芻議如何評價地鐵施工擾動區注漿效果

摘 要：地鐵是建立在城市下部的交通方式，由于其不占用城市地面空間，因而得到了廣泛的推廣。但是地鐵施工會引起地下土體的松動松散，并且由于施工空間的存在因而會對地鐵周邊的地面建筑造成影響。為了將地鐵施工運營附近的不良影響降至最低，因而需要對其施工擾動去進行探測、灌漿。文章主要針對SSP技術進行了介紹，以此保證地鐵施工注漿效果。并結合實際案例說明了該技術在評價注漿效果中的效果。以此證明SSP技術的有效性。在探測中SSP波速圖通常為高速異常，但是探測到施工擾動區則會表現成低速一場，因此可以有效判定出擾動去的位置、形態。并且SSP技術具有較高的分辨率，較大的探測深度以及較強的抗干擾性，因此在城市地鐵施工中得到了廣泛的應用。

關鍵詞：擾動區；地鐵；注漿；SSP

引言

由于地鐵施工會改變土體結構，因而土體結構中會產生空洞、疏松以及松散等狀況，這些擾動缺陷會使得地表結構受到破壞，例如路面塌陷、建筑開裂等。為了消除由于地鐵施工活動對土體結構的影響，常常會使用注漿加固的方式，但是在處理后還需要針對處理結果進行測評，從而防止擾動區的存在。越來越多的城市意識到地鐵的方便，開始在城市地下修建地鐵，但是由于施工而造成地面塌陷的案例也不在少數，因而針對擾動區域的探測以及注漿效果評價也變得越來越具有意義。

地鐵施工中，由于施工活動會形成擾動區，通過注漿加固的方式進行處理，但是擾動區以及注漿區的分布以及深度不具有確定性，加之地下結構較為復雜，所以地鐵施工擾動區的探測是目前地鐵施工較為關鍵的環節。

目前使用較多的探測方法為地震勘探法，但是該技術具有一定的局限性，因此在此基礎上又開發了新型的勘探方法，即SSP技術，該技術能夠快速高效的獲取地震波在地層中的傳播狀態，并分析出其波速，加以解釋。不同于傳統的勘探方法，SSP技術對其他勘探技術的不足予以補充，在此基礎上準確分析定位地鐵施工擾動區，并對注漿效果進行計算，體現。在勘探過程中具有勘探深度大、反映直觀的特性，并且其分辨率高出傳統勘探技術許多，不會對地表路面建筑造成影響，工作效率也相對較高。

1 SSP技術概述

SSP技術是建立在地震散射理論之上的一種新型技術，主要用于地層結構的勘探，通過對地下地震波的激發，保證地震波能夠有效傳播。由于地震波在不同的結構中的傳播狀態會發生轉變，因而一旦遇到松散以及空洞等狀態就會發生反射以及散射，接收器接收到散射波以及反射波就可以了解到地層結構的變化狀態。SSP技術的地質模型屬于非均勻模型，適用于變化較為劇烈的地質結構勘查。因而在地鐵施工擾動去的勘探以及注漿體效果的測評中較為適用。從地質模型角度看，SSP技術的適用性較強，能夠清晰的反應地鐵施工區域地下土層結構變化，并且能夠直接對土體力學性狀進行反映，更能夠符合巖土工程所需。依照探測波高低異常分布，可以直接將注漿狀態以及擾動區分布反映出來。SSP技術的核心技術主要包括分析巖土介質速度、方向濾波以及波場分離、合成孔徑成像。

2 探測過程分析

以北京沿甜水園中街的地鐵線路作為實際案例進行分析，在線路左右兩側進行測線布置，左線沿著地鐵14號線，右線沿著地鐵6號線進行布置，分別針對這兩條地鐵線施工擾動區進行探測，并評價后期灌注加固效果。兩側探測長度均設定為670米，在兩側探測區域中均設置了6個剖面。探測區域地表建筑主要集中在探測線中部200米處，因此將該區域作為重點探測單位。因此將檢測器間距調整為0.25米，并將敲擊點間距調整為0.5米。而在其他探測區域處，由于地表建筑集中度不大，因而將敲擊點間距調整為1米，檢波器間距設定為0.5米。

