2021市優(yōu) | 中國北京世界園藝博覽會巖土工程勘察設(shè)計咨詢、專項水文地質(zhì)評估、工程檢測監(jiān)測一體化項目（工程勘察一等獎）

來源：北京工程勘察設(shè)計協(xié)會發(fā)布時間：2023-05-11

巖土

“北京市優(yōu)秀工程勘察設(shè)計獎”是由北京工程勘察設(shè)計協(xié)會主辦，北京市規(guī)劃和自然資源委員會指導(dǎo)的北京市勘察設(shè)計行業(yè)最高獎項，分為綜合獎、專項獎、單項獎三個類別。本屆獎項評選從2021年4月27日申報開始至7月30日初審結(jié)束，評審專家組嚴格按照“北京市優(yōu)秀工程勘察設(shè)計獎”評審要求，對申報項目進行認真篩選和綜合評價，經(jīng)北京工程勘察設(shè)計協(xié)會審定，最終評選出綜合獎519項，專項獎262項，單項獎123項。其中，工程勘察綜合獎（巖土）一等獎 15 項，二等獎 25 項，三等獎 30 項，現(xiàn)對一等獎獲獎項目成果進行展示如下：

中國北京世界園藝博覽會巖土工程勘察設(shè)計咨詢、專項水文地質(zhì)評估、工程檢測監(jiān)測一體化項目

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項目概況

風從東方來，春到媯水邊。2019年4月28日，中國北京世界園藝博覽會開幕式在北京延慶舉行，約110個國家和國際組織共赴本次綠色之約。習近平主席在開幕式上發(fā)表了以《共謀綠色生活，共建美麗家園》的重要講話，向世界傳遞中國堅定走綠色發(fā)展之路的決心和信心，發(fā)出全球攜手共建美麗家園的中國邀約。伴隨著盛大的開幕演出，北京世園會向世人敞開了大門，展示人與自然和諧共生的美麗身影。

▲ 世園會俯瞰圖

世園會園區(qū)坐落于北京市延慶區(qū)，是該地區(qū)迄今最大規(guī)模的工程建設(shè)。設(shè)計單位發(fā)揮了多專業(yè)綜合技術(shù)優(yōu)勢，歷經(jīng)5年，由工程勘察設(shè)計大師領(lǐng)銜，調(diào)動勘察分院、咨詢設(shè)計所、環(huán)境中心、檢測分院、能源分院等多個部門的專家團隊，為世園會提供了涵蓋巖土工程勘察、設(shè)計、咨詢、檢測、監(jiān)測、研發(fā)為一體的技術(shù)服務(wù)，提供各類技術(shù)成果60余份，不僅為本次盛會的順利召開保駕護航，更為以“綠色生活，美麗家園”為主題的世園會做出了自己的貢獻。

▲ 世園會中國館

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科技研發(fā)

助力科技世園、綠色世園

? 園區(qū)建設(shè)，地質(zhì)研究先行

為確保工程安全性和經(jīng)濟性，設(shè)計單位負責咨詢設(shè)計部門與能源分院，于2014年底即開展了“世園會園區(qū)地質(zhì)及巖土工程條件分析研究”，分析園區(qū)工程地質(zhì)條件適宜性，建立三維可視化地質(zhì)及水文地質(zhì)模型，研究園區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件和淺層地溫能、深層地熱開發(fā)的可行性，為園區(qū)后續(xù)的科學(xué)規(guī)劃設(shè)計提供技術(shù)支撐。

? 人工濕地科技攻關(guān)，服務(wù)綠色生態(tài)建設(shè)

2016年，設(shè)計單位負責咨詢設(shè)計部門在北京市科委的支持下，開展了“園區(qū)地下水環(huán)境及人工濕地基質(zhì)層設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”的科技研發(fā)工作。

本課題依托世園會擬建人工濕地，開展了地質(zhì)與水文地質(zhì)條件分析、基質(zhì)層設(shè)計技術(shù)、濕地選型技術(shù)、濕地運行對地下水環(huán)境的影響評價等方面的系統(tǒng)研究，北京地區(qū)濕地設(shè)計分析評價的環(huán)境水文地質(zhì)勘察技術(shù)要點。提出了人工濕地設(shè)計的室內(nèi)試驗技術(shù)和數(shù)值模擬技術(shù)，建立了人工濕地地表水與地下水的耦合模型分析技術(shù)，并成功用于人工濕地對地下水環(huán)境的影響評價。研究成果得到了市科委組織的專家評審的高度評價，并在后期的園區(qū)勘察設(shè)計工作中得到充分應(yīng)用。

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巖土工程勘察與水文地質(zhì)勘察

提供精準地基方案

設(shè)計單位共完成2019年世界園藝博覽會工程勘察項目25項，其中，市政基礎(chǔ)設(shè)計項目8項、公共綠化景觀項目16項及場館工程項目1項。除此以外，環(huán)境中心開展了媯汭湖專項水文地質(zhì)勘察，咨詢設(shè)計所基于研發(fā)成果，完成了公共綠化景觀項目（二期工程）人工濕地環(huán)境水文地質(zhì)勘察。部分核心項目勘察工作具體介紹如下：

