巖土工程勘察在地下空間開發利用的應用研究

夏海濱

摘 要：在地下空間開發利用過程中，項目工程組需要考量諸多技術類問題。其中，尤以巖土問題最為關鍵。地下空間開發是城市發展的重要資源，是城市發展的趨勢，是城市規劃發展的重要組成部分。基于此，本文簡要論述地下空間開發利用中涉及的各類巖土問題及地下空間勘察情況，深入探討新型巖土工程勘察方法，以期為后續工程施工奠定一個良好基礎。

關鍵詞：巖土工程勘察;地下空間;應用性;開發

中圖分類號：TU457文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2019）11-0088-02

Abstract： In the process of development and utilization of underground spaceproject engineering team need to be considered many technical problems.Among them， the geotechnical problem is the most critical. Underground space development is an important resource for urban development， a trend of urban development， and an important part of urban planning and development. Therefore， this paper briefly discussed various types of geotechnical problems and underground space surveys involved in the development and utilization of underground space， and deeply explored new geotechnical engineering survey methods， ， in order to lay a good foundation for the subsequent construction.

Keywords： geotechnical investigation;underground space;applicability;development

國際上認為21世紀是“人類開發利用地下空間的年代”[1]。地下空間的開發與利用對巖土工程勘察的應用技術提出了更高要求和標準，巖土工程勘察的重要性不言而喻。本文以東南沿海某城市地質調查地下空間開發利用專題為例，分析巖土工程勘察在地下空間開發利用中的重要作用。

1 地下空間開發利用中涉及的巖土工程問題

城市地下空間在豎向深度開發利用劃分為3個層次，主要分為淺層（0～-10m）、次淺層（-10～-30m）、深層（-30～-50m）。影響地下空間開發利用穩定性、適宜性的因素較多，包括地形地貌、工程地質、水文地質、構造地質和建筑功能類型等。在地下工程所在場地選址范圍內，排查暗浜、孤石、漂石、古河道、河水與砂層連通，沿海地區還應注意海陸交互沉積、巖性巖相變化大、地下熱水等影響地下工程施工進度及施工安全的不良地質現象。項目工程應及時找出砂土液化、軟土震陷、沉降變形、滲透變形、地基穩定性、基坑穩定性和基巖或圍巖穩定性等這些直接影響地下空間開發利用的工程地質問題，并根據地下空間開發利用的深度，對該區域內巖土體特性進行分析，從而綜合判定該區域是否適宜本項目建設。

2 地下空間開發利用中勘察遇到的問題

2.1 工程所在區域構造的穩定性問題

工程所在區域構造的穩定性主要指地下空間開發區域是否位于構造活動帶內的問題。在地震影響下斷裂帶、小斷層等區域穩定性問題會引起線性地下工程發生不均勻變形、沉降等，從而導致構筑物變形破壞，隨著地震影響發生地面沉降、巖溶塌陷等不良地質作用。

2.2 地下巖土體穩定性問題

地下空間選址不同，地下巖土體類型、工程特性、分布情況等都有所不同，巖土體物理力學性質和表現形式有很大差異，如位于基巖和淤泥軟土上的地下空間穩定性問題的差別和工作難易程度。因此，對不同地下空間采用的勘察方式、方法、手段、評價方式等也完全不同，主要包括砂土液化、軟土震陷等，在巖土工程勘察期間必須有針對性地進行現場調查、測試等。

2.3 地下空間的結構特性、深度問題

各地下空間功能性質、外形、深度都有所不同，甚至差異性很大，如城市地下商業街、停車場、人防工程等寬度大、深度小;有的為線性分布，如市政管廊、地鐵長達幾公里甚至幾十公里，且深度較深，對自身基礎、支護方式和基坑穩定性也有不同要求。由于這些項目大多處于繁華城市中心或貫穿整個城市，對地下空間項目基坑側壁支護處理提出更高要求，對巖土工程勘察提供的調查結果、參數精準性具有更嚴格的要求。

2.4 地下空間開發的地下水問題

地下空間在施工過程中，治水是重中之重。近年來，由于地下水情況不明，導致管涌、突涌的地下工程事故頻繁發生。究其根本原因：一是對問題復雜性的動態認識不足，工程施工措施與環境特征不能統一協調;二是地下水問題的理論落后于實際工程需要，現有理論不能指導工程[2]，因此，項目工程組要加強地下水理論研究工作，提高理論知識。

2.5 淺層基礎及管線對地下空間勘察的影響

地表以下0～-10m范圍內，多是城區管線埋置的深度范圍，筆者在工作期間遇到大量類似情況。一是早期多層建筑物采用條形基礎或筏板基礎等淺基礎，在該類建筑附近開挖施工時，支護不當或降水方案不合理會造成房屋開裂、變形、基礎或地面沉降等現象;二是施工年代久遠，很多周邊建筑物的設計施工圖及管線設計施工圖，由于保管不當發生遺失、破損或者部分無圖紙施工等問題，無法收集相關資料。在這種情況下，工作人員需要輔以現場走訪、調查、物探技術排查、多部門管線協調等工作，收集大量資料開展后期工作。

2.6 地面工程的基礎對地下空間開發的影響

東南沿海發達地區的經濟發展較早，許多多層及高層建筑多是早期修建，當時沒有地下空間開發的概念，且城區下存在厚度較大的淤泥、淤泥質土等軟弱土層，高大的建筑多采用樁基礎，如福州、上海、廣州、廈門等城市高層建筑的樁基礎長度達到80多米，造成后期地下空間開發支護、建設難度加大。

3 新技術、新方法的展望

城市地下巖土工程是新世紀城市建設的重要環節，把地下空間作為新國土資源進行開發的觀點早已被提出[3]。沿海地區地下空間項目開發面臨的問題與一般巖土工程有所不同，地質巖土方面主要為地層多以淤泥等軟土為主，并有多層含承壓水的砂層、卵石層穿插;在環境方面，原有建筑的地下設施、交通設施、地下管道密集復雜，開挖造成的影響大。

開挖和支護方法是地下空間開發的關鍵。具有明挖法、暗挖法、蓋挖法、盾構法、沉管法、凍結法和注漿法等諸多工藝，每種施工工藝都適用于一定的地質條件和環境條件，且每幾年就會有新的施工方法或設備出現，這就需要工作人員積累工程經驗，不斷學習新理論知識，并根據實際情況選取最合適的開挖、支護工藝。根據相關資料顯示，國外地下巖土開挖主要以全程機械化為主，以盾構機進行非開挖成孔，數字化操控，并輔以全程自動監測技術，實時動態地自動調節開挖支護參數，發現問題及時反饋信息，從而確保開挖過程的安全性、高效性。新方法、新工藝對傳統勘察數據提出了新要求，能夠進一步推動勘察方法、工藝進步。

4 結語

巖土勘察是巖土工程的重要環節，也是整個建筑工程的重要環節。對施工單位來說，合理有序地開發地下空間，既是挑戰又是機遇，既提出了各種新的問題以待解決，也指出了一個新的研究方向。

參考文獻：

[1]錢七虎.城市可持續發展與地下空間開發利用[J].地下空間與工程學報，1998（2）：69-74.

[2]韓文峰，諶文武，宋暢.城市地下空間開發利用的工程地質與巖土工程[J].天津城建大學學報，2000（1）：1-5.

[3]錢七虎.可持續城市化與地下空間開發利用[J].世界科技研究與發展，1998（3）：4-8.