在施工錢需要進行必要的地質勘查，根據報告結果就按那個測區從下至上進行層次劃分，分別為：晚更新世沖洪積層、全新世沖洪積層以及人工堆積層。北京地鐵14號線、6號線埋深范圍在14米至21米，主要用于根據工程地質勘查報告，測區內地層從上至下分為人工堆積層、全新世沖洪積層和晚更新世沖洪積層。地鐵埋深14～21m，位于第四系沖洪積層之內，在該土層中砂類土、粉土以及粘土、卵石交互層級，因此土質較為松散，一旦遇水就會造成土質的不穩，不易成拱。另外，地下水位相對較高，且透水性受到透鏡體發育影響而不均。綜合分析，地質條件相對較差，另外由于隧道跨度要求相對較大，因此施工難度大，為了避免地鐵施工的不利影響，工程方采用了注漿加固的方式，但是為了了解注漿加固效果，采用了SSP技術進行具體探測。

3 探測分析

3.1 原理

地下施工會破壞施工區域的地質結構，因而會造成土體的松動，土體松動必然會是的土體波速下降。通過注漿加固的方式可以改善土體因施工而導致的疏松，提高彈性模量，提高探測過程中的波速提高。波速提高越明顯證明加固效果越好，所以通過SSP可以準確的判定擾動區域以及加固的效果。

3.2 探測結果分析

本次探測深度超過30m，根據探測需要，選取深度15m以內的資料進行成圖。從結果中可以看出，剖面內波速大小變化劇烈，說明地鐵施工對土層的擾動大、注漿效果明顯。

地層波速圖中標注了高速異常區和低速異常區。其中柱狀的紅色高速異常區為注漿形成的加固體，剖面中發現4處柱狀高速異常體，土體波速越高，注漿效果越好。藍色的低速異常體為地鐵施工擾動區，剖面內共發現7處擾動區，這些擾動區的尺度不大，但是松散程度高，特別是在注漿高速體附近出現的擾動區，很可能包含空洞，建議對這些低速區逐個進行注漿處理，以消除隱患。

低速異常區發育的部位與形態表明，低速區的成因可分為兩類。一類靠近隧道頂部發育，形態圓潤，這是由于隧道超挖引起的；另一類分布在注漿孔周圍，形態孤立、呈雞窩狀，它們伴隨注漿體產生，這是由于注漿引起的土體液化形成的。剖面探測結果剖面的地層波速和地鐵施工擾動區分布顯示地層正常波速在900m/s左右，地層密實、穩定。剖面內淺部波速較高，地層穩定，未見注漿加固痕跡，此段內沒有注漿處理。深度大于7m的范圍內擾動區較發育。這些擾動區靠近隧道發育，形態圓潤，是由于超挖引起的。剖面中低速區尺度不大，長度多在5m左右。

探測完成后，通過對比發現探測得到的注漿加固體位置與注漿孔位置一致。對各剖面規模較大的地鐵施工擾動區注漿加固，注漿的結果表明注漿位置和注漿量與SSP探測得到的擾動區位置和規模基本對應。

4 結束語

從操作的便捷性上分析，SSP技術能夠準確方便的判定、反映出施工擾動去，并對注漿效果進行準確評價，該方式的探測深度相對較大、分辨率相對較高且不會對工作進度造成影響，不會對地面造成損壞，因而在城市交通施工中可以有效應用，是目前最為有效的技術手段。在實際的地鐵施工中，通過SSP技術能夠準確判定施工擾動狀態并對注漿加固效果、規模進行判定，從而為下一步的加固施工提出最為有效的資料基礎。在地鐵施工中施工擾動是造成城市地面沉降以及路面坍塌的主要原因，并且受到地質狀況的影響以及隱患的顯性狀態影響，勘查必須細致認真。SSP技術是目前地鐵施工擾動去探測效果最佳，評價注漿加固效果最為準確的技術，但是土體強度以及波速間定量相對較為模糊，還需要進一步研究。

參考文獻

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