地鐵拱頂襯砌上方土體的隱患及探查技術(shù)專(zhuān)家匯報(bào)

地鐵拱頂襯砌上方土體的隱患及探查地鐵盾構(gòu)施工時(shí)拱部管片背后未填實(shí)的空區(qū)和空洞，鉆爆法開(kāi)挖時(shí)初期支護(hù)的不良狀態(tài)和初期支護(hù)與襯砌間的空區(qū)，一直是業(yè)界關(guān)注的問(wèn)題。大家更多的是關(guān)注施工時(shí)地面的下沉，而對(duì)運(yùn)營(yíng)之后會(huì)不會(huì)因這些空區(qū)引起更嚴(yán)重的災(zāi)害和地鐵施工時(shí)出現(xiàn)坍方后可能對(duì)地面造成的影響，則缺少直觀的認(rèn)識(shí)，也缺少檢測(cè)手段。在北京地鐵6號(hào)線穿過(guò)京哈鐵路下方段施工后襯砌背后空區(qū)探查、南京地鐵四號(hào)線的探查兩個(gè)實(shí)例，得到了襯砌后空區(qū)造成其上方土體的坍落、松動(dòng)的直觀資料。陸地聲納法

方法的全稱(chēng)為“極小震-檢距超寬頻帶彈性波反射單點(diǎn)連續(xù)剖面法”，它的特點(diǎn)是：（1）陸地聲納法是近于零震-檢距的彈性波反射法，可避開(kāi)直達(dá)波、折射波、面波的干擾，而且由于入射波和反射波幾乎垂直界面，不存在轉(zhuǎn)換波，不僅接收到的波形簡(jiǎn)單，而且大大增大了反射波的能量，用4磅錘可激震得到150m以上深的反射波。（2）工作時(shí)不固定檢波器，提高了現(xiàn)場(chǎng)采集效率。（3）激發(fā)和采集10Hz～4000Hz的超寬頻帶反射波，可充分發(fā)揮和應(yīng)用頻譜的特點(diǎn)。

在探查溶洞方面，陸地聲納法的優(yōu)勢(shì)還在于：①零震—檢距的反射法，對(duì)溶洞等有限大小物體的反射同相軸為雙曲線，易識(shí)別。球體的物理模擬

球體的數(shù)值模擬②0.5～3m直徑的溶洞和頂部凹凸不平的暗河的最佳反射頻率是1000～3000HZ,這正是陸地聲納法的最佳使用頻段。③城市鬧市區(qū)的振動(dòng)噪聲在250Hz以下，陸地聲納法的最佳使用頻在500Hz～3500Hz，可避開(kāi)城市振動(dòng)噪聲而在鬧市區(qū)正常工作.微分電測(cè)深它是電阻率法中的一種方法，是在地面上布置4個(gè)電極A、B、M、N，通過(guò)A、B電極向地下供電，另兩個(gè)電極M、N測(cè)量電位差，計(jì)算出地下一定范圍的電阻率，其中MN⊥AB，移動(dòng)MN，隨著AM的增大，探查的深度加大。電極在地面平面布置示意北京地鐵6號(hào)線穿過(guò)京哈鐵路下方施工后襯砌背后空區(qū)探查探查的是地鐵6號(hào)線二期工程玉帶河大街站～郝家府站區(qū)間，左測(cè)線里程為左K38+533～+598，右測(cè)線為右K38+513～+594段地鐵襯砌拱頂背后上方隱患探查。探查段的區(qū)間隧道在地面下約21m，為盾構(gòu)開(kāi)挖。地面上填筑了4～5m高的鐵路路基，路基上有道砟、軌枕、鋼軌。地面以下是人工堆積、再下為第四紀(jì)沉積層。隧道拱部的人工堆積填土為房渣土、雜填土、粉土、細(xì)粉砂、中粉砂。工程實(shí)例1采用陸地聲納法和微分電測(cè)深法進(jìn)行了探查。陸地聲納法設(shè)了3條測(cè)線，以約300角斜穿鐵路從路基上穿過(guò)。其中右測(cè)線和左測(cè)線均在地鐵區(qū)間隧道的拱頂上方。測(cè)點(diǎn)距=震-檢距=1m。微分電測(cè)深的No.1點(diǎn)和No.2點(diǎn)分別在兩座隧道的正上方。探查是在剛開(kāi)挖完成了襯砌不久進(jìn)行的?，F(xiàn)場(chǎng)工作布置圖陸地聲納法數(shù)據(jù)采集

