何 云

(西咸新區(qū)軌道交通投資建設(shè)有限公司，陜西 西安 710054)

1 城市地鐵巖土工程勘察概述

在上世紀50年代至80年代，北京地鐵1號線在勘察的過程中，逐步開始對相關(guān)的工程勘測技術(shù)進行使用，還為后續(xù)天津,廣州,上海等城市地鐵建設(shè)的巖土工程勘察工作打下了堅實的基礎(chǔ)。上世紀80年代到上世紀末，由于各主要城市進行地鐵建設(shè)，在此過程中累積了大量的地鐵巖土工程勘察的技術(shù)和經(jīng)驗。依照這些經(jīng)驗，國家逐步開始對巖土勘察的工作進行規(guī)范，使土壤地鐵巖土勘察工作更為標準化。城市地鐵巖土工程勘察任務(wù)如下。

1.1 對實際土層的“反算”

所謂“反算”就是勘察隊伍要對需要勘察的地區(qū)進行必要的檢測，然后根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)進行一定的推論。將得出的結(jié)論與當?shù)氐那闆r進行比較，如果大致符合的話，就證明實驗的數(shù)據(jù)比較準確，在勘察中能夠發(fā)揮作用，就可以進行之后的建設(shè)施工工作。如果得出的結(jié)論和現(xiàn)場的實際情況不符，就需要選擇其他的勘測手段和技術(shù)方法。

1.2 對土層病害的預測

巖土工程病害產(chǎn)生的原因復雜多樣，這就需要對巖土工程勘察的數(shù)據(jù)進行必要的分析，才能對土層將要發(fā)生的病害進行必要的預測。例如，條形基礎(chǔ)的房屋建筑墻體開裂，導致其發(fā)生的原因可能有：地基沉降不均或地基處理不滿足設(shè)計要求，基坑維護不合理等。因此，只有對這些可能導致病害的原因進行全面了解，并根據(jù)勘察的數(shù)據(jù)來對其深入分析，才能達成對巖土病害的預測

1.3 取得工程設(shè)計的必要參數(shù)

巖土工程勘察是為設(shè)計服務(wù)的基礎(chǔ)專業(yè)，分不同階段通過地質(zhì)測繪，勘探，原位測試，室內(nèi)實驗等巖土工程勘察方法方式，研究，評價建設(shè)場地的工程地質(zhì)條件，并從巖土工程角度、結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗與工程經(jīng)驗為設(shè)計專業(yè)提供不同條件下的處理建議或意見。如地質(zhì)構(gòu)造，巖土分層，不良地質(zhì)作用，水文地質(zhì)特征與發(fā)育情況，巖土力學參數(shù)，以及其他規(guī)范所要求的數(shù)據(jù)資料等。為設(shè)計專業(yè)的設(shè)計質(zhì)量提供切實可靠的基礎(chǔ)資料保障。

2 當前城市地鐵巖土工程勘察過程中應用的新技術(shù)

2.1 數(shù)字化勘察技術(shù)分析

2.1.1 BIM建模技術(shù)

bim技術(shù)主要是通過三維地質(zhì)插件、Revit2016和通用勘察軟件等形成模型，并且不斷的優(yōu)化三維地質(zhì)建模插件，最終讓模型與現(xiàn)實較為接近，比如說在上海某地鐵線路進行巖土工程勘察的過程中，就使用了bim技術(shù)。這種技術(shù)讓該地鐵巖土工程勘察的效率進一步提高。由此可見在巖土工程勘察項目當中，對bim技術(shù)進行有效的使用具有非常大的意義。

2.1.2 巖土三維勘察設(shè)計系統(tǒng)

巖土三維勘察設(shè)計系統(tǒng)主要是Itas CAD系統(tǒng)。Itas CAD系統(tǒng)在應用的過程中主要通過以Micro Station為基礎(chǔ)操作界面,集成了很多其他插件，可以實現(xiàn)可視化、運算和預警能力、動態(tài)化的展示,與此同時還可以有效地借鑒Itasc系統(tǒng)的相關(guān)經(jīng)驗。 Itas CAD系統(tǒng)在應用的過程中具有很強的地質(zhì)三維建模能力,符合當前的使用需要，與此同時在工作的過程中，它的工作模塊很多，主要有數(shù)據(jù)信息管理模塊，三維建模和數(shù)據(jù)分析模塊，輔助繪圖模塊，查詢統(tǒng)計以及計算分析等諸多功能，符合勘測應用的環(huán)境。 比如說,杭州市在地鐵巖土工程勘察的過程中就使用了該系統(tǒng)，巖土三維勘察設(shè)計系統(tǒng)在使用的過程中進行了三維地層建模,取得了較好的效果。

2.2 勘察測試過程中的新技術(shù)分析

2.2.1 瞬態(tài)平面熱源技術(shù)分析

瞬間平面熱源技術(shù)主要指的是通過瞬間平面熱源儀器來完成地鐵巖土工程勘察的工作，首先需要保證瞬間平面熱源儀器的探頭功率恒定，探頭的電阻會由于溫度的升高而出現(xiàn)一定的變化，在電阻變化的過程中可以對電阻探頭電壓進行轉(zhuǎn)變，這時探頭會在樣品當中產(chǎn)生一個溫度場，而溫度場并不穩(wěn)定，在此溫度條件下可以加熱樣品。瞬態(tài)平面熱源儀器會對探頭的溫度變化進行記錄，這樣就可以利用樣品的溫度變化率對熱物理指標進行探測。比如說在天津地鐵勘測的過程中就使用了這種技術(shù)，這種技術(shù)在使用的過程中不單單能夠為使用者提供非常準確的參數(shù)，還能夠提高工作效率節(jié)省，大量工作時間。

