地鐵隧道區(qū)間巖土工程勘察應(yīng)注意的問(wèn)題

摘 要：針對(duì)地鐵隧道區(qū)間巖土工程勘察工作進(jìn)行分析。根據(jù)實(shí)際情況，研究了地鐵隧道區(qū)間巖土工程勘察應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題，主要有：地鐵隧道聯(lián)絡(luò)通道土層分層勘察工作，隧道聯(lián)絡(luò)通道水文地質(zhì)工作，隧道地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估，對(duì)勘察工作進(jìn)行合理安排等。希望通過(guò)對(duì)這些內(nèi)容的分析，能夠?yàn)榈罔F隧道區(qū)間巖土工程勘察工作提供一定幫助。

關(guān)鍵詞：地鐵隧道；巖土工程；地質(zhì)勘察

中圖分類(lèi)號(hào)：U231.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）14-0135-02

前 言

地鐵隧道施工中，經(jīng)常會(huì)遇到不良地質(zhì)，例如軟土地質(zhì)。長(zhǎng)期以來(lái)，軟土區(qū)域的地鐵隧道勘察，受到業(yè)內(nèi)人士的高度重視。和一些普通民用建筑相比，地鐵隧道工程屬于線(xiàn)性工程，基本上是在地下施工，因此對(duì)地下地質(zhì)情況和水文條件等進(jìn)行嚴(yán)密勘察，將對(duì)地鐵隧道施工質(zhì)量帶來(lái)重要影響。這就要求相應(yīng)勘察人員，在對(duì)地鐵隧道工程進(jìn)行勘察過(guò)程中，要站在全局角度考慮問(wèn)題，選擇科學(xué)可行的勘察方式，通過(guò)工程地質(zhì)勘查，促使施工單位充分了解隧道實(shí)際地質(zhì)情況，從而采取有效施工方式。

1 工程概況

某地鐵隧道為南北走向，該隧道需要經(jīng)過(guò)一座矮山，同時(shí)需要經(jīng)過(guò)靠近河流的位置。隧道施工中，所經(jīng)過(guò)的路線(xiàn)，地形相對(duì)復(fù)雜，交通不是十分便利[1]。對(duì)這一隧道進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要采用的是雙洞分離的方式，其中隧道的左線(xiàn)長(zhǎng)度為3010m，隧道的右線(xiàn)為3047m。高程在56.47～72.80m之間。該隧道中的建筑限界高度為7.60m，凈寬為14.11m，兩個(gè)隧洞之間相差距離為15.0～77.0m。經(jīng)過(guò)勘察顯示，隧道所在區(qū)域出露的是前第四系主要有二疊系石盒子組、三疊系雙泉組、侏羅系南大嶺組等[2]。該地區(qū)的巖土節(jié)理裂隙較為發(fā)育。其中第四系主要分布在斜坡的洼地地帶。隧道地下水的主要類(lèi)型是松散的巖類(lèi)孔隙水以及基巖裂隙水。同時(shí)，其中存在的第四系水主要呈現(xiàn)出的是透鏡狀態(tài)。

2 勘察設(shè)計(jì)

對(duì)于地鐵隧道而言，通常情況下是由不同的施工工藝，通過(guò)多個(gè)單元共同組成的，基本上是按照相應(yīng)單元，分別提供相應(yīng)的勘察報(bào)告，在相應(yīng)的地鐵區(qū)間段以及隧道圓形盾構(gòu)段位置，勘察工作相對(duì)簡(jiǎn)單，勘探孔的間距主要是在50m以?xún)?nèi)。該孔的深度基本上是按照結(jié)構(gòu)底板下1.5～3.0倍隧道外徑D來(lái)進(jìn)行確定。其中一般性孔，基本上是應(yīng)用底板下1.5～2.0倍D。對(duì)于控制性孔來(lái)說(shuō)，主要使用的是底板下2.5～3.0倍D[3]。隧道的基坑段以及地鐵車(chē)站位置，其空間范圍相對(duì)較大，該位置屬于一種相對(duì)特殊的軟土基坑。結(jié)合不同施工方式，采用順做法和逆作法、順逆做法相組合的方式，產(chǎn)生的巖土工程問(wèn)題存在不同之處，制定的的勘探方案也存在一定不同之處。

