软土地区轨道交通勘察物探技术要点分析

软土地区轨道交通勘察物探技术要点分析

葛稳强

江苏省地质环境勘查院

摘要：随着轨道交通建设的迅速发展，特别是在软土地区，高效准确的地质勘察物探工作对保障工程安全、优化设计和控制成本具有至关重要的意义。本文系统分析了软土地区轨道交通勘察中物探技术的应用要点，包括勘探技术、浅层物探技术、深部物探技术以及综合物探技术的概述和应用。进一步，探讨了在软土地区轨道交通勘察中，勘察物探技术在工程场地评价、岩土体特性分析及勘察过程监测中的关键应用要点。文章还提出了物探技术发展的对策，包括加强理论研究、完善技术标准、培养复合型人才以及促进技术集成创新，以期提升软土地区轨道交通勘察物探的质量和效率。

关键词：软土地区；轨道交通；勘察；物探技术

引言：轨道交通作为城市交通系统的重要组成部分，其建设的科学性、安全性和经济性直接关系到整个项目的成功与否。在软土地区，由于地质条件复杂，进行准确的地质勘察成为了确保轨道交通工程安全稳定运行的前提。物探技术作为一种非破坏性地质勘查方法，以其高效、经济的特点，在轨道交通工程地质勘察中发挥着越来越重要的作用。通过应用先进的物探技术，可以有效地探测软土地区的地下情况，为轨道交通工程提供准确的地质数据支持。

一、软土地区轨道交通勘察的重要性

在软土地区进行轨道交通勘察具有至关重要的意义。软土地质条件复杂，具有高含水率、高压缩性、低承载力、中高灵敏度、流变性等特点，这对轨道交通工程的稳定性和安全性提出了极大的挑战。准确的勘察工作能够详细揭示地下条件，为工程设计提供可靠的地质数据，从而确保设计方案的科学性和可行性。此外，通过勘察物探技术可以预测可能的地质风险，制定相应的预防措施和解决方案，避免在施工和运营过程中发生意外，减少经济损失。有效的勘察还有助于优化工程布局，降低工程成本，提高建设效率。因此，对软土地区的轨道交通工程来说，进行全面细致的地质勘察是确保项目成功实施的前提。

二、软土地区轨道交通勘察物探技术概述

(一) 勘探技术及资料调查

勘探技术里面主要包含钻探技术和静力触探技术。钻探取样是最直接最客观的岩土揭示方式，采用回转钻机，开孔孔径130mm，终孔孔径110mm，护孔管长度3m，泥浆护壁钻进，控制回次进尺不宜超过1.5m，以尽量减少对软土扰动，勘探取土使用薄壁固定活塞取土器(Nvorslev型或NGI型)或束节式取土器。同时采用更为直观反映土体连续特性分布的双桥静力触探技术，通过探头内的锥尖传感器及侧壁传感器把探头在贯入土层中所受的锥尖阻力（qc）、侧壁摩阻力（fs）转变为电讯号，最后由静探微机自动采集数据，并生成qc、fs随深度变化的曲线图。单纯依靠这种以点带面的勘探技术进行地层全面调查分析，还远远不够，尚应到城乡建设档案馆收集资料、利用卫星地图的不同时段拟建场地的地貌变迁，进行综合性勘察物探。

(二) 浅层物探技术

浅层物探技术在软土地区轨道交通勘察中广泛应用，主要包括地电阻率法、地磁法、地震波法等。这些技术能够有效探测地下近表面的地质结构和岩土体特性，如土层厚度、土壤类型及含水量等。浅层物探技术具有操作简便、成本较低和对环境干扰小的优点，非常适合初期地质调查和小范围详查。通过浅层物探技术，工程师可以迅速获得工程地质条件的初步了解，为后续的详细勘探和工程设计提供重要依据。

(三) 深部物探技术

深部物探技术，如深地电阻率成像法、地震反射法和折射法，主要用于探测深层的地质构造和岩土体特性。这类技术能够提供更深层次的地下信息，帮助工程师识别软土层下可能存在的岩石层、地下水位和大型地质结构等。深部物探技术对于预测和评估深基坑工程、隧道工程和大型桩基工程中可能遇到的地质问题尤为重要。虽然这些技术的成本和操作难度相对较高，但它们为确保轨道交通工程的安全稳定提供了不可或缺的深入地质信息。

(四) 综合物探技术

综合物探技术是指将多种物探方法组合应用，以获取更全面、更准确的地下信息。通过综合利用浅层和深部物探技术的优势，可以在不同尺度和深度上对地下条件进行立体勘察，有效提高勘察的准确性和可靠性。综合物探技术尤其适用于地质条件复杂、地质问题多样的软土地区轨道交通工程。通过对不同物探数据的交叉验证和综合分析，可以更准确地判断地下结构的分布情况，为轨道交通工程的设计和施工提供坚实的地质基础。

三、软土地区轨道交通勘察物探技术应用要点

(一)工程场地评价

在软土地区轨道交通勘察中，工程场地评价是勘察物探技术应用的重要方面。通过勘探取样、原位测试（静力触探）以及运用地电阻率法、地磁法等浅层物探技术，可以迅速获取场地内土层分布、土质特性以及地下水位等基本信息。这些信息对于评估场地的建设适宜性、预测可能存在的地质风险以及制定初步的工程措施至关重要。工程场地评价还需要考虑场地周边的环境因素，如附近水体的影响、历史地质事件等，以全面了解场地条件。

