浅谈城市地铁岩土工程勘察的新技术

何 云

(西咸新区轨道交通投资建设有限公司，陕西 西安 710054)

1 城市地铁岩土工程勘察概述

在上世纪50年代至80年代，北京地铁1号线在勘察的过程中，逐步开始对相关的工程勘测技术进行使用，还为后续天津,广州,上海等城市地铁建设的岩土工程勘察工作打下了坚实的基础。上世纪80年代到上世纪末，由于各主要城市进行地铁建设，在此过程中累积了大量的地铁岩土工程勘察的技术和经验。依照这些经验，国家逐步开始对岩土勘察的工作进行规范，使土壤地铁岩土勘察工作更为标准化。城市地铁岩土工程勘察任务如下。

1.1 对实际土层的“反算”

所谓“反算”就是勘察队伍要对需要勘察的地区进行必要的检测，然后根据检测的数据进行一定的推论。将得出的结论与当地的情况进行比较，如果大致符合的话，就证明实验的数据比较准确，在勘察中能够发挥作用，就可以进行之后的建设施工工作。如果得出的结论和现场的实际情况不符，就需要选择其他的勘测手段和技术方法。

1.2 对土层病害的预测

岩土工程病害产生的原因复杂多样，这就需要对岩土工程勘察的数据进行必要的分析，才能对土层将要发生的病害进行必要的预测。例如，条形基础的房屋建筑墙体开裂，导致其发生的原因可能有：地基沉降不均或地基处理不满足设计要求，基坑维护不合理等。因此，只有对这些可能导致病害的原因进行全面了解，并根据勘察的数据来对其深入分析，才能达成对岩土病害的预测

1.3 取得工程设计的必要参数

岩土工程勘察是为设计服务的基础专业，分不同阶段通过地质测绘，勘探，原位测试，室内实验等岩土工程勘察方法方式，研究，评价建设场地的工程地质条件，并从岩土工程角度、结合地区经验与工程经验为设计专业提供不同条件下的处理建议或意见。如地质构造，岩土分层，不良地质作用，水文地质特征与发育情况，岩土力学参数，以及其他规范所要求的数据资料等。为设计专业的设计质量提供切实可靠的基础资料保障。

2 当前城市地铁岩土工程勘察过程中应用的新技术

2.1 数字化勘察技术分析

2.1.1 BIM建模技术

bim技术主要是通过三维地质插件、Revit2016和通用勘察软件等形成模型，并且不断的优化三维地质建模插件，最终让模型与现实较为接近，比如说在上海某地铁线路进行岩土工程勘察的过程中，就使用了bim技术。这种技术让该地铁岩土工程勘察的效率进一步提高。由此可见在岩土工程勘察项目当中，对bim技术进行有效的使用具有非常大的意义。

2.1.2 岩土三维勘察设计系统

岩土三维勘察设计系统主要是Itas CAD系统。Itas CAD系统在应用的过程中主要通过以Micro Station为基础操作界面,集成了很多其他插件，可以实现可视化、运算和预警能力、动态化的展示,与此同时还可以有效地借鉴Itasc系统的相关经验。 Itas CAD系统在应用的过程中具有很强的地质三维建模能力,符合当前的使用需要，与此同时在工作的过程中，它的工作模块很多，主要有数据信息管理模块，三维建模和数据分析模块，辅助绘图模块，查询统计以及计算分析等诸多功能，符合勘测应用的环境。 比如说,杭州市在地铁岩土工程勘察的过程中就使用了该系统，岩土三维勘察设计系统在使用的过程中进行了三维地层建模,取得了较好的效果。

2.2 勘察测试过程中的新技术分析

2.2.1 瞬态平面热源技术分析

瞬间平面热源技术主要指的是通过瞬间平面热源仪器来完成地铁岩土工程勘察的工作，首先需要保证瞬间平面热源仪器的探头功率恒定，探头的电阻会由于温度的升高而出现一定的变化，在电阻变化的过程中可以对电阻探头电压进行转变，这时探头会在样品当中产生一个温度场，而温度场并不稳定，在此温度条件下可以加热样品。瞬态平面热源仪器会对探头的温度变化进行记录，这样就可以利用样品的温度变化率对热物理指标进行探测。比如说在天津地铁勘测的过程中就使用了这种技术，这种技术在使用的过程中不单单能够为使用者提供非常准确的参数，还能够提高工作效率节省，大量工作时间。