? 天田山、永寧閣巖土工程勘察

天田山是2019北京世園會建設(shè)工程中首個竣工項目，由人工填筑而成，最大高度達28m，旨在打造“五谷豐登、山花爛漫”的梯田式花田景觀，并在山頂建造全園制高點和標志性建筑—永寧閣。

天田山為堆筑山體，存在山體沉降及人工邊坡穩(wěn)定性問題，場地條件特殊，同類工程經(jīng)驗少。為全面評價場地堆填土的工程性質(zhì)，提供經(jīng)濟合理的地基方案，在周宏磊總工程師帶領(lǐng)下，成立了由勘察分院、咨詢設(shè)計所及檢測分院等相關(guān)部門組成的“永寧閣專項勘察工作小組”，制定了“兩個階段勘察、三個階段對比分析”的專項勘察方案。利用天田山填筑不同時期的勘察資料，對比分析土層參數(shù)指標的變化情況，評價堆填土對性質(zhì)的影響以及填筑后隨時間推移工程性質(zhì)的變化情況。本項目勘察反映了地基土隨深度、時間、平面位置的不同工程性質(zhì)的差異，為永寧閣地基方案的設(shè)計和沉降分析，人工邊坡的設(shè)計和地基處理方式的選擇等提供了較好的參數(shù)依據(jù)。

▲ 專項勘察方案

? 中國館巖土工程勘察

中國館是世園會最重要的標志性建筑之一，屋面呈扇環(huán)形。主體建筑外圍為營造微地形均有不同高度的堆土，最大填方高度約10m。針對中國館的特點，設(shè)計單位結(jié)合場區(qū)地形條件、同類工程的勘察經(jīng)驗及已有資料，采用多種勘察手段，對場區(qū)地層結(jié)構(gòu)、地基土層的物理力學(xué)性質(zhì)和空間分布、地下水分布和水質(zhì)情況、地基的地震效應(yīng)及抗震設(shè)計基本條件等巖土工程條件進行評價，提供合理的地基方案，并對設(shè)計、施工方面可能涉及的工程問題提出技術(shù)建議。

? 水文勘察，助力海綿園區(qū)

世園會公共綠化景觀項目—媯汭湖為世園會主體景觀之一，充分體現(xiàn)了人與自然和諧共存的理念。項目建設(shè)不僅要查明場地的水文地質(zhì)條件，還要明確場地的土壤、地表水和地下水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，以便為實現(xiàn)人工湖蓄水、凈水功能提供背景資料。設(shè)計單位本著以環(huán)境為中心，科學(xué)治理精神和傳統(tǒng)結(jié)合創(chuàng)新、數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)用的理念，完成了該項目專項水文地質(zhì)勘察。

勘察工作在水文地質(zhì)參數(shù)獲取的同時開展了土壤、地下水、地表水的環(huán)境檢測；在分析媯水河水和地下水水力聯(lián)系的基礎(chǔ)上提出了地下水控制措施；利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建立三維地下水模型分析了湖底土質(zhì)分布差異對湖底滲漏量及對周邊環(huán)境相互影響。本項目為發(fā)展和踐行“海綿城市”提供技術(shù)支持，為更好的開展人工湖、濕地等綠色生態(tài)項目建設(shè)奠定水文地質(zhì)工作的基礎(chǔ)。

? 環(huán)境水文地質(zhì)勘察，服務(wù)濕地設(shè)計

設(shè)計單位咨詢設(shè)計部門開展了公共綠化景觀項目（二期工程）人工濕地環(huán)境水文地質(zhì)勘察工作。分析了現(xiàn)狀濕地內(nèi)地表水與周邊地下水之間的水量和水質(zhì)交換；利用包氣帶室內(nèi)隔污試驗，評價了擬建人工濕地下方包氣帶的防滲隔污性能；利用園區(qū)和濕地地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，建立了人工濕地與地下水的耦合模型（GW-SW模型），分析評價了人工濕地運行后對地下水環(huán)境（水量和水質(zhì)）的影響，對人工濕地的選址、建設(shè)和運行管理具有重要的指導(dǎo)意義。

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保障工程科學(xué)決策

? 考慮周邊施工影響的一體化巖土工程設(shè)計

設(shè)計單位咨詢設(shè)計部門為世園會提供了包括中國館、國際館、生活體驗館等主要場館的深基坑工程設(shè)計、地基處理設(shè)計、抗浮設(shè)計等17項技術(shù)服務(wù)。探索實踐了大場區(qū)多項目一體化同時施工相互影響條件下巖土工程設(shè)計技術(shù)方法，為工程安全提供可靠保障的同時實現(xiàn)了保護了周邊既有設(shè)施、綠化環(huán)境、地下水環(huán)境的巖土設(shè)計成果。

