地质雷达在贵阳轨道交通2号线施工灾害分析中的应用

付君宜，陈发达，刘欢，王祥

（1.贵州正业工程技术投资有限公司，贵阳 550012；2.贵阳市城市轨道交通集团有限公司，贵阳 550081）

1 引言

工程物理勘探的方法有很多种，按照不同的分类标准其分类亦不相同。按照探测原理，可以分为声波法（如HSP水平声波剖面法）、地震波法、电磁波法（如地质雷达法、瞬变电磁法）、电法等；按照预报距离，又可以分为长距离预报和短距离预报法，其中，长距离预报法有地震波反射法、TRT地震反射层析成像法、VSP负视速度法等；短距离预报法有地质雷达法、Beam预报法、HSP水平声波剖面法、陆地声呐法等。上述方法在隧道超前探测实践预报中均得到了应用，但总体而言，地震波反射法、地质雷达和瞬变电磁法的应用较为广泛[1-5]。

2 工程概况

2.1 区间隧道概况

贵阳市轨道交通2号线为南北—东西—南北向骨干线，连接白云区、观山湖区、老城区（云岩区及南明区）、龙洞堡片区。其中，观水路站—油榨街站右线起讫里程为YDK36+126.948~YDK36+931.606，左线起讫里程为ZDK36+126.948~ZDK36+931.606，区间线间距13.5~14 m，轨面埋深10.5~34.0 m，为单洞单线隧道，采用矿山法施工。

2.2 地质与构造

贵阳市轨道交通2号线沿线涉及地层有侏罗系下统自流井群（J1zl）、中统下沙溪庙组（J1x）；三叠系上统二桥组（T3e）、三桥组（T3sq）、三叠系中统改茶组（T2gc）、杨柳井组（T2yl）、松子坎组（T2sz）、三叠系下统安顺组（T1a）、大冶组（T1d）、沙堡湾组（T1s）；二叠系上统大隆组（P1d）、长兴组（P1c）、二叠系中统龙潭组（P2lt）、二叠系下统茅口组（P1m）栖霞组（P1q）、梁山组（P1l）。地层岩性有砂岩、泥岩、泥页岩、白云岩、泥质白云岩、灰岩、泥灰岩、溶塌角砾岩、黏土岩、硅质岩及煤层等。

工程区水系均属乌江水系，地处猫跳河流域。西侧、北侧发育乌江猫跳河支流，北侧为猫跳河；东侧、南侧均为南明河及其支流。场地地下水类型主要有孔隙水、岩溶裂隙水及岩溶管道水3种类型，富水性较高。孔隙水主要赋存于第四系松散覆盖层内，主要接受大气降雨补给，局部为上层滞水；岩溶裂隙水含量较丰富，主要赋存于碳酸盐岩的风化裂隙内，主要接受大气降雨及上游地表及地下水补给；岩溶管道水含水量较丰富，主要赋存于碳酸盐岩的岩溶管道内，主要接受周边地表水体、大气降雨及地下水补给。

二桥站（不含）—浣纱路站区间：属岩溶槽谷地貌，YDK30+020.112~YDK30+950为越岭隧道段，山体呈浑圆状，植被发育，多为灌木，地形起伏较大，地面标高1 080.80~1 220.3 m，最大高差60.0 m。YDK30+950~YDK31+507.151段现状为硬化路面、市西河，地势总体呈东高西低状，地面标高1 062.81~1 073.32 m，最大高差约11.0 m。越岭段既有建筑物较少，仅分布有碧云山庄、防空洞，其他地段分布既有过街天桥、民用住宅等，上空有电缆电线，地下管网密集，人口密集，工程环境复杂。

浣纱路站—延安路站：属岩溶槽谷地貌，地势较平坦稍有起伏，地势总体呈西高东低状。经过多年的人工整治和城市建设，以前的沟、塘、洼地等已被填埋，地表已被建筑物、道路、绿地等覆盖，无明显的地形特征。现状地面标高1 061~1 068 m，高差1~4 m。线路出紫林庵站后，沿延安中路下敷设，于延安中路和合群路交叉口处接延安路站，周边建（构）筑物密集，距隧道外轮廓线2.5~8 m，上空有电缆电线，地下管网密布，人流、车流量大，工程环境较复杂。

延安路站—省医站：拟建区间场地范围内地下各种管线密布，但均位于隧道结构顶板之上，施工一般对其影响较小。下穿中山东路与宝山南路地下通道及上跨电力隧道，隧顶距地下通道底板为6.9 m，隧底距电力隧道顶部3.3 m。区间隧道沿宝山南路下方敷设，管线复杂，有雨水、污水、电信、电力、给水、燃气等，其中影响较大者为1根φ600 mm污水管，位于隧道拱顶，横跨隧道敷设，与隧道净距为1.8 m。

