多种勘察方法在某轨道交通勘察中的综合应用分析

摘 要 岩土工程勘察是工程设计与施工的基础，科学的勘察方法是确保勘察质量及效率的关键所在。当前的轨道交通工程，普遍具有结构形式多样化、施工工法交互变化等特点，单一的勘察方法已无法满足工程需求。本文通过对某轨道交通工程详勘阶段所采用的各类勘察方法的浅析，说明多种勘察方法的综合应用在轨道交通岩土工程勘察中的可行性与必然性。

关键词 轨道交通;岩土工程勘察;勘察方法

引言

近年来，随着经济的高速发展及城市规模的不断扩大，为适应城市发展的需要、缓解城市交通的紧张状况，国内诸多城市展开了轨道交通工程的建设。岩土工程勘察作为轨道交通工程中设计与施工的基础，其重要性不言而喻。轨道交通工程一般具有规模大、工期长、地质条件复杂等诸多特点，任何单一的勘察方法均仅能提供部分所需材料，已远远无法满足此类工程的勘察所需，因此将多种勘察方法科学整合后进行综合应用是轨道交通岩土工程勘察的必然趋势。

1工程概况

该轨道交通工程全线总长约58.4km，其中地下线约13.3km，过渡段约2.8km，高架线约42.3km。全线共设车站16座，其中地下车站6座，余为高架车站。地下区间均为盾构区间，地下车站均采用盖挖法施工。工程场地大区地貌为盆地地貌，沿线微地貌主要包括低丘缓坡、河流漫滩、河流阶地等。沿线场地表层多分布有人工填土，填土以下为第四系冲、洪积层，局部分布残、坡积层，下伏基岩以白垩系泥质粉砂岩为主，局部夹钙质粉砂岩、中砂岩、沙砾岩等[1]。

2勘察方法

该工程详勘阶段，主要采用了资料搜集、地质测绘、钻探及取样、原位试验、水文地质试验、室内土工试验等勘察方法。

2.1 资料搜集

对已有资料的搜集、整理、分析与利用，是一项贯穿勘察全过程的关键性工作。该工程详勘阶段所搜集的资料主要包括了沿线周边各类障碍物分布资料、社会及自然环境资料、区域地质资料、历史地震资料、水文地质与工程地质资料等。通过资料搜集，在勘察外业工作开展前便建立起一个较完整的拟建场地自然与社会环境特征、水文地质与工程地质特征的体系。使勘察工作的重点及难点得到明确，使河流、城市主干道等特殊地段的勘察时间安排及整个勘察工期的规划更加科学，有效降低了勘察的安全及质量风险，并为勘察纲要、技术交底书、安全交底书、勘察报告等文件的编制提供了丰富的素材。与此同时，搜集到的部分资料，也是该工程勘察成果资料的比对对象。详勘期间，共搜集到可利用的相关资料70余份，为勘察工作的圆满完成打下了坚实的基础。

2.2 地质测绘

地质测绘是岩土工程勘察的核心工作之一。该工程详勘阶段，完成的地质测绘工作主要包括对沿线地形地貌进行详细划分，摸查不良地质发育情况，调查水系发育特征并进行水位测量，于沿线周边的基岩出露点进行岩层产状测绘等。通过地质测绘，加深了对工程场地地形地貌、地质构造、岩土层时代成因等的掌控，为工程场地的水文地质条件及工程地质条件评价提供依据，为岩质基坑边坡及隧道围岩稳定性计算等提供计算参数。详勘期间，全线共设置专业地质点130余处，地质测绘使勘察方案布设更加科学，勘察成果资料更加完善。

2.3 钻探及取样

钻探作为使用最广泛的传统勘察方法，具有操作简单，地下岩土体特征判别直观，勘察效果较明显等优点。该工程详勘阶段，所有勘探点均为钻探孔，并要求进行全孔取芯。根据地层特征不同，钻探时采用了不同的设备与工艺。填土、黏性土、砂土、砾石土及全风化基岩、强风化基岩、基岩中的透镜状软弱夹层等地层，一般采用静压法或回旋干钻法进行取芯;中等风化基岩，一般采用泥浆护壁回旋钻进法取芯。针对较厚的填土、砂土、砾石土等易出现孔壁垮塌的土层，必要时采用套管护壁工艺;采取率不能满足要求的地层，采用双层岩芯管钻进;在遇到透镜状软弱夹层时，严格控制每回次进尺，确保地层划分的精确性。

该工程详勘时，所有岩、土样品均在钻孔中采取。为确保样品质量满足试验所需，根据各岩土层特征及所需进行的试验项目不同，采用不同的取土器及取样方法。软土土样采用薄壁取土器静压法采取，黏性土土样一般采用敞口活塞取土器连续静压法或重锤少击法采取，原状砂样采用取砂器采取，填土、砂土及砾石土的扰动土样于土芯中选取，岩样在规定深度的岩芯中选取。