微分電測(cè)深數(shù)據(jù)采集

探查結(jié)果微分電測(cè)深清晰地分出了各種土層的分界，給出了隧道拱頂襯砌的外緣位置，為陸地聲納法確定襯砌背后的空區(qū)確定了深度。

通州地鐵6號(hào)線左線陸地聲納時(shí)間剖面

探查方向在60m長(zhǎng)的測(cè)線上可以看到3處較大的空區(qū)。它們的寬度從2m到4m，高度1～3m左右。從B空區(qū)還可見(jiàn)空區(qū)有向上發(fā)展的蹤跡。從探查情況看，用盾構(gòu)開(kāi)挖，管片背后的空區(qū)還是比較嚴(yán)重的，在土質(zhì)不好的情況下，這些未填實(shí)的空區(qū)還會(huì)導(dǎo)致其上方的土體垮落，使土體中的松散部分逐漸向上發(fā)展。探查方向通州地鐵6號(hào)線右線陸地聲納時(shí)間剖面探查方向工程實(shí)例2：南京地鐵四號(hào)線的探查2.1地面探查在四號(hào)線鼓樓段～市政府站區(qū)間左線襯砌上方進(jìn)行土體破壞情況探查。共做了兩段：①CK15+815～+858段共50m長(zhǎng)。在中線設(shè)測(cè)線1，中線右1～1.5m設(shè)測(cè)線2，兩測(cè)線平行。②CK15+100～+125段的探查，是由于在開(kāi)挖到約+112時(shí)掌子面出現(xiàn)了塌方，并有股水流入隧道，希望探查塌方的影響。南京地鐵四號(hào)線的地面探查探查結(jié)果

CK15+815～+858段1～7和9等異常，在區(qū)間隧道的拱頂上方獨(dú)有明顯的土體中的散亂的較強(qiáng)反射，這反映了隧道拱部襯砌后未填實(shí)而導(dǎo)致其上方的土體冒落松動(dòng)。其中2、3、5、8、9、等幾處土體的松動(dòng)已發(fā)展到地面公路路面之下。而查閱資料得知，異常8所處位置為施工時(shí)出現(xiàn)坍方導(dǎo)致地面出現(xiàn)坍坑位置，那些整齊的水平反射同相軸反映了回填是層層夯實(shí)的填土層。探查方向CK15+100～+125段開(kāi)挖到約+112時(shí)掌子面出現(xiàn)了塌方，并有股水流入隧道。探查方向可見(jiàn)坍方點(diǎn)約在CK15+110位置，這與地面下沉的中心的完全吻合從圖可看到，坍體上界約達(dá)地面下4～5m，而坍方引起土體松動(dòng)則達(dá)到+105，松動(dòng)土體上界達(dá)到地面公路瀝青路面之下。在+107～108地面下約4m深有明顯的反映空洞的雙曲線同相軸，這可能是地下老人防坍垮后的遺跡。隧道在+110坍方后流出的水可能是老人防中積存的水。結(jié)論（1）地民鐵襯砌背開(kāi)后未填實(shí)的掛空區(qū)或曾顛出現(xiàn)較大融坍方的地幸點(diǎn)，會(huì)導(dǎo)致其輝上方的球土體冒但落松散，甚至有些松散掀可直達(dá)地螞面，是地鐵行施工和題運(yùn)營(yíng)時(shí)愚的重要于隱患。適以往缺叢少針對(duì)明這方面歡的探查等技術(shù)和扶工作資旱料，人腸們?nèi)鄙俾手庇^的稈認(rèn)識(shí)。雄本文的區(qū)實(shí)測(cè)案疲例給出航了隱患羽源的直喝觀感性魚(yú)的圖像泄。（2）陸地聲備納法是精細(xì)探疲查隱患的位有效方法簽，它不受鬧缸市區(qū)振果動(dòng)干擾燦，也不欣受地下源管線和達(dá)其它障章礙物的漁影響。（3）通巴過(guò)以上兩劉個(gè)工程案鞠例，也使豈我們對(duì)地兼下工程建定設(shè)和運(yùn)營(yíng)擦中的隱患劉有了更深劃刻的認(rèn)識(shí)免，如何及銜早了解隱燃患的存在之和消除隱漁患對(duì)人們嶄生產(chǎn)、生林活帶來(lái)的瞎安全威脅嶄是我們今慎后要努力暮解決的課匙題。區(qū)間隧適道掌子楊面前方塔地質(zhì)預(yù)近報(bào)在地鐵慎四號(hào)線宿左洞C惡K15呢+03典2掌惰子面向慶前方作勢(shì)了地質(zhì)勞預(yù)報(bào)，嫂掌子面繁是風(fēng)化肝泥質(zhì)砂鄙巖與風(fēng)捕化砂巖掩互層，掀遇水成炮泥狀。輝用陸地壁聲納法港作預(yù)報(bào)嚇，在掌猶子面上岡布置一妄條水平遙測(cè)線，巖一條鉛差垂向測(cè)汗線，采亡用震-打檢距=該測(cè)點(diǎn)距酷=0.最25m冰。區(qū)間隧稿道掌子黨面前方柄地質(zhì)預(yù)縣報(bào)CK15旦+032掌子面陸隸地聲納時(shí)黑間剖面探查方向掌子面水平與鉛綢垂剖面地歡質(zhì)解釋圖屑及反饋信卻息開(kāi)挖方技向掌子面掌子面結(jié)論地鐵施帝工時(shí)的擇地質(zhì)預(yù)微報(bào)是不消應(yīng)少的，特別金在地鐵杰標(biāo)高在尚巖土交堅(jiān)界線上墻下時(shí)，