淺談城市地鐵巖土工程勘察的新技術

何 云

(西咸新區軌道交通投資建設有限公司，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，逐步開始對相關的工程勘測技術進行使用，還為后續天津,廣州,上海等城市地鐵建設的巖土工程勘察工作打下了堅實的基礎。上世紀80年代到上世紀末，由于各主要城市進行地鐵建設，在此過程中累積了大量的地鐵巖土工程勘察的技術和經驗。依照這些經驗，國家逐步開始對巖土勘察的工作進行規范，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進行必要的檢測，然后根據檢測的數據進行一定的推論。將得出的結論與當地的情況進行比較，如果大致符合的話，就證明實驗的數據比較準確，在勘察中能夠發揮作用，就可以進行之后的建設施工工作。如果得出的結論和現場的實際情況不符，就需要選擇其他的勘測手段和技術方法。

1.2 對土層病害的預測

巖土工程病害產生的原因復雜多樣，這就需要對巖土工程勘察的數據進行必要的分析，才能對土層將要發生的病害進行必要的預測。例如，條形基礎的房屋建筑墻體開裂，導致其發生的原因可能有：地基沉降不均或地基處理不滿足設計要求，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，并根據勘察的數據來對其深入分析，才能達成對巖土病害的預測

1.3 取得工程設計的必要參數

巖土工程勘察是為設計服務的基礎專業，分不同階段通過地質測繪，勘探，原位測試，室內實驗等巖土工程勘察方法方式，研究，評價建設場地的工程地質條件，并從巖土工程角度、結合地區經驗與工程經驗為設計專業提供不同條件下的處理建議或意見。如地質構造，巖土分層，不良地質作用，水文地質特征與發育情況，巖土力學參數，以及其他規范所要求的數據資料等。為設計專業的設計質量提供切實可靠的基礎資料保障。

2 當前城市地鐵巖土工程勘察過程中應用的新技術

2.1 數字化勘察技術分析

2.1.1 BIM建模技術

bim技術主要是通過三維地質插件、Revit2016和通用勘察軟件等形成模型，并且不斷的優化三維地質建模插件，最終讓模型與現實較為接近，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。這種技術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 巖土三維勘察設計系統

巖土三維勘察設計系統主要是Itas CAD系統。Itas CAD系統在應用的過程中主要通過以Micro Station為基礎操作界面,集成了很多其他插件，可以實現可視化、運算和預警能力、動態化的展示,與此同時還可以有效地借鑒Itasc系統的相關經驗。 Itas CAD系統在應用的過程中具有很強的地質三維建模能力,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，主要有數據信息管理模塊，三維建模和數據分析模塊，輔助繪圖模塊，查詢統計以及計算分析等諸多功能，符合勘測應用的環境。 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，巖土三維勘察設計系統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分析

2.2.1 瞬態平面熱源技術分析

瞬間平面熱源技術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變，這時探頭會在樣品當中產生一個溫度場，而溫度場并不穩定，在此溫度條件下可以加熱樣品。瞬態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，這種技術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，還能夠提高工作效率節省，大量工作時間。

2.2.2 井間電磁波CT探測技術分析

井下電磁波CT技術主要通過無線電波來勘測地質體的情況，可以成像，可以對破碎帶和巖溶的形態、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定接收和發射的頻率，設定在0.5～32MHz之間，接著對個深度區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電磁波吸收系數進行確認，最后通過相關數據對破碎帶和孔間巖溶的形態，空間分布位置等情況進行確認。比如說在昆明地鐵巖溶區勘探的過程中就使用這種技術，這種技術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探測技術分析

跨孔地震CT探測技術主要通過地震波來分析地質體的情況，對洞穴發育的情況進行勘測，首先地震波在第一孔中發射，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數據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數據，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育情況進行準確的了解。在無錫地鐵1號線建設的過程中，就使用了這種技術來進行巖溶區勘察，獲得了較好的效果，由此可以發現通過跨孔地震CT探測技術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 地質雷達探測技術分析

地質雷達探測技術主要是對高頻電磁波進行發射來對地下介質分布的情況進行勘測，首先因為地質雷達能夠對發射天線進行移動，并且對地下進行高頻電磁波的發射，由于物理當中電磁波會在不同電性界面產生反射。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，通過相關數據分析方法，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進行了使用，可以發現這種技術在地鐵巖土工程勘察過程中具有很好強的適應性。

2.2.5 鉆孔電視成像技術分析

鉆孔電視成像技術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，并且采集相關的數據，通過電腦進行相應的光電轉換，接著將這些數據通過電纜來完成傳輸，通過相關軟件和硬件設備向使用者的顯示屏當中傳入數據，可以準確的對探頭探測區域的實時圖像進行觀察，比如說在武漢地鐵相關項目勘測的過程中就使用了這種技術。這種技術能夠在地鐵巖溶勘察的過程中。獲得較好的效果。

2.2.6 綜合物探技術分析

綜合物探技術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應用過程中出現的局限性解決，還能夠為后續的城市地鐵建設提供相應的經驗積累。

3 結 語

城市地鐵沿途勘測工作非常復雜，具有較高的專業性，而地鐵巖土工程勘測技術是將地鐵工程建設過程中巖土層出現問題及時發現，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進行準確的掌握，吸收國內外先進經驗，不斷的與實際情況相結合，只有如此才能保證我國巖土工程勘測的水平進一步提高。