綠色勘察在阿布賈（Abuja）城軌項目工程勘察中的運用

阿布賈（Abuja）位于西非熱帶雨淋與沙漠的過渡地帶，生態(tài)環(huán)境十分脆弱，在其城軌項目的工程勘察中，為有效保護和減少地質(zhì)勘察工作對自然生態(tài)環(huán)境的影響，工程地質(zhì)勘察全過程實施“綠色化”“生態(tài)化”，取到良好效果和聲譽，是中國勘察理念走出去并立足非洲市場的又一典范。就項目綠色勘察所采用的工藝、工法及保護措施進行總結(jié)，對于從事類似工程地質(zhì)環(huán)境條件下的海外工程地質(zhì)勘察項目的人員及管理具有一定的參考借鑒意義。

綠色勘察； 保護； 生態(tài)環(huán)境； 運用； 總結(jié)

P624 A

［定稿日期］2022-05-25

［作者簡介］龍清亮（1972—），男，本科，高級工程師，主要從事工程地質(zhì)勘察工作。

1 概述

1.1 項目概述

阿布賈（Abuja）為尼日利亞國（Nigeria）首都聯(lián)邦區(qū)，位于非洲西部，其城市軌道交通工程項目（簡稱城軌項目）由3條線路組成，主要連接阿布賈（Abuja）市中心與首都國際機場、庫巴（Kuba）衛(wèi)星城及首都工業(yè)園區(qū)，總長77.78 km。于2007年與中國簽約，合同總額16.15億美元，其中中國進出口銀行優(yōu)貸5億美元，其余為當?shù)嘏涮踪Y金，合同建設(shè)工期4年，為EPC交鑰匙工程。業(yè)主是尼日利亞（Nigeria）聯(lián)邦首都地區(qū)部，咨詢單位為比利時（Belgium）超弦鐵路咨詢有限公司（Transurb Technirail Consult Ltd）。是一條由中國主導(dǎo)的集融資、設(shè)計、施工、機電設(shè)備、機車車輛、運營于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈“走出去”城市軌道交通項目，是中非合作論壇約翰內(nèi)斯堡峰會召開以后的一項重要合作成果，也是由中國主導(dǎo)發(fā)起的“一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略的重要體現(xiàn)，并成為習(xí)主席提出的實施“走出去”和“投建營一體化”全產(chǎn)業(yè)鏈的成功范例。

本工程是尼日利亞國（Nigeria）第一條也是西非地區(qū)第一條正式開始實施的城市軌道項目。采用中國鐵路技術(shù)標準，標準軌距、雙線、設(shè)計速度目標100 km/h、正線采用無縫線路、車輛段停車場采用普通線路、內(nèi)燃牽引、2動2拖4節(jié)編組、工程遠期預(yù)留電氣化條件。項目實施有效緩解阿布賈（Abuja）市政道路交通壓力，為首都地區(qū)的發(fā)展注入新活力，對推動首都及周邊區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。項目的建成具有強大的國際效應(yīng)，也是中國標準走出去的重要典范。

1.2 工程概況

項目主要由路基工程（含車站）及橋梁工程組成，無隧道工程。3條線合計設(shè)28座鐵路橋、10座框架橋、18 座人行天橋、25座跨線公路橋、102座涵洞；路基以小填小挖為主，合計開挖土石方842.5萬m3，填方28.12萬m3；合計車站32座，建筑總面積165 583 m3（站內(nèi)房屋123 532 m3，站臺天橋雨棚共139 526 m3，站外附屬房屋12 525 m3）。車輛段2個，段內(nèi)共61個建筑，總建筑面積170 021 m3。

1.3 自然地理及地質(zhì)特征概況

阿布賈（Abuja）位于尼日利亞（Nigeria）東北部豪撒平原上，屬高平原侵蝕、剝蝕地貌，海拔380～430 m，地形起伏不大，相對平坦開闊，局部有孤山，地貌概況見圖1。

