体稳定性地质 论证中 , 对西山山嘴附近 的陆域和顺 江水域范围进行了水下地形及工程地质测绘 , 地层 岩性剖面实测 , 水 文地质及岩体结构面调查和统计 , 现场点荷载试验及少量槽探工作 , 同时 , 做了磨片鉴定及中 型剪切试验等 , 提交了 “ 江 阴西山山体稳定性地质论证报告 ” 对芜湖长江大桥广幅矶 、 四褐山及梁山个桥位 方案进行了地质测绘及 物探工作 , 还 在四褐山桥位方 案的上 、 下 游各及两岸各延伸了范 围 内 面积约 “ 进行了遥感判释工作 , 提供了遥感图象地质构造判释报告 承担了宁波大榭 岛跨海大桥的初 勘 、技 勘勘测设计任务 , 完成工程地质测绘 , , 槽探条 , 完成了地形地貌 、地 震地质迹象及 岩石露 头调 查 , 绘制了国华集团大榭岛环岛主干道工程地质 图 还完 成了地方铁路广东汕头牛田洋 大桥草勘 桥址区 , 万地质测绘等工程地质测绘 。 桥渡工程地质勘探的世纪跨越 工程物探在桥勘 中成长 年来 , 勘设 院物探队 由最初只能承担 草 、 初勘 阶段 物探任务 , 发 展 到可以承担各个勘 测 阶段物探任务 , 并具有水域勘察特色的专业队伍 , 拥有 一 批较先进 的仪 器设备 , 开 展 的方法 有 水域地震 反射法 , 水域浅层剖 面 , 水域电测深陆地 电法 , 地震 法综合测井 声波 、 一波 、 电性参数 、井温、井径等。 还可承担桩基 动测 、 地 脉动测试等任 务 。 先后 完成崛 江大桥草测 阶段引桥 电法勘探 , 禹门口黄河大桥草测水域 、 陆地 电法勘探 , 芜湖长 江大桥初测 广福矶 、 四褐山 、 荻港桥位 , 南京长 江大桥初勘 , 九江长江大桥 九江 、武 穴桥位, 江西湖口大桥 草勘等余座桥 位物探任务京秦线滦河大桥初测 电法勘探 , 九江石化总厂专用铁路线八里 湖 大桥 , 桂林难山漓 江公路大桥水 域 、 陆地 电法勘探 , 汕头海湾大桥北引桥初勘 , 武汉 长江大桥定测技勘综合测井 , 京沪高速铁路南京越江工程上 元门 、大 胜关桥位 , 武汉天兴洲长 江大桥 , 宁波 大榭岛跨海大桥 , 广珠铁路西江座 大桥等浅 层剖面勘探芜湖 长江大桥技勘水上地震反射勘探 , 汕头牛四洋 大桥草勘海上地震反射勘探 、 电法勘探京 沪高速铁路南京上元 门越 江工程越 江通道条民用 、军用通 信电缆探测 京山铁路滦河大桥改造工程桥梁基础病害调查电法 、超声 波 , 宜万铁路万县长 江大桥岩体及边 坡稳定专题研究孔间探测 、 钻孔 电视 录像等 。 其 中杭州钱塘 江二 桥定测技勘声波测井 、 电测井成果 获年 “ 大桥局科技进步三等奖 ” 芜湖长江大桥 东 西 梁山桥位 方案草勘 深水域 电法勘探技术获年 “ 大桥局科技进步二等奖 ”, 浅层剖面勘探在京 沪高速铁路南京越 江 工 程 、 武汉 天兴洲 长江大桥 、 宁波大榭岛跨海 大桥 等 的应用成果获年 “ 大桥局科技进步一等奖 ” 。 此外 , 还 完成部颁铁路工程物理勘探规程中的水上物探章节 。 铁道工程学报年月 至年底 , 勘设院现有物探专业技术人员人 , 其中高级工程师人 , 工程师人 , 助工人 另有工 人人 , 队伍相对稳定 。 计算机广泛地应用 于物探技术的资料采集和数字处理 。 物探技术正朝着多功能 、智能 化发展 。 工程钻探在桥勘中发展 工程钻探及钻机 上世纪年代 , 使用的钻机有日本产 的型钻机 、 匹柴油机 , 苏式型 、 型及 国产型等钻 机年代 , 多采用苏式型 、 型手把式及国产型手把式 , 动力采用一匹柴油机年代 , 采用 型 、 型液压钻 机和型汽车钻 , 用震管机下套管代 替了人力 晃套管年代 、 年 代全部 使用 型 、 型及型全液压机 , 勘设院机修厂自行设计生产的钢管钻塔逐步代替了木质钻架 。 