第二節 市政、交通勘察

清光緒三年(1877年)淞滬鐵路的建設以及光緒三十二年外白渡橋的改造,開始了上海市政交通的勘察。但當時勘察技術比較落後,且為外商所控制。從19世紀末、20世紀初直至20世紀40年代,上海市政交通勘察工作發展緩慢。解放後,上海逐步組建了市政、港口、鐵路和隧道專業勘察單位,為市政建設、衛星城鎮發展做了大量勘察工作。80年代後期以來,上海重大市政交通項目眾多,勘察任務繁重,勘察技術隨之發展。

一、市政工程

1952年,材料試驗所建立土工試驗室和鑽探隊,完成了四川北路橫浜橋的工程勘察。1953年底,又完成薀藻浜大橋的水上鑽探,孔深30米,達暗綠色硬粘土層。從1957年開始,近40年來,上海市政院勘測室幾乎承擔了上海市全部的市政工程勘察任務,並承接了外省、市的部分勘察任務,主要有廣西柳州大橋,安徽定遠汽車試驗場,南京北河口水廠等重大市政工程勘察。

1958~1963年,上海在郊縣建立了閔行、吳涇、嘉定等10個工業新區和衛星城鎮,與之配合的道路、橋樑、給水、排水等市政建設日益增多,同時市區建設也迅速發展。為了滿足日益發展的市政勘察需要,上海市政院開展技術革新,改進鑽具,自製了30米輕便手搖鑽機,提高工作效率,完成了大量市政工程勘察。

在此期間完成了近千座小型橋樑勘察工程。一般載重在20噸級以內,跨度小於20米的鋼筋混凝土橋,兩側橋台採用天然地基。大於20米的橋在河中設橋墩,採用樁基,需進行水上勘察。規模大的橋樑工程勘察項目有:1958年初完成的全市第一座預應力混凝土橋——跨越吳淞江的北翟路橋,1963年完成跨越吳淞江的真北路橋,從該工程起,正式編寫完整的工程地質勘察報告和整理圖件,標誌市政工程勘察走上正軌。

在此期間完成的道路工程勘察,勘探點一般按300~500米布置,孔深2~3米,採用長桿貫入試驗或取土進行物理性分類試驗,以簡便、快速勘察方法進行。給水、排水工程勘察,由於構築物對地基的變形性質反應敏感,勘察重點是查明地基土的均勻性、土層的滲透性和有無地下障礙物,一般按構築物周邊與中心布孔。規模大的項目有:1959年完成的上海第一座新建30萬噸/日長橋水廠勘察和新建的中山西路一號水庫勘察。中山西路一號水庫為兩座2萬立方米矩形半地下式鋼筋混凝土水池,1960年初勘按方格網布孔,間距30~50米,孔深25米,1965年詳勘按構築物周邊和壓縮層厚度布孔和確定孔深。1964年完成規模較大的吳淞煤氣廠廢水處理工程勘察,場地中堆有鋼渣、煤屑、垃圾等雜物,地面2米以下為砂質粉土,開挖時易產生流砂現象,勘察報告建議:表部雜物清除,基礎淺砌,局部換土,防止水池不均勻沉降。經設計採納,工程施工順利。

1962年開始防汛牆工程勘察,防汛牆沿黃浦江、蘇州河及各支流兩岸全面修築,長達100餘公里。防汛牆以重力式為主,因此按軸線布孔,孔深8~10米,孔距30~50米,提供固結快剪指標供地基穩定計算,該項任務為時達10年才完成。中船勘察院也參加了部分勘察。