通过密集的钻探及取样，探明了该工程场地内的地层分布情况，为室内土工试验采集了充足的样品，也为原位试验及水文地质试验等提供了操作平台[2]。

2.4 原位试验

原位试验是进行工程场地内岩土层划分，确定岩土体工程特性的重要工具。具有避免扰动，可直接获取岩土体现场原位特性指标和相对连续的岩土体分布特征等优点。该工程详勘阶段所采用的原位试验主要包括标准贯入试验、重型动力触探试验、旁压试验、波速试验及电阻率试验等。

①标准贯入试验：主要在砂土、黏性土、全风化基岩及透镜状软弱夹层中实施。主要用于进行砂土的液化判别及密实度判定;黏性土、全风化基岩塑性状态的现场初步判断;砂土、黏性土、全风化基岩及透镜状软弱夹层的承载力确定等。②重型动力触探试验：主要在填土、砾石土、强风化基岩及透镜状软弱夹层中实施。主要用于进行填土、砾石土的密实度判定;砾石土、强风化基岩及透镜状软弱夹层的承载力确定等。③旁压试验：在选定的钻孔中于全孔深度实施。用于进行各岩土层临塑压力、极限压力等参数的确定。④单孔波速试验：在选定的钻孔中于全孔深度实施。主要用于進行各岩土层土的类型划分，场地类别划分，基岩岩体完整性判定等，并为基岩风化程度划分提供参考。⑤电阻率测试：在选定的钻孔中于全孔深度实施。用于提供接地设备及杂散电流腐蚀防护设计所需。

通过标准贯入试验与重型动力触探试探，可以有效解决部分岩土层取样困难或无法通过室内土工试验获取部分物理力学参数指标的问题。而旁压试验及波速试验成果，在直接获取部分参数指标的同时，可以与钻探分层、室内土工试验成果等形成比对，使岩土层分层划分、参数确定、特征描述等更加科学精准。

2.5 水文地质试验

水文地质试验是获取工程场地内各岩土层水文地质参数的重要手段，也是进行场地水文地质条件评价的重要依据。该工程详勘阶段，在各地下车站、U型槽、隧道等地下工程所在场地内分别布置了一定数量的水文地质试验孔。其所进行水文地质试验一般采用分层水文地质试验，部分强风化基岩厚度较薄的试验孔，在强-中等风化基岩段采用混合水文地质试验。砂土、砾石土层采用稳定流抽水试验;黏性土层采用常水头注水试验;风化基岩一般先进行抽水试验试抽，若涌水量较小，无法实现抽水试验，则改为进行常水头注水试验。在水文地质试验孔中，于各含水层分别抽取地下水水样进行水质全分析试验。

通过水文地质试验，可以进行拟建场地的含水层划分及含水层特征判断，获取各岩土层的渗透系数及单井涌水量等重要参数。同时水文地质试验所获取的参数也可与搜集到的水文地质资料，地质测绘所获得的水系发育特征，钻探时基岩裂隙发育情况描述，及土层的密实度、颗分成果等形成比对并相互验证。

2.6 室内土工试验

室内土工试验数据是岩土工程勘察的基础性数据之一。该工程详勘阶段，针对结构形式及施工工法的不同，进行的室内土工试验项目略有差异。所有工点均进行了常规试验及岩土体的腐蚀性、热物理、岩石颗粒密度、岩块波速、岩石薄片鉴定、岩石膨胀性试验等特殊性试验;地下工程处增加了三轴压缩试验、岩石抗剪强度试验等项目。室内土工试验是场地内各岩土层定名及划分的主要依据，也是各岩土层诸多物理力学参数的直接来源。

2.7 其他方法

該工程详勘阶段，钻孔开口前均先进行物探工作，部分钻孔在3m深度内采用了挖探方法，使钻孔位置合理规避各类地下障碍物，确保了勘察工作的安全、顺利进行[3]。

3结束语

在该轨道交通工程详细勘察阶段，针对其所在场地的环境与地质条件，将资料搜集、地质测绘、钻探及取样、原位试验、水文地质试验、室内土工试验等诸多勘察方法科学整合后进行综合应用，使不同勘察方法所获取的成果资料得以相互补充、相互验证，使勘察资料的完整性及精确性得到提升，有效提高了勘察质量及勘察效率，充分说明了多种勘察方法的综合应用在轨道交通岩土工程勘察中的可行性与必然性。

参考文献

[1] 毛堃.发展城市轨道交通政策研究[D].重庆：重庆交通大学，2016.

[2] 缪卫东.探究工程地质勘察中钻探技术的应用[J].科技风，2019，（9）：130.

[3] 沈小克，蔡正银，蔡国军.原位测试技术与工程勘察应用[J].土木工程学报，2016，49（2）：105-127.

作者简介

范矞翀（1989-），男，浙江金华;学历：大学本科，现就职单位：上海世纪都城建筑设计研究院股份有限公司，研究方向：岩土工程。