場區(qū)地表第四系覆土厚度不大，一般坡面地帶厚0～2 m，干硬狀，砂性強，低洼地帶分布季節(jié)性軟土層，厚1～5 m，雨季泡水飽而松軟，旱季失水干硬；下伏基巖為前寒武系變質(zhì)巖之混合巖、片麻巖、片巖等，屬硬質(zhì)巖類，巖體風(fēng)化差異明顯，全風(fēng)化帶（W4）～強風(fēng)化帶（W3）厚一般10～30 m，局部厚達40 m，巖層全風(fēng)化帶（W4）情況見圖2。由于巖體風(fēng)化層（W4+W3）厚度較大，是區(qū)內(nèi)主要的含水地層，也是當?shù)鼐用耧嬘盟娜?、供水層位?/p>

2 綠色勘察的運用

綠色勘察是一個系統(tǒng)工程，其理念為3個方面內(nèi)容，其一是減少施工過程中對環(huán)境的擾動；其二是減少施工過程中污染物對環(huán)境的影響；其三是加強施工完成后對生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)治理［1］。本著為滿足業(yè)主要求和保護當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境需要，阿布賈（Abuja）城軌項目地質(zhì)勘察要求全程推行綠色勘察理念［2］，從項目勘察管理制度的制定、勘察方法的選用、鉆孔前的措施、鉆進過程的防護、鉆孔結(jié)束后的恢復(fù)處理等均要有嚴格的要求和管控，用制度管控施工，全程達到綠色勘察要求，完成勘察工作的同進也要達到了對環(huán)境更好的保護［3］，項目的成功實施為中國綠色勘察理念和技術(shù)真正走出去，在非洲廣大的勘察市場樹立了典范。

2.1 勘察制度的制定

項目開始前制定綠色勘察管理相關(guān)制度，明確綠色勘察管理方法、獎罰細則和由多項具體措施構(gòu)成的實施方案，并在員工培訓(xùn)中大力宣講，做到人人參與，人人知曉，并設(shè)置項目組，依據(jù)建設(shè)工程項目管理進行管理，以PDCA循環(huán)（行劃、實施、檢查、改善）或以“計劃到位、責(zé)任到位、檢查到位、激勵到位”簡單有效的管理模式執(zhí)行具體措施，同時建立特定項目環(huán)境事件風(fēng)險識別、治理與應(yīng)急預(yù)案等制度，明確綠色勘察目標和技術(shù)手段，加強施工人員綠色勘察意識，嚴格管理施工人員行為，強化過程責(zé)任［4-5］。

2.2 勘察方法的選用

結(jié)合場區(qū)地形地貌、工程地質(zhì)條件及工程具體設(shè)置情況，采用占地少、對地表環(huán)境破壞性小、鉆進速度快、先進便攜、搬遷方便的輕便型勘察設(shè)備和環(huán)保型的鉆孔防護措施，并以原位測試代替機動鉆孔、以鉆孔代替探槽減少對地表開挖破壞的原則開展全線地質(zhì)勘察工作。

2.2.1 路基（含站場）工程

位于溝槽且分布有軟土層的特殊路基地段，以雙橋靜力觸探為主，選取一定數(shù)量的靜力觸探孔施作孔內(nèi)十字板剪切試驗，同時每個段落單獨施作1～3孔次的全孔動力觸探試驗，另外每個段落再施作1～3個機動鉆孔以采取原狀樣品和進行標準貫入試驗，各勘察方法相互對比印證，求取各土層的物理力學(xué)指標；對于未分布有軟土層的一般坡面路基地段，采用背包鉆機勘探，能快速搬遷和快速完成，很好地查清了地層地構(gòu)，達到設(shè)計要求，對生態(tài)環(huán)境基本未產(chǎn)生影響。

2.2.2 橋梁工程

橋梁工程為本項目的重點結(jié)構(gòu)工程，也為重點勘察的主體工程，勘察孔分一般性鉆孔和控制性鉆孔，一般性鉆孔占橋梁鉆孔的2/3，其余為探制性鉆孔。一般性鉆孔采用背包鉆機實施，鉆入基巖弱風(fēng)化層（W2）不小于5 m即可終孔，而控制性鉆孔則采用YQZ-30型液壓輕便鉆機，需鉆至基巖弱風(fēng)化層（W2）不小于10 m，也為采取一樣數(shù)量原狀土樣和巖石樣品的鉆孔，這滿足取樣要求，孔徑不小于91 mm，相對于國內(nèi)的重型鉆機，這種型號的鉆機在本場地勘察中的優(yōu)點突出，鉆機輕便、拆遷搬運快、占地小、鉆進速度較快，可大大減少施工過程的輔助時間，提高施工效率［6］，每個鉆孔的施鉆時間基本在一天內(nèi)完成，同時對地表的破壞較小，鉆孔結(jié)束后對地表的恢復(fù)也較容易，采用這種輕便快速的鉆機，施鉆過程對生態(tài)環(huán)境的影響已降到最低。