(二) 地质构造探测

软土地区的地质构造复杂多变，对轨道交通工程的影响极大。物探技术在地质构造探测中发挥着关键作用，尤其是深部物探技术如地震反射法和折射法，能够有效探测深层断层、裂隙带及其他地质构造的位置和特征。通过精确探测地下构造，可以避免工程建设中遇到不可预见的地质问题，如断层活动引起的地面不稳定、地下水流动导致的地基冲刷等。地质构造的详细探测还有助于评估工程地质条件的复杂程度，为设计提供依据，确保工程结构的安全性和稳定性。

(三) 岩土体特性分析

在轨道交通勘察中，对岩土体特性的准确分析是设计和施工的重要前提。物探技术，特别是综合物探技术，在岩土体特性分析方面提供了有效的手段。通过测定地下介质的物理和机械性质，如密度、弹性模量、渗透性等，可以准确判断土层的压缩性、承载力以及对工程施工的影响。此外，物探数据还可以用于分析土层的稳定性，预测施工过程中可能出现的沉降和滑移问题。准确的岩土体特性分析有助于合理选择基础类型、计算基础承载力和设计地下结构，确保工程的安全和经济性。

(四) 勘察过程监测

在软土地区轨道交通工程勘察过程中，持续的现场监测是保障勘察准确性和工程安全的重要措施。利用物探技术进行勘察过程监测，可以实时掌握地质条件的变化，及时发现和处理潜在的地质问题。特别是在施工过程中，通过地震波法、电阻率法等技术持续监测地下水位变化、土体密实度和地下结构的稳定性，可以有效预防施工引起的地质灾害。此外，勘察过程监测还包括对已完成工程的长期性能评估，为轨道交通工程的维护和管理提供科学数据。通过实施有效的勘察过程监测，可以确保工程设计和施工的高效性与安全性。

四、软土地区轨道交通勘察物探技术发展对策

(一)加强理论研究

为了进一步提高软土地区轨道交通勘察的准确性和效率，加强物探技术的理论研究至关重要。这包括对软土地质特性的深入研究、物探方法的物理基础、数据处理和解释方法的创新等方面。通过加强理论研究，可以提高物探技术对软土地区特有地质现象的识别能力和解释准确性，提升数据分析的科学性和可靠性。此外，理论研究还应关注新的物理场探测技术和新材料的应用，以不断扩展物探技术的应用范围和提高其探测深度和分辨率[1]。加强理论研究不仅能促进物探技术的科学发展，还能为实际工程勘察提供更加强大的技术支撑。

(二) 完善技术标准

完善的技术标准是提高勘察工作质量和效率的重要保障。对于软土地区轨道交通勘察物探技术而言，需要制定和完善一系列符合本地区特点的操作规程、质量控制标准和安全规范。这些标准应覆盖物探技术的全过程，包括仪器设备的选择、现场操作、数据处理和解释、报告撰写等各个环节[2]。完善技术标准不仅能够提高勘察工作的标准化和规范化程度，还能够保证不同项目间的勘察结果具有可比性，为工程设计和决策提供可靠依据。同时，这也有利于促进勘察技术人员的专业素质提升和技术交流。

(三) 培养复合型人才

软土地区轨道交通勘察物探技术的发展需要依靠高素质的复合型人才支持。这类人才不仅需要具备扎实的地质学、物理学等基础理论知识，还应熟悉现代物探技术和数据处理软件，具备跨学科的综合分析能力和创新能力。因此，高等院校和研究机构应加强相关专业的课程建设和实践教学，培养学生的实际操作技能和科学研究能力。同时，企业和政府部门也应提供持续的培训和职业发展机会，鼓励技术人员不断学习新知识、新技术，提升自己的综合素质和专业能力[3]。

(四) 促进技术集成创新

技术集成创新是推动软土地区轨道交通勘察物探技术发展的重要途径。这要求将物探技术与地质钻探、地理信息系统（GIS）、遥感技术、人工智能等其他技术相结合，形成多技术、多学科交叉的综合勘察方法。通过技术集成创新，可以在更大范围、更深层次上获取地下信息，提高勘察工作的准确性和效率。同时，这种集成创新还能促进新技术、新方法、新设备的开发应用，推动物探技术和轨道交通勘察领域的整体进步。

结语

随着轨道交通建设向软土地区的深入，物探技术在勘察工作中发挥着越来越重要的作用。通过加强理论研究、完善技术标准、培养复合型人才和促进技术集成创新，可以有效提升软土地区轨道交通勘察的科学性、准确性和效率。这不仅有助于确保轨道交通工程的安全可靠，还能为该领域的可持续发展提供强有力的技术支撑和人才保障。未来，随着技术的不断进步和创新，物探技术在轨道交通勘察中的应用将更加广泛和深入，为工程建设提供更加坚实的地质基础。

参考文献

[1] 叶毓栋.高密度电法技术在公路边坡工程勘察中的应用与研究[J].中国设备工程, 2024(001):000.

[2] 张灵熙,张雯超,颜静,等.软土地区地铁车站深基坑变形伺服控制分析[J].施工技术(中英文), 2023, 52(17):55-60.

[3] 叶如,申文明,景浩,等.软土区地铁车站基坑取消换撑可行性分析研究[J].城市轨道交通研究, 2023, 26(3):84-89.