3 地鐵隧道區(qū)間巖土工程勘察應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題

3.1 地鐵隧道聯(lián)絡(luò)通道土層分層勘察工作

技術(shù)人員具體勘察過(guò)程中，需重視對(duì)土層分層分析，這一舉措能夠準(zhǔn)確判斷土質(zhì)性質(zhì)，特別是一些沿海地區(qū)，這些土層當(dāng)中有可能會(huì)存在夾層、間層或者互層等多種土層。這種情況下，對(duì)土層進(jìn)行分析和聯(lián)絡(luò)通道建筑的堅(jiān)固性是首要條件。按照土層分層方式，將Ip在10以上的土進(jìn)行劃分，分別為黏土和粉質(zhì)粘土兩種，對(duì)Ip在10以下的土層，根據(jù)其顆粒的成分進(jìn)行劃分，確定土質(zhì)的軟硬性，這樣便能夠保障施工過(guò)程中的固定性和安穩(wěn)性。對(duì)土層進(jìn)行勘察，需要在施工現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)察，同時(shí)結(jié)合試驗(yàn)對(duì)土層進(jìn)行命名和確定。在隧道中聯(lián)絡(luò)通道的土質(zhì)分類(lèi)，一定要對(duì)含有砂質(zhì)、粉質(zhì)以及粘性土的土層進(jìn)行劃分，這種類(lèi)型的土質(zhì)均屬于軟土。此外，技術(shù)人員一定要對(duì)粉質(zhì)層的厚度和剖面、砂質(zhì)層的厚度和砂質(zhì)等嚴(yán)密觀(guān)察和測(cè)定，還需要對(duì)通道進(jìn)行模擬和實(shí)驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)為此后的設(shè)計(jì)和施工的勘測(cè)工作做好萬(wàn)全的準(zhǔn)備。如果在測(cè)試以及觀(guān)察中，存在遺漏，則有可能會(huì)為今后的施工完成通行中，埋下安全隱患。事故發(fā)生，會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的人員傷亡[4]。

3.2 隧道聯(lián)絡(luò)通道水質(zhì)地質(zhì)工作

地鐵隧道軟土層當(dāng)中，含有的砂質(zhì)、粉質(zhì)層等土質(zhì)中均存在一定自然承壓水，在實(shí)施地鐵施工過(guò)程中，一定會(huì)遇到地下挖掘隧道的情況。與此同時(shí)，還會(huì)對(duì)含有承壓水的土層進(jìn)行一定的攪動(dòng)，為了能夠促使土層挖掘后四周環(huán)境的穩(wěn)定性，對(duì)該位置進(jìn)行具體勘察過(guò)程中，需進(jìn)一步了解地下土層的密實(shí)度以及含水量等指標(biāo)，同時(shí)還需了解地表熱物理指標(biāo)等相應(yīng)數(shù)據(jù)。在對(duì)土層穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算過(guò)程中，均和水文地質(zhì)之間存在密切聯(lián)系，在自然狀態(tài)下，地下含水土質(zhì)土層、砂質(zhì)土層的徑流相對(duì)緩慢和穩(wěn)定，會(huì)處于一個(gè)停滯的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。但是如果對(duì)其進(jìn)行攪動(dòng)和破壞，就有可能會(huì)導(dǎo)致其穩(wěn)定性遭到破壞。這種情況下，就會(huì)給施工帶來(lái)很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。目前對(duì)于地下水豐富的地段，未避免施工過(guò)程中對(duì)土體的擾亂所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，一般會(huì)采用通過(guò)人為凍結(jié)方式進(jìn)行具體施工，將施工范圍內(nèi)的土體和水凍成一個(gè)整體，使其由不穩(wěn)定的液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^為硬實(shí)穩(wěn)定的固態(tài)。由于凍結(jié)過(guò)程中主要是通過(guò)水來(lái)作為介質(zhì)，其對(duì)凍結(jié)效果的好壞起到了關(guān)鍵性的作用。因此選擇這種方式的時(shí)候，就要求準(zhǔn)確掌握該施工地段的土質(zhì)含水量情況以及地下水的補(bǔ)給來(lái)源，才能更好的制定凍結(jié)方案以達(dá)到更好的凍結(jié)效果，并確保施工過(guò)程中的安全性。

3.3 隧道地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估

地鐵隧道施工，一般大多均采用盾構(gòu)法施工，在進(jìn)行具體工程施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)對(duì)地下土層進(jìn)行掏挖，使得土層原有的自穩(wěn)平衡狀態(tài)遭到破壞。