場區(qū)內(nèi)項目眾多，園區(qū)范圍內(nèi)環(huán)境復(fù)雜多變，增加了巖土工程設(shè)計難度。受周邊環(huán)境及結(jié)構(gòu)設(shè)計條件影響，各場館施工工序較復(fù)雜也造成了巖土設(shè)計難度的增加。例如，在國際館場地南側(cè)地基處理設(shè)計中，精心設(shè)計，細致研究各個工序之間的相互影響，詳細劃分工序，優(yōu)化設(shè)計計算模型，確保了設(shè)計成果的安全經(jīng)濟。不僅節(jié)約了大量投資，還顯著節(jié)約了工期。

? 地基基礎(chǔ)方案優(yōu)化咨詢

永寧閣建筑結(jié)構(gòu)體系限制-主體、高平臺、低平臺基礎(chǔ)錯落布置，不同基礎(chǔ)荷載差異較大，建筑物的地基基礎(chǔ)變形控制設(shè)計難度高。針對建筑物結(jié)構(gòu)及地基土特點，采用我院獨有的 PSFIA樁基協(xié)同作用沉降分析技術(shù)和數(shù)十年建筑沉降研究成果，考慮人工梯田堆填作用，針對復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)體系合理建立計算模型，獲得對建筑沉降的可靠分析。設(shè)計方依據(jù)協(xié)同成果對基礎(chǔ)布樁、結(jié)構(gòu)荷載方案進行優(yōu)化調(diào)整設(shè)計，為工程地基基礎(chǔ)方案的選擇與優(yōu)化提供了關(guān)鍵技術(shù)支持。

? 永寧閣邊坡穩(wěn)定性評估

基于天田山、永寧閣設(shè)計以及地基土體試驗成果，利用數(shù)值分析，對各種工況下永寧閣地基邊坡穩(wěn)定性進行評估分析，獲得了高填方邊坡的破壞模式（滑面位于淺層地基軟弱層），為邊坡防護設(shè)計提供了重要的技術(shù)支持。揭示了高填方邊坡與軟弱地基共同工作條件下的邊坡破壞模式，為邊坡工程設(shè)計提供了可靠依據(jù)。

? 天田山、永寧閣長期沉降咨詢

確保坐落于28m高度堆土形成的天田山之上永寧閣的基礎(chǔ)沉降滿足設(shè)計要求，是本工程的一個難題，國內(nèi)外也缺少相關(guān)的成功案例。基于設(shè)計單位勘察成果，咨詢設(shè)計所科技人員首次采用對大體量填方堆載作用下軟弱地基-高填方山體-復(fù)合地基-建筑共同工作下長期沉降分析技術(shù)，對天田山及永寧閣建筑的整個施工過程，包括天田山分層填筑、永寧閣復(fù)合地基、基礎(chǔ)以及建筑加載等工序，進行了分階段全過程模擬計算。咨詢工作為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了沉降控制關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)支持，為現(xiàn)場施工計劃的制訂提供關(guān)鍵時間節(jié)點依據(jù)，實現(xiàn)了大體量填方堆載作用下沉降隨時間發(fā)展變化的動態(tài)預(yù)測分析，為永寧閣基礎(chǔ)設(shè)計提供了關(guān)鍵的技術(shù)支撐，確保了永寧閣建筑物變形安全。

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信息化助力監(jiān)測

為世園會建設(shè)運維護航

設(shè)計單位承擔了園區(qū)主要場館基坑工程第三方監(jiān)測、建筑物沉降觀測及擋墻運維期安全監(jiān)測，依靠信息化監(jiān)測技術(shù)手段，為世園會安全建設(shè)及運維保駕護航。

基于數(shù)字全息、動態(tài)感知、安全防控、高質(zhì)量建營的理念，針對中國館、國際館、生活體驗館等重要建筑基坑、建筑周邊人工邊坡?lián)鯄Α⒅黧w結(jié)構(gòu)沉降特征，開展立體全息實時綜合監(jiān)測，掌握支護結(jié)構(gòu)體系和周邊環(huán)境的動態(tài)，全過程形成信息獲取-反饋的動態(tài)管理機制，通過信息反饋指導(dǎo)下一步的施工與運維，為園區(qū)主要場館工程施工信息化、建設(shè)規(guī)范化、管理標準化提供信息安全護航保障。

"北勘監(jiān)測"集現(xiàn)場監(jiān)測、現(xiàn)場巡視、巖土工程分析、風險管理等多專業(yè)集成的持續(xù)管控理念，實時動態(tài)掌控工程變形信息，敏銳捕捉監(jiān)測和巡視中的異常現(xiàn)象，及時進行信息反饋和預(yù)警處置，準確有效判斷工程的安全風險狀態(tài)，確保監(jiān)控信息綠色暢通。