先后完成了武汉 长江大桥技勘会战 、上海 黄浦江隧道草勘 、 成昆线大渡河大桥 、 洛阳黄河工程 、 九江 长江大桥补充初勘 和技勘 、 江 阴集装箱码头 、 京广线乐昌武水桥 、黄埔 港新沙港莲花 山东航道 、津浦线大 坟口大 桥 基础改建工程岩土过程施工 、 宁波大榭 岛跨海大桥 、 芜湖长江大桥 、石长线长沙湘 江大桥等工程 的钻探工作 。 除进行桥梁工程勘测外 , 还开展 了水文地质勘探 、抽水试验 和建水井工作在 九江长江大桥的补充勘探和技勘 中 , 除在南岸公路引桥进行了大量钻探 , 还与铁科院西南所配合对南公引号墩进行了声波透视测定 。 不断改进 钻探技术 , 进行勘探工艺 的研究 、试验 和应用 。 在宁波大榭 岛跨海大桥的勘测 中 , 针对桥址区的 硬质破碎基岩 , 为保证岩芯采取率和提高钻进速度 , 采用泥浆是将经 甲基纤维素腐植酸 甲等高分子 添加 剂加人普通泥浆 中 、液 动 冲击器 、宽 间 隙双管单动金钢石钻具及巾套管底部在北侧河槽无复盖层 的 基岩上 滑动 , 在管尖镶 “ 钢爪 ”等革新措施, 保证了勘探质量 。 该项目年获 “ 中国铁路工程 总公司优秀工程 勘察一等奖 ”。 在 芜湖长江大桥勘探中 , 设计了金刚石钻头 , 适当扩大双层岩芯管中的间隙 , 便于泥浆通过 , 施 钻效果很好在石 长线长沙湘江大桥勘探 中遇到花岗岩 , 施钻困难 , 采用震动冲击金刚石钻头钻具钻进 , 解决了 难题 , 提高了效率 。 从 而使钻探工艺在泥浆施钻和金刚石钻具使用上 系列化和标准 化 , 为世纪勘测设计 院 桥勘事业 的大发展创造了条件 。 加强管理 , 制定和重新修订了钻探技术操作规程 、钻探 工作安全规 则 、钻 探 工作人员岗位责任制 、 勘测 工作质 检查复核制 、铁路特大桥 工程地质勘测 细则草案等规章制度 , 下发了工程地 质勘测计算 办法 和定额修订稿 、外委工程勘测设计取 费标准 、各 外业 队试行技术经济承包责任制暂行办法等标准 。 水上钻探及用船 年对武汉长江大桥进行地质勘察会战 , 初勘 和技勘在水上共施 钻多个钻孔 , 使用 的工程钻船有 铁驳钻船 、木 质钻船 , 由单船及 双船拼装而成 。 一 年 , 在兰新线及兰青线黄河上进行水上钻探 , 用艘不足的木船 。 年 , 武汉 长江大桥钻探结束后 , 将 钻机安装在钻船一边改 为安装在船体中部 , 操作 方便 。 后来在枝 城 、芜 湖 、南京 及九江长江大桥勘探中发挥了作用 。 年代 , 九江长江大桥开始补充初勘和技勘 , 水上钻孔数量很多 , 工程钻船由大桥工程局调拨 的铁驳船 , 用槽钢和角钢在一侧焊成钻机平台进行工作 。 南岸 引桥经过 的 白水 湖 中水上钻孔用 两个 浮鲸拼成 钻船进行施钻 , 在湖汉 中用个 汽油桶拼成平 台 , 安装型钻机施钻 。 年代 , 生产任务遍布全国的江河 、 湖泊及海湾 , 例如京沪高速铁路南京长江大桥 、 芜湖长江大桥 、 武汉长 江二桥 、武汉 白沙洲长江大桥 、荆沙长江大桥 长东黄河 大桥、孙 口黄河大桥 、 洛阳黄河大桥 珠海淇澳 大桥 、 汕 头海 湾大桥 、 浙江宁波大榭岛公铁两用桥 、 天津塘沽南疆大桥等 。 这些 大桥 的水上勘探都是根据 当地的环境 , 租用铁驳船 、 木质船 , 用单船或双船拼装 , 材料用圆木 、方木 或槽钢 、钢轨进 行捆绑 、螺栓及 焊接等方法牢固连接 而成 。 大型钻船拼装方案 , 均 自行设计拼装 , 工程钻船拼装已经形成了一套固定工艺 。 多年来 克服水深流急 , 潮汐涨落各种 困难 , 安全生产 , 顺利完成各项 生产任务 , 未 发生设备人身伤亡事故 。 