在自然生態(tài)情況下，地下土體和土體內(nèi)所含有的水質(zhì)會(huì)形成相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，也能夠?qū)崿F(xiàn)平衡。如果施工單位大興土木建筑時(shí)，為原來(lái)的平衡狀態(tài)帶來(lái)破壞，這就促使水質(zhì)土層、砂質(zhì)土層等因?yàn)橥饨绲母蓴_，導(dǎo)致其中水蒸氣蒸發(fā)，快速變成干質(zhì)土，最終導(dǎo)致周邊事務(wù)所受到影響。因此，在實(shí)施隧道的具體施工過(guò)程中，可以使用凍結(jié)方式將隧道四周環(huán)境進(jìn)行人工制冷凍結(jié)，從而防治發(fā)生意外事故?？睖y(cè)人員還需注意對(duì)周邊因?yàn)榈刭|(zhì)變化而引發(fā)的災(zāi)害問(wèn)題作出相對(duì)準(zhǔn)確的評(píng)估。內(nèi)容有周?chē)叵陆ㄖY(jié)構(gòu)、鋪設(shè)的管道和纜線(xiàn)的。對(duì)這些內(nèi)容有一定了解后，對(duì)危險(xiǎn)系數(shù)進(jìn)行評(píng)估。在隧道中，含水圖紙土層、砂層、粉層等均需要進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)評(píng)，假設(shè)采用凍結(jié)方式進(jìn)行施工后失敗，對(duì)引起的危害程度做出準(zhǔn)確評(píng)估。

3.4 對(duì)勘察工作進(jìn)行合理安排

在對(duì)地鐵隧道的圖紙進(jìn)行初期設(shè)計(jì)期間，有些技術(shù)人員已經(jīng)加入了聯(lián)絡(luò)通道的設(shè)計(jì)，對(duì)聯(lián)絡(luò)通道的設(shè)定做出了綜合測(cè)評(píng)之后，當(dāng)工作人員對(duì)主體隧道進(jìn)行勘察之后，會(huì)對(duì)聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)行單獨(dú)勘測(cè)。在對(duì)一些軟土地區(qū)實(shí)施相應(yīng)勘測(cè)的時(shí)候，進(jìn)行初次勘測(cè)，需要為其設(shè)置兩個(gè)以上的勘探口，對(duì)該位置的土層進(jìn)行嚴(yán)密觀(guān)察，設(shè)置具備抵住巖土、砂層土質(zhì)的設(shè)施[6]。在對(duì)相應(yīng)的勘探口進(jìn)行設(shè)置的時(shí)候，主要設(shè)置方式則可在兩側(cè)的聯(lián)絡(luò)點(diǎn)位置，各設(shè)置一個(gè)鉆探孔，可以在中間的位置設(shè)置一個(gè)靜探口。技術(shù)人員對(duì)鉆探口進(jìn)行勘察，要在地上和地下同時(shí)進(jìn)行，主要目的是為了使用凍結(jié)方式，在具體施工過(guò)程中，對(duì)加固程度進(jìn)行進(jìn)一步確定。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，地鐵隧道施工基本上是地下工程，這對(duì)施工技術(shù)和施工人員的綜合素質(zhì)提出更高要求。地鐵隧道施工質(zhì)量如果不達(dá)標(biāo)，將會(huì)給人民群眾生命安全帶來(lái)極大威脅。因此，在對(duì)地鐵隧道工程進(jìn)行具體施工之前，一定要進(jìn)行嚴(yán)密的勘察，當(dāng)充分了解工程地質(zhì)和水文情況之后，再對(duì)施工方式進(jìn)行科學(xué)選擇，提高施工質(zhì)量，延長(zhǎng)工程使用壽命。

參考文獻(xiàn)

[1]林乃山，陳 斌，姚燕明，張春進(jìn).寧波軌道交通3號(hào)線(xiàn)出入段線(xiàn)類(lèi)矩形盾構(gòu)隧道工程勘察實(shí)踐與建議[J].隧道建設(shè)，2017，37（06）：722～729.

[2]葉榮華，王和坤，唐 江.寧波軌道交通育王嶺隧道巖土工程勘察與評(píng)價(jià)[J].鐵道勘察，2015，41（06）：36～40.

[3]王 旭.盾構(gòu)法施工隧道巖土工程勘察要點(diǎn)[J].遼寧省交通高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2015，17（04）：17～20.

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[5]孫憲明.小議水下隧道巖土工程勘察[J].中華民居（下旬刊），2013（05）：273～274.

[6]劉宏岳，林朝旭，林孝城，黃佳坤.綜合物探方法在某過(guò)江隧道工程勘察中的應(yīng)用研究[J].隧道建設(shè)，2012，32（03）：275～280+301.

收稿日期：2018-4-15

作者簡(jiǎn)介：李祖仁（1982-），男，工程師，碩士研究生，主要從事地鐵施工項(xiàng)目管理工作。