1966~1970年的四、五年間,因“文化大革命”干擾破壞,上海市政工程勘察幾乎停頓,至1971年後有所恢復。70年代期間,先後完成了朱楓公路(包括跨徑72米的和尚涇橋)、新華路立交、東溝9號橋及石化總廠海堤、廠內外道路、橋樑、水廠、污水處理廠、海水進水管及泵房等工程勘察。勘探設備有所更新,勘察技術有所發展。1976年完成松江泖港大橋勘察,孔深50米,穿過暗綠色粘性土層至粉砂層,首次套用靜力觸探試驗資料,提供估算單樁承載力的地基參數,並評價選擇樁基持力層。標誌市政工程樁基勘察水平的提高。1978年,寶鋼開始建設,廠內外的市政工程勘察由上海市政院承擔,歷時5年。1978年進行蘊川路勘察,開始全面套用自製的靜力觸探儀,貫入能力為30米,提高了勘察速度和質量。為解決寶鋼廠區和生活區的用水問題,確定在長江口江堤外沙灘口築堤圍建蓄水庫,水庫岸線長2000米,土石壩最高9米,最高蓄水位6.5米,配有取水泵站和長約14公里的輸水管道,此項取水工程的勘察中,查明了水庫區各土層透水性,築堤用土料的儲量和適宜性,對堤坡和地基穩定以及液化判定進行了論證分析,保證取水工程建設順利進行。全部勘察任務於1982年完成。

進入80年代後,長橋水廠於1980年擴建徐虹路增壓泵站,為庫容量4萬立方米的清水池。地基處理採用強夯加固,進行了夯前及夯後地基檢測,採用取土試驗、靜力觸探、十字板試驗相結合的測試方法以及地基孔隙水壓力、分層沉降、水平位移、防震溝效應觀察等綜合監測,使強夯加固施工順利進行,並總結了較完整的軟土地基強夯加固測試資料。同年完成曲陽污水廠工程勘察。該廠污水處理規模7.5萬立方米/日,勘察後提出了合理利用天然地基,防止大面積水池產生不均勻沉降的措施,並提出施工開挖防止產生流砂和駁岸擋土牆設反濾層等建議,取得良好效果。1983年6月完成了恆豐路新橋勘察。新橋主橋為每墩總荷重3000噸。勘探布孔排距20~30米,南岸孔距45~95米,北岸孔距30~60米,孔深控制在暗綠色硬土層以下15米,並作了土層縱、橫向滲透試驗。該橋為預應力混凝土連續梁拱形橋,勘察後對樁基持力層進行論證。為樁基設計選擇合理持力層提供可靠依據。

隨著改革開放形勢的發展,自1984年起,以改造市區交通、環衛為重點的市政建設全面展開,其規模、技術難度和投資,在國內市政建設史上是空前的。到1994年底,僅上海市政院勘察處就完成了千餘個取土試驗孔,3萬餘米鑽探深度,近2萬米靜力觸探,2千次標準貫入試驗,近千次十字板剪下試驗,約2萬隻土樣試驗,15個深約百米的全岩芯取樣和揭片攝影。在完成各類工程勘察中,手段多樣,針對性較強,為大橋工程進行深層旁壓試驗、跨孔波速、地脈動測試;為黃浦江上游引水工程過江管道進行重力、磁法初探和淺層剖面測試,探明水域上部障礙物和土層分布情況;為合流污水等深開挖工程進行深層承壓水頭測定等。採用鑽探和多種先進的原位測試相結合的勘探,提高工程質量和工作效率,保證重點工程順利進行。土工試驗按工程要求普遍開展了三軸剪下、高壓固結等力學試驗項目。重視原位測試成果和土工試驗指標相結合,綜合確定地基參數,從而提高勘察報告結論和對基礎方案、施工等建議的準確性,向岩土工程勘察方向延伸。室內資料整理全面套用計算機,圖件美觀、計算精確、縮短周期,提高了市政工程勘察的技術水平。

80年代中期至90年代初期,上海完成的重大市政工程勘察項目有恆豐北路立交橋、莘松高速公路、黃浦江上游引水工程、合流污水治理一期工程、南浦大橋、內環線高架路、楊浦大橋、外灘防汛牆加固等工程。其中主要的有:

