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甜水园地铁14号线注浆效果探测

探测目的
为了解注浆加固效果和寻找遗漏的脱空区,在北京地铁14号线采用RDscan技术对隐伏脱空区进行了探测。了解注浆加固的范围及其效果,寻找残留的隐伏松散与脱空区,为进一步的工程处理提供依据。

技术特点
RDscan是一种声频地震散射勘探技术。具有分辨率高、抗干扰性强、不破损路面、不中断交通等优点。使用锤击震源,探测深度超过30m。适合城市地铁与道路隐患的探测。通过地层波速分布与地质结构偏移图像的特征,确定加固区、松散区与脱空区的分布。用于城市道路坍塌、地铁脱空、地质结构的精细勘查。

工程概况
地铁14号线是单洞双线隧道,跨径为10.22m, 埋深14m-25m,截面图如图1所示。标内地铁6号线联络线与其并行,隧道跨径6m。

图1. 地铁14号线断面图(据王梦恕,2014)

隧址区地层从上至下分为人工堆积层、全新世冲洪积层、晚更新世冲洪积层三套地层。地铁埋深在第四系冲洪积层之内,岩性为粘性土、粉土、砂类土、卵石组成,交互沉积,土质松散,遇水不稳定,成拱条件差。地层波速在800-900m/s范围。地下水位较高,透镜体发育,透水性不均。

探测工程布置
地下脱空区探测沿街布置,分左、右两线,如图2红线部分所示。勘探采用的拖缆的检波器间距为0.5m,敲击点距1.0m。重点探测区拖缆检波器的间距为0.25m,敲击点间距0.5m。探测现场见图3.

图2. 测线和剖面位置


图3 探测现场

探测结果
纵观各剖面的探测结果,主要可以归纳为以下5点:
1). 南北两端地层的波速为900m/s,中部地层的波速800m/s,两端比中间地质条件略好。
2). 剖面图中深蓝色表示的是低于650m/s的低速异常区,对应隐伏的松散、脱空区; 红色表示高于1200m/s的高速异常区,为注浆固化体。
3). 比较四条剖面的结果发现,位于测线中段的L4剖面脱空区分布范围最大,占剖面长度超过60%,而且低速的幅度较大。南北两段脱空区的范围较小,占比小于30%。
4). 比较注浆加固的效果发现,位于测线北段的L2、R2剖面,注浆加固的范围大,高波速异常面积大,固化体肥硕,特别是L2剖面更为明显,占比超过60%。向南注浆密度与强度逐渐降低,到测线的南段R6剖面中已经找不到注浆固化痕迹。
5). 分析测区内脱空区的占位与形态特征,发现脱空区的成因可以分为两类。一类是靠近隧道边缘发育,形状圆润,强度向外逐渐减弱,推测与隧道超挖或坍塌有关;另一类分布在注浆固化体边缘,尺度不大,孤立分散,呈蜂窝状,推断与注浆不饱满有关。R6剖面中的脱空区基本上是属于第一类,L4剖面中的脱空区是以第一类为主,第二类为辅;而在L2、R2剖面中,脱空区以第二类为主,第一类为辅。现将4个剖面分列于下。

图4 L2剖面脱空区(深蓝色)与注浆体(红色)分布


图5. L-4 剖面脱空区(深蓝色)与注浆体(红色)分布图


图6 R-2剖面脱空区(深蓝色)与注浆体(红色)分布


图7. R-6 剖面脱空区(深蓝色)与注浆体(红色)分布

  

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