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

來源：北京工程勘察設計協會發布時間：2023-05-11

巖土

“北京市優秀工程勘察設計獎”是由北京工程勘察設計協會主辦，北京市規劃和自然資源委員會指導的北京市勘察設計行業最高獎項，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日初審結束，評審專家組嚴格按照“北京市優秀工程勘察設計獎”評審要求，對申報項目進行認真篩選和綜合評價，經北京工程勘察設計協會審定，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計咨詢、專項水文地質評估、工程檢測監測一體化項目

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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展之路的決心和信心，發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

世園會園區坐落于北京市延慶區，是該地區迄今最大規模的工程建設。設計單位發揮了多專業綜合技術優勢，歷經5年，由工程勘察設計大師領銜，調動勘察分院、咨詢設計所、環境中心、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、設計、咨詢、檢測、監測、研發為一體的技術服務，提供各類技術成果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

助力科技世園、綠色世園

? 園區建設，地質研究先行

為確保工程安全性和經濟性，設計單位負責咨詢設計部門與能源分院，于2014年底即開展了“世園會園區地質及巖土工程條件分析研究”，分析園區工程地質條件適宜性，建立三維可視化地質及水文地質模型，研究園區環境地質條件和淺層地溫能、深層地熱開發的可行性，為園區后續的科學規劃設計提供技術支撐。

? 人工濕地科技攻關，服務綠色生態建設

2016年，設計單位負責咨詢設計部門在北京市科委的支持下，開展了“園區地下水環境及人工濕地基質層設計關鍵技術研究與應用”的科技研發工作。

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

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巖土工程勘察與水文地質勘察

提供精準地基方案

設計單位共完成2019年世界園藝博覽會工程勘察項目25項，其中，市政基礎設計項目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，環境中心開展了媯汭湖專項水文地質勘察，咨詢設計所基于研發成果，完成了公共綠化景觀項目（二期工程）人工濕地環境水文地質勘察。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定性問題，場地條件特殊，同類工程經驗少。為全面評價場地堆填土的工程性質，提供經濟合理的地基方案，在周宏磊總工程師帶領下，成立了由勘察分院、咨詢設計所及檢測分院等相關部門組成的“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，對比分析土層參數指標的變化情況，評價堆填土對性質的影響以及填筑后隨時間推移工程性質的變化情況。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的差異，為永寧閣地基方案的設計和沉降分析，人工邊坡的設計和地基處理方式的選擇等提供了較好的參數依據。

▲ 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，設計單位結合場區地形條件、同類工程的勘察經驗及已有資料，采用多種勘察手段，對場區地層結構、地基土層的物理力學性質和空間分布、地下水分布和水質情況、地基的地震效應及抗震設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，并對設計、施工方面可能涉及的工程問題提出技術建議。

? 水文勘察，助力海綿園區

世園會公共綠化景觀項目—媯汭湖為世園會主體景觀之一，充分體現了人與自然和諧共存的理念。項目建設不僅要查明場地的水文地質條件，還要明確場地的土壤、地表水和地下水環境質量現狀，以便為實現人工湖蓄水、凈水功能提供背景資料。設計單位本著以環境為中心，科學治理精神和傳統結合創新、數據服務應用的理念，完成了該項目專項水文地質勘察。

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

? 環境水文地質勘察，服務濕地設計

設計單位咨詢設計部門開展了公共綠化景觀項目（二期工程）人工濕地環境水文地質勘察工作。分析了現狀濕地內地表水與周邊地下水之間的水量和水質交換；利用包氣帶室內隔污試驗，評價了擬建人工濕地下方包氣帶的防滲隔污性能；利用園區和濕地地質及水文地質資料，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境（水量和水質）的影響，對人工濕地的選址、建設和運行管理具有重要的指導意義。

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保障工程科學決策

? 考慮周邊施工影響的一體化巖土工程設計

設計單位咨詢設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計、地基處理設計、抗浮設計等17項技術服務。探索實踐了大場區多項目一體化同時施工相互影響條件下巖土工程設計技術方法，為工程安全提供可靠保障的同時實現了保護了周邊既有設施、綠化環境、地下水環境的巖土設計成果。

場區內項目眾多，園區范圍內環境復雜多變，增加了巖土工程設計難度。受周邊環境及結構設計條件影響，各場館施工工序較復雜也造成了巖土設計難度的增加。例如，在國際館場地南側地基處理設計中，精心設計，細致研究各個工序之間的相互影響，詳細劃分工序，優化設計計算模型，確保了設計成果的安全經濟。不僅節約了大量投資，還顯著節約了工期。

? 地基基礎方案優化咨詢

永寧閣建筑結構體系限制-主體、高平臺、低平臺基礎錯落布置，不同基礎荷載差異較大，建筑物的地基基礎變形控制設計難度高。針對建筑物結構及地基土特點，采用我院獨有的 PSFIA樁基協同作用沉降分析技術和數十年建筑沉降研究成果，考慮人工梯田堆填作用，針對復雜建筑結構體系合理建立計算模型，獲得對建筑沉降的可靠分析。設計方依據協同成果對基礎布樁、結構荷載方案進行優化調整設計，為工程地基基礎方案的選擇與優化提供了關鍵技術支持。

? 永寧閣邊坡穩定性評估

基于天田山、永寧閣設計以及地基土體試驗成果，利用數值分析，對各種工況下永寧閣地基邊坡穩定性進行評估分析，獲得了高填方邊坡的破壞模式（滑面位于淺層地基軟弱層），為邊坡防護設計提供了重要的技術支持。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，為邊坡工程設計提供了可靠依據。

? 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沉降滿足設計要求，是本工程的一個難題，國內外也缺少相關的成功案例。基于設計單位勘察成果，咨詢設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-復合地基-建筑共同工作下長期沉降分析技術，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、永寧閣復合地基、基礎以及建筑加載等工序，進行了分階段全過程模擬計算。咨詢工作為結構設計提供了沉降控制關鍵設計參數支持，為現場施工計劃的制訂提供關鍵時間節點依據，實現了大體量填方堆載作用下沉降隨時間發展變化的動態預測分析，為永寧閣基礎設計提供了關鍵的技術支撐，確保了永寧閣建筑物變形安全。

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信息化助力監測

為世園會建設運維護航

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

基于數字全息、動態感知、安全防控、高質量建營的理念，針對中國館、國際館、生活體驗館等重要建筑基坑、建筑周邊人工邊坡擋墻、主體結構沉降特征，開展立體全息實時綜合監測，掌握支護結構體系和周邊環境的動態，全過程形成信息獲取-反饋的動態管理機制，通過信息反饋指導下一步的施工與運維，為園區主要場館工程施工信息化、建設規范化、管理標準化提供信息安全護航保障。

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