1984年,上海市政院開始承擔黃浦江上游引水工程勘察,任務包括泵站、淨水廠、工作井和過江管、輸水管道、倒虹管等工程。4座泵站的初勘按100米×100米方格網布孔,孔深30~31米。採用取土孔與靜力觸探相結合,進行一般物理力學試驗。一期工程中的3座又進行了詳勘,按建(構)築物位置布孔和確定孔深。對樁基礎,按壓縮層厚度考慮,控制孔深為55米。勘探報告建議了樁基持力層,提供了樁側各層土的極限摩阻力和樁尖土的極限端承力。在過江管道工作井勘察中,每個工作井布置40~50米深取土孔2個,靜力觸探孔2個。在過江管兩側8~10米範圍內交錯布置鑽孔,孔距50米,孔深為管埋深下加2~3倍管徑,鑽孔終孔後,隨即封堵。同時在過江管軸線兩側各20米內進行物探,了解江中上部障礙物及地質分布情況。在管中心附近加密取土樣,每米取土1個。粉性土、粉砂土進行了標準貫入試驗,還進行了承壓水頭測定,地下水水質分析,了解場地的水文地質條件。全部土樣做了常規試驗、滲透試驗、全顆粒分析試驗,並做無側限抗壓強度試驗和高壓固結試驗等,為盾構施工提供不均勻係數。勘察報告除提供必要數據外,還提出了沉井和盾構施工的注意事項。其它部分工程勘察,也都按要求進行,保證了整個工程的順利施工。1986年,浦東段中汾涇倒虹管施工時發生滑坡,上海市政院隨即做了勘探。採用取土孔結合靜力觸探、十字板抗剪強度試驗等手段,分析事故原因是開挖堆土較高,離坑基較近,當時下雨,而井點降水又未按設計要求設定所致。提出的處理建議得到採納,撤銷了改道計畫。該勘察獲1989年上海市優秀勘察三等獎。

1985~1990年,上海市政院承擔了上海合流污水治理一期工程勘察,按設計勘察分三個階段進行。任務涉及所有管道、泵站和預處理廠。在詳勘階段,僅管道部分鑽孔就達300餘個。在採用頂管及隧道法施工的管段都加密取土,並配合工作井勘探,以取土孔配合靜力觸探孔,十字板剪下孔。土工試驗增做全顆粒、滲透、無側限抗壓強度、三軸不固結不排水試驗等,還根據土層情況測定承壓水頭。對泵站和污水處理廠,勘探點按構築物位置,以取土孔結合靜力觸探孔布置,對粉土、砂性土進行標準貫入試驗,判別在地震烈度為7度時液化的可能性、液化等級和強度。對大開挖施工場地,上部粉土增做滲透性試驗和粘性土中的無側限抗壓強度試驗,下部土層增做前期固結力和壓縮指數測定,以判別應力歷史和壓縮性能。彭越浦泵站為內徑60米,埋深23.4米沉井結構,詳勘由中船勘察院承擔,該勘察獲1994年上海市優秀勘察三等獎。因整個工程為世界銀行貸款項目,詳勘報告均按規定的要求和格式整理,並進行土樣揭片攝影,報告還出了英文本,進行了與國際接軌的一次實踐。

1988~1989年,上海市政院承擔了南浦大橋詳細勘察任務,(1959年和1979年,該院曾為建橋進行了兩次選址和可行性勘察,1987年又進行了可行性和初步勘察。在這些勘察中,最深鑽孔達96.5米。)在詳勘時,採用鑽探取土孔、靜力觸探孔及標準貫入孔相結合的手段進行。在主橋主墩鑽孔中,進行孔內旁壓試驗及查明地下障礙物的物探。主橋主墩按墩台四角及中心呈梅花形布孔,孔深60~90米,主橋副墩各布2個勘察孔,孔深35~45米,引橋段沿軸線兩側隔墩相錯交叉布孔,孔深20~60米。由於布孔合理,孔深恰當,比原方案節約勘察費用約1/3。對上部軟粘土進行了水平荷載試驗,對各土層試樣作了共振柱試驗,提供了剪下波速度值,採用泥漿護壁連續作業,取得了孔深完好土樣,採用邊貫入邊掃孔,下護套管方法,獲得了深層土完整的靜力觸探曲線。對獲得的各種試驗數據進行計算機處理分析,經綜合評價提出主橋直徑900毫米鋼管樁以⑦2密實砂層為樁基持力層,引橋400毫米×500毫米鋼筋混凝土預製樁或鑽孔灌注樁以⑦1粉層砂為樁基持力層。提供的單樁承載力與試樁結果基本吻合。預估/試樁結果為:浦東主橋墩,樁長47/51米,單樁極限承載力13230/12500(靜載)千牛。浦西主橋墩,樁長47/51米,單樁極限承載力13140 />11500(動測)千牛。南浦大橋的勘察,開創了在鬆散地基上興建特大型橋樑的先例。通車後,實測主橋墩沉降量僅4厘米。在南浦大橋勘察中獲得的成功經驗,後被用於楊浦大橋工程地質勘察中。該勘察獲1991年上海市優秀勘察二等獎。