2.2.2 井間電磁波CT探測技術(shù)分析

井下電磁波CT技術(shù)主要通過無線電波來勘測地質(zhì)體的情況，可以成像，可以對破碎帶和巖溶的形態(tài)、位置、空間分布等情況進行準確的記錄。

在操作的過程中首先在兩個鉆孔當中分別設(shè)定接收和發(fā)射的頻率，設(shè)定在0.5～32MHz之間，接著對個深度區(qū)域的相應場景進行記錄，做好反演工作，對兩個鉆孔之間的介質(zhì)電磁波吸收系數(shù)進行確認，最后通過相關(guān)數(shù)據(jù)對破碎帶和孔間巖溶的形態(tài)，空間分布位置等情況進行確認。比如說在昆明地鐵巖溶區(qū)勘探的過程中就使用這種技術(shù)，這種技術(shù)在地下溶巖勘查的過程中具有較好的效果。

2.2.3 跨孔地震CT探測技術(shù)分析

跨孔地震CT探測技術(shù)主要通過地震波來分析地質(zhì)體的情況，對洞穴發(fā)育的情況進行勘測，首先地震波在第一孔中發(fā)射，并且通過檢波器接收第二孔當中獲得的電波，接著地震記錄儀會對相關(guān)數(shù)據(jù)信息及時記錄并作出保存。與此同時需要有效的處理分析相關(guān)數(shù)據(jù)，接著疊加地震波傳播路徑，最后對地震波進行分析，通過這樣的方式可以有效的對巖基巖深度范圍當中的兩孔之間測線上巖體的洞穴發(fā)育情況進行準確的了解。在無錫地鐵1號線建設(shè)的過程中，就使用了這種技術(shù)來進行巖溶區(qū)勘察，獲得了較好的效果，由此可以發(fā)現(xiàn)通過跨孔地震CT探測技術(shù)能夠有效的探測地下巖溶的情況，應用前景非常廣闊。

2.2.4 地質(zhì)雷達探測技術(shù)分析

地質(zhì)雷達探測技術(shù)主要是對高頻電磁波進行發(fā)射來對地下介質(zhì)分布的情況進行勘測，首先因為地質(zhì)雷達能夠?qū)Πl(fā)射天線進行移動，并且對地下進行高頻電磁波的發(fā)射，由于物理當中電磁波會在不同電性界面產(chǎn)生反射。在此過程中反射天線同步工作的接收天線會對這些電磁波進行接收，準確的將其記錄下來，了解反射電磁波的振幅、波長以及所需的時間，通過相關(guān)數(shù)據(jù)分析方法，能夠有效的對主機中地下斷面的掃描圖像進行展示，最后通過仔細識別和對比，可以對地下介質(zhì)的分布情況進行準確的了解。比如說青島地鐵1號線的勘察項目就對這種技術(shù)進行了使用，可以發(fā)現(xiàn)這種技術(shù)在地鐵巖土工程勘察過程中具有很好強的適應性。

2.2.5 鉆孔電視成像技術(shù)分析

鉆孔電視成像技術(shù)主要是通過鉆孔電視成像儀來對地鐵巖石工程勘查工作進行分析。在此過程中，鉆孔電視成像儀主要是通過絞車，連接線，高清攝像探頭，主機等共同組成。首先通過電纜在井下放入高清攝像探頭，接著通過探頭的后置光源進行照射，并且采集相關(guān)的數(shù)據(jù)，通過電腦進行相應的光電轉(zhuǎn)換，接著將這些數(shù)據(jù)通過電纜來完成傳輸，通過相關(guān)軟件和硬件設(shè)備向使用者的顯示屏當中傳入數(shù)據(jù)，可以準確的對探頭探測區(qū)域的實時圖像進行觀察，比如說在武漢地鐵相關(guān)項目勘測的過程中就使用了這種技術(shù)。這種技術(shù)能夠在地鐵巖溶勘察的過程中。獲得較好的效果。

2.2.6 綜合物探技術(shù)分析

綜合物探技術(shù)主要是通過兩種或兩種以上的方式進行物探操作，了解地鐵巖土工程勘察。比如說在深圳地鐵16號線當中就使用了管波探測和跨孔彈性波CT共同結(jié)合的方式進行勘測，這樣的方式能夠有效的將單一物探技術(shù)應用過程中出現(xiàn)的局限性解決，還能夠為后續(xù)的城市地鐵建設(shè)提供相應的經(jīng)驗積累。

3 結(jié) 語

城市地鐵沿途勘測工作非常復雜，具有較高的專業(yè)性，而地鐵巖土工程勘測技術(shù)是將地鐵工程建設(shè)過程中巖土層出現(xiàn)問題及時發(fā)現(xiàn)，并且進行解決的重要方式，所以一定要對地鐵巖土工程勘測的各種技術(shù)進行準確的掌握，吸收國內(nèi)外先進經(jīng)驗，不斷的與實際情況相結(jié)合，只有如此才能保證我國巖土工程勘測的水平進一步提高。