省医站至观水路站区间：属岩溶槽谷地貌，沿线地面现状为硬化路面，地势总体较平缓，地面标高1 073.19~1 079.04 m，最大高差约5.0 m，地表建（构）筑物密集，分布蟠桃宫立交桥、人行过街天桥等，地下管线密集，工程周边环境复杂。

观水路站至一期终点站区间：属岩溶槽谷地貌，沿线地面现状为硬化路面，地势总体较平缓，地面标高1 044.4~1 067.76 m，最大高差约24.0m，最低点位于南明河，地表建（构）筑物密集，均距离隧道轮廓有一定距离，地下分布油榨街地下过街通道等，地下管线密集，工程周边环境复杂。

观水路站出站后，下穿宝山南路团坡桥及南明河，沿宝山南路敷设，后下穿油榨街既有地下过街通道及市南路高架桥，止于油榨街红星美凯龙一带，周边建（构）筑物及管线密集，人流、车流量大。在YDK36+376~YDK36+403、YDK36+438~YDK36+466段下穿团坡桥及南明河两侧的截污管。YDK37+210~YDK37+270段下穿既有油榨街地下人行通道。区间范围内管线众多，但大多位于隧道结构顶板之上，对隧道施工影响较小。

3 观水路站—油榨街站区间隧道案例

据地质资料显示，观水路站—油榨街区间范围内上覆第四系人工填土、红黏土，第四系覆盖层厚度约2.2~13.0 m，下伏基岩为三叠系下统安顺组白云岩，区间范围内发育南明河断层，岩层总体呈单斜状。南明河断层为一逆断层，该断层在拟建场地内与线路相交于YDK36+420处，交角约87°，线路以区间隧道通过，断层两盘均为三叠系安顺组白云岩。区间段属岩溶槽谷地貌，沿线地面现状为硬化路面，地势总体较平缓，地面标高1 044.4~1 067.76 m，最大高差约24.0 m，最低点位于南明河。区间在YDK36+403~+438段下穿南明河，河内常年有水，河面宽约35.0 m，勘察期间水深约0.5~2.0 m，河床凹凸不平，最大高差约4.0 m，根据相关资料，两百年一遇洪水位标高1 051.388 m。而地下水埋深一般在隧道洞身顶板以上6.0~15.0 m范围内，地下水为埋深标高1 047.97~1054.36 m。本段周边建（构）筑物密集，人流、车流量大，地下各种管线密布，但均位于隧道结构顶板之上，施工一般对其影响较小。

2020年9月15 日，观油区间右线里程YDK36+635段团坡桥加油站绿化带塌陷，选用了地质雷达对测区进行探测。根据现场施工条件，本次地质雷达布置4条测线，测线布置及异常区域如图1所示，探测里程YDK36+620~YDK36+650。

图1 观水路站—油榨街站地质雷达测线布置示意图

由图1可见，雷达异常在平面成果图上投影集中于一处，异常主要集中在测线R2~R3里程YDK36+634~YDK36+638段，判断该区域地层存在脱空及富水的情况。根据现场采集的地质雷达数据，对地质雷达测线绘制成果剖面图，如图2所示。

图2 里程YDK36+620～YDK36+650段地质雷达成果剖面图

由图2可得测线范围内，测线R2里程YDK36+634~YDK36+638段地表以下1.2~3 m存在异常，塌陷区域附近振幅较强，结果显示区域长约4 m，宽约2 m同相轴杂乱且伴随多次强反射信号，存在地下空腔及富水的情况；测线R3里程YDK36+634~YDK36+638段地表以下1.2~2.7 m存在异常，塌陷区域附近振幅较强，结果显示区域长约4 m，宽约2 m同相轴不连续，存在地下空腔。

4 结论

根据岩土勘察报告显示，观油区间隧道右线里程YDK36+635处覆盖层厚度为7.8 m，覆盖层以下为中风化白云岩，地下水位线位于隧道上方。根据地质雷达成果剖面图显示在测线S2~S3里程YDK36+634~YDK36+638段地表以下1.2~3 m的深度范围内存在异常，塌陷区域附近振幅较强，结果显示区域长约4 m，宽约2 m同相轴不连续，存在地下空腔。该塌陷区域附近存在地下横穿马路的排洪通道，前期地表出现的塌陷也是由于地下排洪沟的渗漏造成土体发生遇水软化且不断被冲刷掏蚀导致地表脱空，后经灌浆加固后未对排洪沟进行修复疏通，加之近期连续不断的强降雨导致雨水不断冲刷绿化带附近的土体，最终导致绿化带塌陷的险情。隧道开挖过程中存在大量抽排水或涌水情况，或出现隧道支护结构变形较大情况，或出现地面沉降或塌陷情况时，将对地下管网造成一定影响，致使其沉降或破损，反过来管网的渗漏（自来水和雨污水）将加剧地面沉降或塌陷。