1990年5月,上海市政院承擔楊浦大橋可行性勘察,1991年2月又承擔了初步勘察。1991年6月進行詳勘時,主橋主墩由上海勘察院承擔,主橋副墩和浦西引橋由上海市政院承擔,浦東引橋由上海城市建設設計院(簡稱上海城建院)承擔。控制孔深主橋主墩達120米,副墩達80米,引橋達60米,使用了當時幾乎所有的勘察測試手段。主橋墩採用直徑900毫米鋼管樁,以埋藏標高-52~-53米⑦2層作樁基持力層,單樁容許承載力6000千牛。浦西引橋採用45厘米×45厘米,長28米鋼筋混凝土預製樁,單樁容許承載力1100千牛,該勘察獲1993年上海市優秀勘察二等獎。

上海內環線高架道路的勘察,浦西段由上海市政院和上海勘察院分別承擔,浦東段由上海市政院承擔。一期勘察在80年代末完成,二期勘察在90年代初完成。其中上海市政院在1992年完成的羅山路楊高路立交工程勘察,獲1995年上海市優秀勘察二等獎。來源:考試大

二、港口工程

“一五”(1953~1957年)期間,上海市開始黃浦江兩岸老碼頭改擴建工程,工程地質勘察由交通部航務工程總局勘察總隊派出專門勘察隊伍來滬完成,或由船舶工業局上海勘測隊(現中船勘察院)等單位承擔。1958年初,交通部在上海組建上海築港工程局,局內設有設計室,配有土工試驗組和鑽探隊,專門負責港口工程勘察,1963年改名第三航務工程局設計室勘察隊(現第三航務工程勘察設計院勘察工程公司,簡稱三航院勘察公司)。1958~1990年,該單位完成華東地區沿海、沿江港區碼頭及配套工程地質勘察項目共1070項,其中屬上海市項目850項。

上海港建設經歷了三次建港高潮,推動了港口勘察技術發展。

1959~1962年為上海第一次建港高潮時期。港口建設以吳淞張華浜地區為起點,新建6個萬噸級深水泊位,並對一批碼頭進行擴建,主要有北票碼頭7、8泊位,改建匯山碼頭4泊位等項目。碼頭結構由現澆鋼筋混凝土框架改為預製安裝梁板式,樁基礎採用預應力空心樁,樁基勘察深度一般以鑽入埋深30米上下暗綠色硬土層內1米為限,在該硬土層缺失的地區,則鑽達40米以下的砂層內,最深達60米。剛組建的勘察隊伍經受了鍛鍊,摸索實踐逐步完善。1959年,張華浜3、4泊位打樁施工過快,發生軟土地滑動事故,交通部組織有關科研、設計單位專家會診處理。為查清原因,三航院勘察公司在張華浜地區前後進點勘探施工45次,完成了大量水上勘察任務。60年代末,總結一套特有的在軟土層中清水衝擊清孔鑽進工藝,和相應的直接成孔採樣的厚壁取土器,提高了水上鑽探效率和取土質量。原位測試較多地採用標準貫入試驗,室內試驗較多地進行軟土無側限抗壓強度試驗。當時勘察資料,均由室內土工試驗人員完成,70年代初,增加文字說明,改為探驗報告,以反映鑽探試驗成果。1970年,委託周家渡船廠製造了“滬工鑽1號”鑽探船。裝機動力為89.5千瓦(120馬力),為上海港第一艘港工勘察的專用船舶。在此期間,中船勘察院前身——華東勘察公司,除完成上海市浦江兩岸修、造船廠的水域碼頭和有關水工構築物工程勘察任務外,也承擔了部分上海港口工程的勘察任務。