2.2.2 井间电磁波CT探测技术分析

井下电磁波CT技术主要通过无线电波来勘测地质体的情况，可以成像，可以对破碎带和岩溶的形态、位置、空间分布等情况进行准确的记录。

在操作的过程中首先在两个钻孔当中分别设定接收和发射的频率，设定在0.5～32MHz之间，接着对个深度区域的相应场景进行记录，做好反演工作，对两个钻孔之间的介质电磁波吸收系数进行确认，最后通过相关数据对破碎带和孔间岩溶的形态，空间分布位置等情况进行确认。比如说在昆明地铁岩溶区勘探的过程中就使用这种技术，这种技术在地下溶岩勘查的过程中具有较好的效果。

2.2.3 跨孔地震CT探测技术分析

跨孔地震CT探测技术主要通过地震波来分析地质体的情况，对洞穴发育的情况进行勘测，首先地震波在第一孔中发射，并且通过检波器接收第二孔当中获得的电波，接着地震记录仪会对相关数据信息及时记录并作出保存。与此同时需要有效的处理分析相关数据，接着叠加地震波传播路径，最后对地震波进行分析，通过这样的方式可以有效的对岩基岩深度范围当中的两孔之间测线上岩体的洞穴发育情况进行准确的了解。在无锡地铁1号线建设的过程中，就使用了这种技术来进行岩溶区勘察，获得了较好的效果，由此可以发现通过跨孔地震CT探测技术能够有效的探测地下岩溶的情况，应用前景非常广阔。

2.2.4 地质雷达探测技术分析

地质雷达探测技术主要是对高频电磁波进行发射来对地下介质分布的情况进行勘测，首先因为地质雷达能够对发射天线进行移动，并且对地下进行高频电磁波的发射，由于物理当中电磁波会在不同电性界面产生反射。在此过程中反射天线同步工作的接收天线会对这些电磁波进行接收，准确的将其记录下来，了解反射电磁波的振幅、波长以及所需的时间，通过相关数据分析方法，能够有效的对主机中地下断面的扫描图像进行展示，最后通过仔细识别和对比，可以对地下介质的分布情况进行准确的了解。比如说青岛地铁1号线的勘察项目就对这种技术进行了使用，可以发现这种技术在地铁岩土工程勘察过程中具有很好强的适应性。

2.2.5 钻孔电视成像技术分析

钻孔电视成像技术主要是通过钻孔电视成像仪来对地铁岩石工程勘查工作进行分析。在此过程中，钻孔电视成像仪主要是通过绞车，连接线，高清摄像探头，主机等共同组成。首先通过电缆在井下放入高清摄像探头，接着通过探头的后置光源进行照射，并且采集相关的数据，通过电脑进行相应的光电转换，接着将这些数据通过电缆来完成传输，通过相关软件和硬件设备向使用者的显示屏当中传入数据，可以准确的对探头探测区域的实时图像进行观察，比如说在武汉地铁相关项目勘测的过程中就使用了这种技术。这种技术能够在地铁岩溶勘察的过程中。获得较好的效果。

2.2.6 综合物探技术分析

综合物探技术主要是通过两种或两种以上的方式进行物探操作，了解地铁岩土工程勘察。比如说在深圳地铁16号线当中就使用了管波探测和跨孔弹性波CT共同结合的方式进行勘测，这样的方式能够有效的将单一物探技术应用过程中出现的局限性解决，还能够为后续的城市地铁建设提供相应的经验积累。

3 结 语

城市地铁沿途勘测工作非常复杂，具有较高的专业性，而地铁岩土工程勘测技术是将地铁工程建设过程中岩土层出现问题及时发现，并且进行解决的重要方式，所以一定要对地铁岩土工程勘测的各种技术进行准确的掌握，吸收国内外先进经验，不断的与实际情况相结合，只有如此才能保证我国岩土工程勘测的水平进一步提高。