2.2.3 站后及相關(guān)工程

由于站后房建規(guī)模不大，基本采用獨立基礎(chǔ)，對地基的要求不高，因此以背包鉆機勘察為主，每個車站工程再用YQZ-30型輕便型鉆機進行1～3孔控制性鉆孔，并施作標準貫入試驗或動力觸探試驗等原位測試及采取原狀巖（土）樣品的工作。

2.2.4 鉆進沖洗液采用環(huán)保型泥漿

由于當?shù)鼐用窈凸S沒有統(tǒng)一完善的市政供水系統(tǒng)，其飲用水均采用的自打井取水的方式供給，打井一般30～50 m，抽取的全是基巖全風(fēng)化層（W4）—強風(fēng)化層（W3）等地表淺層的孔隙潛水，此層水深受地表水及地表活動的影響，因此鉆孔要盡量減少對地下水體的影響和危害［7］，特別是鉆探?jīng)_洗液的選用需慎重，常規(guī)鉆孔采用的泥漿沖洗液原材料對環(huán)境存在一定的潛在污染和毒性危害，將使鉆探施工泥漿廢料成為地質(zhì)勘察過程中的一大污染源［8］，已不能在本項目勘察中常規(guī)使用，因此本項目選用生物聚合物環(huán)保型泥漿，雖然這種材料價格較常規(guī)沖洗液的高很多，但其在鉆探過程中不僅能更好地起到潤滑、防塌、封堵、抑制等作用，還能滿足生物的自然降解，不會破壞外界的酸堿平衡，且無毒性，避免泥漿組分以及廢漿液對環(huán)境產(chǎn)生污染，特別是對地下水體的破壞影響，更好地實現(xiàn)了生產(chǎn)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2.3 開鉆前的準備工作及保護措施

（1）人工搬運機具和工作通行盡量利用原有道路，盡可減少新修建道路和對樹木砍伐及破壞植被。

（2）鉆孔機臺盡量減少開挖，一般地段盡量不挖，以方木條（板）輔以墊平的原則，位于斜坡地段的鉆孔，采用半挖半填的方式，開挖部分的土體裝編織袋堆碼在另一側(cè)的方式筑平機臺，較陡地段采用腳手架依山勢搭建。同時在機臺下部必須鋪設(shè)塑料布、防滲布等地面隔層措施，以防循環(huán)液及機具油料滲入地下土體造成污染。位于居民區(qū)、工廠房、林地耕地、城市內(nèi)場地的鉆孔其相關(guān)設(shè)備底座加設(shè)防護墊層，使之與地面隔離。開挖地段地表均要先對地表植被進行揭層，并將草皮擺放在附近加以保護，以便完孔后及時恢復(fù)。