1973~1978年是上海第二次建港高潮時期。1973年7月,三航院勘察公司承擔了石化總廠的陳山原油碼頭工程勘察任務。包括兩個2.5萬噸級泊位、一個碼頭和長900米的引橋。碼頭全部採用鋼樁墩式結構,1975年初工程勘察全部結束。在此期間還承擔了吳淞口、張華浜10餘座深水泊位改擴建及貨櫃專用泊位新建的勘察任務。1978年1月,承擔了寶鋼的港口碼頭群的工程勘察任務,工程包括原料碼頭、成品碼頭和內河碼頭等。該項工程勘察任務因項目多,工作量大,分期、分批進行,一直延至80年代後期才基本結束。由於這一時期港口建設迅速發展,三航院勘察公司經國家特允,從全國各地抽調一批工程勘察專業技術人員,擴增到近200人,技術隊伍素質有較大提高。1975年,委託上海滬東造船廠製造了適合海上作業的雙體鑽探船,80年代初,又改裝了一艘退役登入艇作為上海港第三條專用鑽探船,提高了水域勘探能力。勘察範圍由吳淞口內黃浦江上游,擴展至吳淞口外羅涇——寶山和外高橋及金山一帶。大噸位樁基設計要求勘察深度普遍由40米擴展到60米,為了提高港口水域勘察的效率和精度,進口了日本製造的淺地層剖面儀,交通部組織了水上勘探技術攻關組,重點解決水上靜力觸探技術和淺地層剖面儀在港口勘察中的套用,積累了資料,提高了水平。為了總結港口勘察經驗,統一技術標準,70年代後期,交通部組織了所屬各航務局的勘察、設計、科研以及河海大學等有關單位的科技人員,制定國內第一本《港口工程地質勘察規範》,1979年出版單行本。1982年起,三航院勘察公司將長期慣用的港口工程探驗報告,全部改為港口工程地質勘察報告,加強了工程地質條件分析與評價,提高了港口工程地質勘察質量與水平。1981年完成的張華浜貨櫃專用泊位工程地質勘察,獲1987年交通部優秀工程勘察一等獎。

1986年起,上海港建設進入第三次建港高潮時期,上海港又新建擁有萬噸級以上泊位的寶山、關港和朱家門3個裝卸作業區;改擴建了一大批碼頭泊位,吳淞口北側長江沿岸,從與江蘇交界的瀏河口,至吳淞口炮台灣一線,碼頭泊位已基本連成一片。外高橋新港區和外高橋電廠等碼頭群已建成,新的碼頭建設仍在進行。杭州灣北側以石化總廠碼頭群為中心,電廠、油庫等各種碼頭正在快速崛起。這一時期上海港工程勘察的特點是:地域新、條件差、任務重、時間緊、要求高。上海港口工程勘察隊伍經受了考驗,除三航院勘察公司發揮主力作用外,中船勘察院、國家海洋局海洋地質大隊等單位也參與了上海港口有關的工程勘察的任務。三航院勘察公司對水上勘探技術作了進一步改進,完善了水上水沖清孔鑽進工藝,充實了泥漿循環成孔工藝、麻花鑽進工藝、岩心管鑽進工藝和水上薄壁取土器工藝等。為適應軟土勘察需要,研製成功薄壁取土器系列,1990年經交通部組織鑑定,達到國際先進水平。積長期水上勘探經驗,已有了迎潮擱灘、簡易回填、簡便台架、潮間測試等一整套水域各類原位測試操作經驗,提高水域原位測試能力與精度。同時引進英國劍橋自鑽式旁壓儀,為研究地基土水平受力特徵提供有效的原位測試手段。工程地質報告編寫和資料整理,採用計算機處理技術,加強了地基與基礎方面的論證分析,向“岩土工程勘察報告”延伸。