年代初 , 勘探组利用 大 泣口桥施工 留下 的直径的钻孔桩护筒 , 设计了一个拼装式钻机平台 , 可安装型钻机 的设备施钻 , 平 台 的设备可 由两台汽车运走 。 该平 台在武汉长江二桥南引桥四美塘中施钻 , 在石 长线常德玩 江大桥南岸鱼塘 中 施钻 , 在樟树赣江大桥南岸湖塘中施钻 , 都发挥了作用 。 。年以来 , 每年要 完成余项 工程 。 从桥梁勘测 、房屋建 筑勘测等扩 展到海底 隧道勘测 。 钻探用船采 增刊 田道 明 周传斌汪小平 中铁大桥勘测设计院有限公司铁路工程地质世纪回顾 用了“ 、带有 抛起锚 、起 重 、无 线电通话 、 安全等设备的海 上 工程船 。 遇台风 、 风暴潮等可进港躲避 , 船吃水 可深达 , 增 加了钻船工作时 的稳定性 , 在杭州湾海底浅层气聚积易燃起火情况下 , 船上 安全设备齐全 , 船 稳定性好 , 确保了在杭州湾公路大桥勘探 中的安全 。 海上钻船定 位采用 了先进 的静态 、 动态全球定位测 量 系统 。 除完成了京 广 客运专线武汉天兴洲 长 江公 铁路 大桥 、 钱 塘江 二桥 、 柳州阳和 、 双冲 、 红 光 、 友谊桥 等 余座陆域桥梁勘测外 , 在沿海海湾还完成了以杭 州湾大桥长为代表 的湛江海湾大桥 、 舟山大陆连 岛工程之金塘大桥 长等近座海湾大桥及厦门东道通 长 、青 岛湾 口的青黄海底隧道 水深约 等 , 为海上勘测桥梁 、隧道积累 了经验 。 桥址工程地质测试技术日益先进 原位测试技术不断发展 和完善 在桥渡工程地质测试技术中 , 基本分为种 , 即室 内岩土试验和野外原位 测试 。 年代开始 , 我院原位测 试已经采用 的 方 法 有标准 贯 人 、 静力触 探 、 动力触 探 、 十 字 板剪切 、 旁压 试 验 、 波速测试 。 标准贯人 年勘设处 开始引用标准贯人试验 。 在九江长江大桥北岸引桥初勘 中进行试验 , 先 采用 人 力拉重锤 , 再用钻机升降机提升重锤 , 后用外卡弹簧式 自动落锤 , 重锤 自由落体 , 保证了标准高度 , 并革新了多种装置 , 直 到后来引进了国内比较先进的内卡式 自动落锤装置 。 标准贯 人试验操作比较简单 , 能及时用锤击数 多少反映 出松软地层 的紧密程度 , 可根据锤击数从规范中查到地基土 的承载力及评价地基 的液化深度 , 所以大桥勘察 中 成 为一种常用原位测试方法 。 静力触探 年开始引用静力触探 , 购置了型液压双缸静力触探仪及有关设备 , 探头等 。 同年月在 九江长 江大桥北 岸 引桥进行了标准贯入 、静 力触探与原状 取砂 器 的对比试验 , 共 完成个点的对比 , 取 得 了满 意结 果 。 通过试验为 九江长江大桥北岸引桥淤泥质土层和砂土层的分布 、厚 度 、性 质及评价地展液化深度提供了资 料 。 年后又先后在淮滨淮河大桥 、孙 口黄河 大桥及裕溪河大桥等工地进行 了近百孔 的静力触探 , 取得 成 效 , 逐渐更新了静力触探设备 , 并购 置 了一台静力触探汽车 , 在长东黄河二桥勘探中使用 , 效果 良好 。 院 内先后制定了静力触探操作规程和岗位责任制等规章制度 , 并在下发 的工程地质勘测 的计算办法 和定 额试行办法中补充了 “ 静力触探的定额 ”。 还参与了 “ 静力触探确定钻孔灌注桩承载力 ”的研究 。 获铁道部 “ 静 力触探应用技术 ”、“ 静力触探技术的扩大应用研究 ”、“ 地基土几种原位测试技术 ”的技术鉴定证 书。 其 中 “ 地基 土几种原位测试技术 ”项 目获 “ 铁道部科技进步一等奖 ”、“ 国家科技进步三等奖 ”。 年根 据铁道部的决定 , 大桥局勘 设处 开始静力 触探探头 的生产 , 当年 就生产出售了单 、 双 桥 探 头 套 , 成品率达到 。 