（3）準備配套齊全的鉆探設(shè)備，達到快速開鉆，快速結(jié)束的有序進行。

（4）循環(huán)池就近開挖并用防滲布鋪設(shè)防滲，防止循環(huán)液滲處地下。

（5）城市或人口密集的地段，設(shè)置彩鋼板圍護欄，一方面防圍觀引起安全問題，另一方面也達到了一定的隔音效果，降低了噪音，減少對周邊居民的影響。

（6）設(shè)施非必要不進入場地，場地應(yīng)盡量簡潔整齊，所有設(shè)備器具歸類擺放整齊，并懸掛必要的警示牌、施工牌等，禁止非施工人員進入場地。

（7）場地附近設(shè)塑料桶或垃圾袋等，用于置放廢棄物和生活垃圾，每天清理。

2.4 鉆進中的防護措施

（1）鑒于設(shè)備的動力，通過測試，地表土層及全風(fēng)化帶（W4）厚度小于15 m的地段，下套管和拔管是可行的，反之就難以實現(xiàn)，因此，在地表土層及全風(fēng)化帶（W4）厚度小于15 m的地段鉆孔采用下套管跟管鉆進，而下伏完整基巖使用清水鉆進；對于厚度大于15 m的地段難以下套管，由于基巖風(fēng)化層呈砂礫狀，膠結(jié)性差、水敏性強、易坍塌漏失、泥砂質(zhì)成分易被沖蝕，鉆探過程中如沒有沖洗液的防護將會造成嚴重垮孔，重者引起地面塌陷，因而此范圍內(nèi)鉆探就采用生物聚合物環(huán)保型沖洗液材料防護鉆進，沖洗液流入循環(huán)池中循環(huán)使用，嚴禁流于坡面上，污染環(huán)境。跟管和清水鉆進以及一定深度內(nèi)才使用環(huán)保型沖洗液對環(huán)境的影響已降到最低程度，有效化解地質(zhì)勘察工作和生態(tài)環(huán)境保護之間的矛盾。

（2）加強對鉆機等設(shè)備的日常管理和開鉆前的維護檢查，確保機具狀況良好，防止油料泄露，污染環(huán)境。

（3）對已廢棄的機具配件、破損巖心箱、生活垃圾等及時清理到當?shù)乩幚韴?，不能隨意丟棄，更不得向流水中傾倒。

（4）快速鉆進和完成試驗、取樣工作，快速完成鉆探作業(yè)，減少在每個場地的停留時間和對鉆機臺附近植被的破壞。

（5）地質(zhì)技術(shù)人員在鉆孔結(jié)束后盡快驗孔并處理掉巖芯，如重點鉆孔咨詢工程師需要查看但又不能及時到場的情況時，先將巖芯運回住地保存以便后期核查。

2.5 鉆孔結(jié)束后的恢復(fù)處理

（1）鉆孔結(jié)束后收走所有的設(shè)備、設(shè)施，原地除巖芯外不遺留任何廢棄物。

（2）終孔24 h，在量測鉆孔穩(wěn)定水位完成時后，將巖芯丟入鉆孔中并封孔，對機臺因場地平整開挖部分和泥漿池進行回填，盡量恢復(fù)原地貌，并將先前保存的草皮復(fù)位，在城市綠化帶或公共綠化區(qū)域，如草皮復(fù)位不夠，則需另購草皮以完全復(fù)原，有特別要求的地段，可進行人工植花草、苗木等。

3 綠色勘察的運用效果評價

3.1 勘察工作取得了業(yè)主及地方人民的支持和贊揚

勘察過程所采取的防護舉措有效地保護了生態(tài)環(huán)境，效果有目共睹，基本達到了“零排放”和“零污染”，成功化解了工程地質(zhì)勘察工作和脆弱的生態(tài)環(huán)境保護之間的矛盾，贏得了業(yè)主及當?shù)叵嚓P(guān)政府部門的大力支持和贊揚，同時獲得了當?shù)厝嗣袢罕妼Φ刭|(zhì)勘察工作的理解和較高評價。

3.2 勘察成果得到了咨詢方的高度認可

通過大量的靜力觸探試驗、十字板剪切試驗、動力觸探試驗、標準慣入試驗等原位測試成果結(jié)合原狀樣品的室內(nèi)分析成果，充分查清了各巖土層的物理力學(xué)參數(shù)，大量的原位測試數(shù)據(jù)和室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)運用完全迎合了國際咨詢工程師一貫特別注重數(shù)據(jù)支撐工程設(shè)計的理念，加之開展的一定量的工程機動鉆孔，對于場區(qū)相對間單的工程地質(zhì)條件來說已完全能查清地層巖性及地層結(jié)構(gòu)，滿足設(shè)計要求和工程施工需要，因此勘察成果資料每次提交都得到咨詢方的高度認可和驗收，均第一時間同意開放設(shè)計，減少了很多的解釋和協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)。

3.3 勘察資料的準確性得到了施工和運營的檢驗

本項目在施工中沒有出現(xiàn)一處因地質(zhì)資料不符而產(chǎn)生的變更，說明勘察地質(zhì)成果詳實、準確，同時本項目2017年通車運營至今，沒有出現(xiàn)工程質(zhì)量問題，工程狀態(tài)良好，通過了安全運營檢驗，達到了預(yù)期的目的，得到了業(yè)主的充分肯定。