三、鐵路工程

上海自清光緒二年(1876年)建設淞滬鐵路以來,至1949年,雖已建有滬寧、滬杭幹線和淞滬、真(如)西(站)、新(龍華)日(暉)支線。但上海鐵路局無工程地質勘察專業隊伍,勘察工作主要是明挖試坑或用人力鑽探,憑工程技術人員的經驗處理。1950年,上海鐵路局成立了土工試驗室,1953年擴充為勘測隊。1958年擴編成三個綜合勘測設計隊,後又幾經變動,1973年成立上海鐵路勘測設計所,1990年更名為上海鐵路局勘測設計院(簡稱上海鐵勘院),有職工447人,其中勘測隊84人。1953~1993年,該院總計完成鐵路工程地質勘測項目5000餘項,其中直接與上海市有關的工程約1500項。

50年代期間,上海鐵勘院承擔的新建鐵路工程地質勘察有:津浦、滬寧、滬杭線複線工程和寧蕪線等技改工程。上海地區的鐵路支線有新(橋)閔(行)線、南(翔)何(家灣)線、南(翔)新(橋)環線(現滬杭環線一部分)、吳(涇)閔(行)線。鐵路專用線有:上鋼一廠、上鋼三廠(即吳(涇)周(家渡)支線,浦東段1962年拆除)、上鋼五廠、吳涇熱電廠、焦化廠、閔行重機廠、鍋爐廠、電機廠、汽輪機廠。鐵路編組站有南翔、新橋、何家灣和新龍華站改建工程。整治病害為主的工程主要有浙贛線司鋪紅岩層路基滑坡坍方處理、津浦線東葛——花旗營間路基軟土處理、肖甬線寧波軟土路基處理和曹娥江大橋等。這期間勘察隊伍從組建到逐步壯大,人員邊乾邊學。鑽探工具主要是捷克產50型鑽機和國產30型鑽機。機動鑽機鑽孔採用水沖法鑽進,遇有易產生坍孔的地層用套管進行護壁。使用取樣器採取土樣,供土工試驗,用提水器採取水樣進行水質化驗。需作地層滲透試驗的,利用水泵進行抽水試驗。

60年代,上海鐵路勘察工作配合調整工程建設項目,主要完成填平補齊滬寧、津浦線複線工程和上海鐵路樞紐等工程勘察。完成了南京梅山鋼鐵廠(9424工程)、徐州大屯煤礦、新余鋼鐵廠和上海港區、糧食等專用線的工程勘察。1966年後,受“文化大革命”影響,勘察隊伍調整,被撤併到施工單位,採取“邊勘測、邊設計、邊施工”的工作方法。1973年,為適應恢復經濟建設的需要,重新成立了上海鐵路勘測設計所,還從成都第二鐵路勘測設計院調來勘察技術力量,帶來了電探儀、直剪儀和100型工程鑽機等,並研製組裝了靜力觸探儀,提高了綜合勘察技術能力。在這期間,恢復了滬寧、滬杭鐵路複線工程的建設和安徽巢湖水泥廠、上海上糧七庫專用線,金山支線等工程總計約完成1250項工程地質勘察。由於這一期間的工程多建在軟土地區,設計要求較高,勘察中較多套用了靜力觸探等原位測試技術,從而提高了樁基工程勘察技術水平。在金山支線工程中,對一般位於軟基處小型橋樑、立交橋改樁基為箱形基礎,有的用擴大砂樁、砂墊、短樁等不同方法處理。對黃浦江上第一座大橋(松浦公路鐵路兩用橋),正橋水中墩用直徑1.25米鋼管樁,連岸橋台和8座公鐵共用墩台採用直徑1.25米灌注樁,其餘均為直徑55厘米鋼筋混凝土樁。均獲得成功。