质量好 , 受到使用单位好评 , 打开了销路 。 年以后主要供本院使用 。 标准 圆锥 动力触探 年引进标准圆锥 动力触探 , 并在生产 中很快推广 。 十字板原位测试 上世纪年代初 , 引进十字板剪切试验 , 曾在天津塘沽新港工地使用 。 年代 , 购置 了 “ 电测 式 十字板剪 切仪 ”, 十字板原位测试成 为大桥勘察的常用试验项目之一 。 旁压试验 旁压试验又称横压试验 , 勘设院未引进该设备 , 但在大桥勘测过程中 , 委托外单位来进行此试验 , 如武汉长 江二桥 , 在基岩勘探中 , 胶结不 良砂砾岩层难取 到完整岩芯试件 , 采用旁压原位测试得到了比较 符合实 际强度 的数据 , 为设计提供了参数 。 在武汉白沙洲长江大桥桥址 的 白垄 第三 系泥岩疏松砂岩中也 采 用该试验方 法 。 波速测试 年 , 为配合国家标准铁路工程抗震设计规范 一 的颁布实施 , 利用 国产检波器 , 自 行设计制造了井 中三分量检波器 , 用美国产一地震仪 , 在孙口黄河大桥进行了剪切 波测试 , 应 用 实测 铁道工程学报年月 的剪切波波速 , 划分了场地 土及场地类别 , 判定了砂土液化情况 , 为桥梁抗震设计提供了参数 。 该成果获 “ 大桥 局科技进步二等奖 ”及“ 优秀小组奖 ”。 同年通过 了武汉市地震办公室组 织 的测试资格考试并获证 书 。 之 后广泛应用于桥梁勘测中 。 年下半年 , 在宜万铁路万 县长江大桥勘测中 , 开发成功水中钻孔剪切波测试 方法 , 并投人到京广客运专用铁路武汉天兴洲长江大桥等勘察中 。 岩土试验通过了国家认定 岩土试验指岩土 、水 样的试验始于年前后武汉 长江大桥桥址勘测期间 , 最初无专 门试验人员 , 土 的 物理力学性试验由地质技术人员完成 , 岩石的力学性试验委托外单位承担 。 后建立了试验室 , 承担各外业 队的 岩土样物理力学试验 。 年月试 验室恢复以来 , 陆 续 购置 了 不 少试 验室设备 。 目前 , 主 要设 备 有万能 试 验机 , 万能试验机 、轻便剪 力仪 、压缩仪、 金刚石切割机 、金刚石切 磨机等 , 并安装了土工试验 自动化数据采集 及处理系统 。 年初 , 勘设 院组织专门班子抓试验 室 的计量认证工作 , 对仪器设备进行全面清查 , 建帐 、 挂牌 。 院编 写 的质量管理手册作为试验室的工作指南 , 其 内容搜盖 了试验工作的各个环节 , 月中旬通过 了大桥局技术 处组织 的初评 。 月日 , 国家技术监督局授权 , 由铁道部计量认 证专家组并请湖北 省计量局专业 人员 参加组成审核组 , 对试验室进行了 “ 检查测试能力及可靠性的评审 ”, 提 出了改进意见 。 月日进行复查 , 月 日正式颁发 了由国家技术监督局签发的 “ 中华人民共和国计量认证合格证 书 ”, 从此勘设院岩土试验室成为 国家认定的岩土试验室 。 岩土试验室已成为仪器 比较精良 , 人员配置合理 , 以桥梁地质勘察为主 , 岩 、 土 、水样 试验项 目齐全的试验室 。 该室现有高级工程师人 , 工程师人 、试 验员人 、试 验工人 。 再创新世纪的辉煌 新世纪 , 中铁大桥勘测设计 院有 限公司将秉承 “ 服务市场 、设计 未来 、创造 卓越 ”的企 业精神 , 以优质高效 、 热情周到 的企业形象和 “ 团结 、进取、诚心、敬 业 ”的企业 方针 , 全面实行现代科学规范的公 司管理制度 , 进行桥 梁新材料 、新结构、新工艺、新技 术及工程软件的开发研究与掌握 。 在桥梁地质及岩土工程勘察 中不断采用新 技术 、新 方法 、 改革工艺不 断创新 , 在新世纪 中再创辉煌 。 介 ,, 卜 ,