4 結(jié)束語

（1）在海外EPC項目中，業(yè)主往往委托一家專門的咨詢工程單位進行項目管理，咨詢工程師具有極大權(quán)力，工程勘察階段和施工中任何方案均要得到他們的充分認同，滿足他們的要求才能開展，否則一律白費，且還會遭到停工整改的處罰。這個項目的地質(zhì)勘察完全按他們的要求進行，較好地保護了環(huán)境，取到了極佳的效果，為中方在尼國開展EPC項目特別是地質(zhì)勘察的綠色行動打下扎實的基礎(chǔ)，為以后開展其他項目作好了示范，值得總結(jié)和借鑒。

（2）大量采用原位測試代替鉆孔，采用背包鉆機和輕便型鉆機代替重型鉆機，設(shè)備輕便易操作，拆遷搬運速度快，能快速開展工作，大大節(jié)約了人力、材料和時間的成本，增加了單位的利潤，同時也滿足咨詢工程師的要求和工程設(shè)計的實際需要，結(jié)果皆大歡喜。

（3）施鉆過程中輔以諸多環(huán)保型的保護措施，雖然給工作增加了很多麻煩和一定成本的投入，但勘察過程中沒有受到咨詢工程師的停工整改和當?shù)厝罕姷淖韫ぜm纏，更沒有因污染索賠的情況，勘察工作進展順利，間接節(jié)約了諸多成本，從國際工程項目實施過程的艱難程度來說這對勘察單位是非常有利的。

（4）本項目獲得了中國對外承包工程商會評選的“2019境外可持續(xù)基礎(chǔ)設(shè)施項目獎”和中國施工企業(yè)管理協(xié)會綠色建造工作委員會頒發(fā)的“綠色設(shè)計國家優(yōu)質(zhì)工程獎”，這2個獎項中工程地質(zhì)勘察推行的綠色勘察成果有沉甸甸的份量。

（5）隨著世界各國對生態(tài)環(huán)境保護工作的不斷推進，人們的環(huán)境保護意識越來越強烈，綠色勘察也將成為常態(tài)化的工程地質(zhì)勘察體系，地勘單位必須順應(yīng)時代發(fā)展的要求，大力推進綠色勘察技術(shù)，才能推動地勘行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，特別是國際工程的勘察，讓中國技術(shù)真正走出去和走得更遠。

參考文獻

［1］ 岳永東，譚春亮，宋殿蘭，等.基于綠色勘查的淺鉆技術(shù)在淺覆蓋區(qū)填圖中的應(yīng)用研究［J］.探礦工程，2018（12）：5-11.

［2］ 宋祥昌，李興兵. 綠色勘查方法技術(shù)探索與實踐［J］. 西部探礦工程，2018（9）：181-185.

［3］ 劉海聲，穆元紅，劉鵬，等.綠色勘查技術(shù)在青海格爾木銅金山礦區(qū)鉆探施工的應(yīng)用分析［J］.探礦工程（巖土鉆掘工程），2017，44（3）：27-30.

［4］ 張新虎，劉建宏，黃萬堂，等.綠色勘查理念：認知、探索與實踐［J］.甘肅地質(zhì)，2017，26（1）：1-7.

［5］ 賈占宏，高元宏，梁儉，等.綠色地質(zhì)勘查綜合技術(shù)應(yīng)用分析［Ｊ］.探礦工程（巖土鉆掘工程），2017，44（4）：1-4.

［6］ 雷曉力，張瑤，張福良，等. 新時期我國綠色勘查典型實踐與技術(shù)應(yīng)用研究［J］.中國礦業(yè)，2019（S2）：124-128.

［7］ 李在文.樹立綠色理念，倡導(dǎo)綠色勘查［J］.貴州地質(zhì)，2012，29（3）：161-162.

［8］ 吳金生，李子章，李政昭，等.綠色勘察中減少探礦工程對環(huán)境影響的技術(shù)方法［J］. 探礦工程，2016（10）：112-116.