80年代是華東區鐵路重點發展建設時期。上海處樞紐地位,為此加速了上海地區鐵路建設步伐。這一時期完成的主要工程勘察項目有:上海新客站、寶鋼支線、南何支線部分複線、υ邃捍笄擰⑸蝦5靨車輛段和鎮(江)大(港)地方鐵路等約2000項任務。其中上海新客站線路站場工程,1990年獲國家優質工程銀質獎。這一時期開展的工程建設多處於河網地區軟土地基,因軟土具高壓縮性,低強度,且有流變、觸變性質,天然地基承載力受允許沉降的限制,工程技術要求高。在滬寧線江橋、黃渡立交橋、薀藻浜大橋等橋頭兩端,路基高度嚴格控制在4~5米,超高填築路基一般需採用反壓護道、砂墊石、砂樁或袋裝砂井,塑性排水板等方法排水固結,加固處理。對中小型橋樑推廣採用箱式結構基礎,降低了造價,縮短了工期。滬杭線位於杭嘉湖水網地帶,複線工程路基在大橋兩端的軟土地基上,需要處理的地段共有3113延長米。南翔編組站在駝峰一、二、三部位緩行器前後,路基高達6米的軟土地基上,超過了臨界高度,經採取底部鋪設砂墊層及豎向打入spb型塑膠排水板,並進行超載預壓,使土層達到排水固結提高強度措施,滿足了後期沉降小於10厘米的技術要求。

1991~1994年,完成主要工程地質勘察項目有:浦東鐵路、富陽地方鐵路、小富春江、黃渡(立交橋)大橋和浙贛、滬杭線部分複線工程712項。其中浦東鐵路、富陽地方鐵路新線項目尚未施工。其餘工程項目都已完成,為完善華東鐵路網路運行發揮了巨大作用。這幾年來工程勘察技術有很大進步,鑽機輕便、機械化有很大改進,原位測試多樣化,自動記錄和微機技術已在勘察測試、資料整理、土工試驗中推廣套用,提高了鐵路工程勘察的效率與質量。

四、隧道工程

1958年8月,中共上海市委指示“積極籌建上海地下鐵道”,批准成立“上海市地下鐵道籌建處”,進行規劃和試驗研究。以上海城市建設局規劃設計院勘察總隊為主,組織上海民用院、上海勘察院、上海市人民委員會石油普查大隊等單位對地下鐵道、越江隧道進行地質普查。1958~1963年,共完成地下鐵道淺埋、中埋、深埋地質普查鑽孔1058隻,進尺79762.04米。1965年上海市隧道工程設計院成立。1976年組建隧道設計研究所勘察隊,機構幾經變遷。1985年4月,恢復上海市隧道工程設計院(簡稱上海隧道院)。1985~1990年,共完成地下鐵道、各類工程隧道、地下立交、過江隧道等大型工程(不包括地面建築)地質勘察47項。

上海地下鐵道的規劃論證和地質普查始於50年代,持續30年之久,前後共提出近30個建設方案。至1986年,地下鐵道路網規劃了8條,總長度176公里。越江隧道共規劃延安路、復興路、董家渡、江邊路、打浦路、謹記路等6條。60年代中期以前,對深埋地下鐵道進行普查和實勘,鑽孔深度在250~350米(即深入新鮮基岩內30米),這類鑽孔170餘只,進尺39605.66米,占當時工作量的49.3%,初步查明上海市區線路範圍內基岩埋藏深度、岩性分布、地質構造、主要斷裂帶的分布和覆蓋的分布規律;中埋鑽孔深度150~180米,主要查明180米附近,即⑩層雜色(褐黃色為主)粘性土層的分布規律和特徵,進尺15387米,占當時工作量的19.3%。

1965~1968年,地質部上海水文地質二大隊完成了打浦路越江隧道初步勘察、詳細勘察任務。江底隧道頂最大埋深為-19.41米,採用盾構在軟流塑軟土層中施工,於1970年建成,投入使用。

1978~1981年,上海隧道設計研究所勘察隊完成了延安東路隧道初步設計階段的工程地質勘察,1982年完成詳細勘察,1985~1986年進行了補充勘察。1985年,由地礦部海洋地質局物探大隊專門為此進行了物探工作,查明江底地形變化以及水下是否有疑存物等。延安東路隧道沿線水文地質、工程地質情況複雜,隧道經過地層為飽和含水、軟流塑、高壓縮性土層,浦西經古河道(洋涇浜)有巨厚填土,浦東為砂質粉土層,砂層伸向黃浦江,給盾構施工帶來很大困難,江中覆土5.8米處,其中亦有1~2米透水的砂質粉土,給江底盾構施工帶來威脅。經過加強地質勘察,進行地基處理,實行施工監控等,取得了效果。該隧道於1988年12月試通車,1989年5月1日正式通車運營。

1978年,上海隧道院勘察隊為捷運一號線方案進行了可行性階段勘察,南起漕溪路,北至人民廣場,按孔距100米布點,孔深30米,查明沿線地質基本情況。捷運一號線總圖確定後,上海隧道院勘察隊經8個月完成詳細勘察,勘察範圍為沿捷運軸線兩側25米,孔距為50~100米。1989年5月,地礦部海洋地質局物探大隊又進行了淺層地震勘探,著重查清沿線深30米內土層中的粉土、粉砂層。工程所處地層在蘇州河以南基本為飽和含水流塑軟塑粘土層,土體抗剪強度低,含水量高達40%以上,靈敏度在4~5,屬高壓縮性,並具有較大的流變性。土體經擾動後明顯降低強度和壓縮模量,且在長期間內進行固結和次固結沉降。在蘇州河以北地區,遇到飽和含水疏鬆砂性土,在動水壓力下易發生流砂現象。捷運穿越市中心區,街道狹窄,最窄處僅20米左右,與車站外寬相近,街道兩旁建築密麻,地下管線密布,很多靠近車站或隧道。工程地質、水文地質和市中心區市政環境對工程設計與施工極為困難。捷運建成後,沿線附近進行深基坑和樁基工程等載入和卸載的施工,會引起捷運區間隧道和車站的位移而影響捷運正常使用。對此,如何進行預測和防治,也是當時國內外很大的難題。面對這些困難,在工程實踐中進行了技術攻關,取得經驗。1號盾構由上體館站向中間接收井推進時,隧道軸線與滬杭鐵路南環線斜交(約50°),盾構穿越鐵路段覆土深度7.3米左右。最大隆起量≤10毫米,一個月內累計沉降量≤30毫米;沉降速率≤4毫米/小時。捷運一號線工程於1990年3月正式施工,1994年12月竣工投入運行。

延安東路隧道和捷運一號線的勘察除沿用傳統的鑽探、取樣、土工試驗方法外,還採用靜力觸探、標準貫入試驗等原位測試手段和地球物理探測新技術。原位測試孔在延安東路隧道初勘時約占40%,詳勘階段提高到65%。地下鐵道一號線原位測試孔不少於30%,採用荷蘭孔壓靜力觸探儀,可測定土的超孔隙水和孔隙水壓力的消散曲線,提供土的滲透參數,這些資料對地下工程安全和高質量施工提供了可靠保障。延安東路隧道複線和捷運一號線,部分原狀土樣,採用連續取土器和薄壁取土器。根據地下工程特點,為滿足設計和施工需要,必須對隧道沿線土層,特別是對盾構危害最大的砂性土,要詳細分層,為此,地下鐵道和越江隧道勘察時,約1/4的鑽孔連續取土。採用荷蘭引進的連續取土器,一次可連續取土2米,該取土器內裝有尼龍襪套,減少土與取土器壁摩擦力。與此同時,上海隧道院自行設計研製薄壁連續取土器,取得階段性成果。90年代初,研究同位素c137s(銫)靜力觸探密度探測儀取得成功,填補了國內空白。