城市隧道勘察应关注的几个岩土工程问题

摘要：

随着我国城镇化发展进程的加快，隧道在城市道路建设中得到了广泛的应用。本文以长春市隧道工程为例，依据国家岩土、基坑及地铁等规范，对城市隧道涉及的岩土工程问题进行总结，对勘察工作的实施提出了建议。

关键词：城市隧道，设计条件，影响因素，岩土勘察；

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：

0引言

加快城市建设步伐，走中国特色城镇化道路，是我国经济发展的又一重大战略方针。以长吉两市为例，到2020年，长吉一体化区域城镇人口将达到700万，城镇化率达到80%以上。加大城市基础设施投入，提高城市的承载能力，已成为各级政府的当务之急。2009年，长春市完成渠化改造路口31处，大中修道路46条，新建续建桥梁14座、道路137条，仅长春四环路一项，通车里程达67公里，在这些工程中，隧道成为一种重要的道路交叉方式。下面以长春大街隧道工程为例，对城市隧道设计勘察中所涉及的岩土工程问题探讨如下。

1工程概况

拟建长春大街隧道，是长春亚泰大街改造工程的一个重要节点，位于市区繁华地段，长1200米，宽25米，穿越长春大街等五条街路，两端入口采用悬壁式挡土墙，中间部分采用矩形框构结构，区间采用U型槽，底板最大埋深11.00米，明挖法施工或盖挖法施工。

2场地工程地质条件

拟建场地位于长春伊通河以西，地貌单元为松辽平原波状台地，地层岩性自上而下依次为：

①层人工填土，褐黑色，粘性土为主，厚度0.30～4.50米；

②层粉质粘土，褐黄色，湿，可偏塑硬，厚度0.50～7.90米；

③层粘土，褐黄色，硬塑，饱和，厚度0.80～7.60米；

④层粗砾砂，黄色，密实，饱和，厚度0.20～3.70米；

⑤层泥岩与粉砂质泥岩互层，紫红色，全～强风化状态，稍湿，厚度10.00～15.00米。

第四系覆盖层平均厚度15米，白垩系紫红色泥岩与泥质粉砂岩构成基底，地下水稳定水位埋深2.50～3.00米。抗浮设计水位，按地方经验以稳定水位上升1.00米取地表下1.50～2.00米。

3岩土工程问题

根据隧道的结构形式，拟采用的施工工艺，结合场地地质条件，隧道设计施工涉及的岩土工程主要有：

3.1支护措施及开挖方式的选择

长春大街隧道地处我市繁华地带，周围建筑鳞次栉比，基坑施工不具备天然放坡及排桩+锚杆的支护条件，排桩+内支撑是首选方案。此方案虽会对施工产生一定的影响，但对基坑维护结构的稳定以及基坑周边建筑物地下管线可起到有效的保护作用。场地位于城市交通要道，基础施工不能阻断交通，开挖方式应选用盖挖法。

3.2降水产生的影响

U型槽最大埋深11米，场地地下水位2.50～3.00米，基础施工需采用基坑降水措施，水位至少应降至底板下1.00米，平均水位降深10米，地基土因水位下降而增加的附加压力达100kpa。目前，长春市基坑降水均采用管井法，以降水时间3个月计，持续降水对周边建筑特别是采用天然地基浅基础建筑产生的影响不容忽视。

3.3抗浮问题

隧道正常使用期间，按抗浮设计水位计算，地下水对矩形框构结构将产100～110kpa的浮力，结构自重及上覆土重能否克服地下水的浮力作用，需要进行抗浮设计，准确确定抗浮设计水位。

3.4基底回弹问题

U型槽底埋深-11.00米，持力层位于粘性土层中，地基土卸荷后，地基土能否产生卸荷回弹问题。

4勘察工作要点

与普通市政道路工程不同，由于隧道工程涉及复杂的岩土工程问题，因此除钻探取样等常规勘探手段外，尚应对涉及的岩土工程问题进行重点勘察。

4.1U型槽勘探孔布置

采用内撑支护方式，立柱要承担很大的荷载，因此，布置U型槽勘察工作时，除在U型槽两侧应布置勘探孔外，U型槽中轴线亦应布置勘探孔，其勘探深度应大于两侧的勘探孔；

4.2水文地质试验

应进行地下水水文地质试验，确定地层渗透系数，单井涌水量，基坑出水量，为基坑降水设计提供依据。目前，长春粘性土渗透系数普遍采用0.45～0.50m/d的半经验数据，此数据是通过粘性土混合抽水试验确定的。由于长春粘性土中地下水补给慢，所确定的渗透系数精度有限，因此，应采用压水试验方法，分层确定粘性土及砂土的渗透系数等水文地质参数。

4.3地下水位观测

抗浮问题是当今基础工程的热点，由于长春市没有历年水位观测资料，抗浮设计水位完全靠经验推测，而抗浮水位对工程投资及工程安全影响巨大。为此，在工期允许情况下，应从方案设计阶段开始，布设水文地质观测孔，对地下水进行长期观测，摸清地下水位变化规律。

4.4特殊性试验

对基坑支护工程应进行地基土静三轴试验，确定地基土抗剪强度指标、，为基坑支护设计提供参数。根据长春建筑基坑设计经验，采用三轴不固结不排水剪确定的、值偏于安全，采用三轴固结不排水剪确定的、值更能反映工程实际。

此外，应进行土的高压固结试验，确定土的前期固结压力，压缩指数，回弹指数，为分析评价降水对周边建筑产生的影响以及评价基底回弹问题提供依据。

4.5岩土工程监测

上述岩土工程问题，不仅是隧道工程建设中的难点和重点，也是岩土工程界的难题，其中的多数问题尚处于探索阶段，经验不多，没有成型的解决措施。隧道工程，关系到城市交通安全，关系国计民生，容不得半点纰漏。因此，对隧道基坑支护、降水等对工程环境产生影响的项目，应采取严格的监测措施，对维护结构以及邻近重点建筑进行沉降变形监测，限定变形控制标准，制定预防措施，确保工程的安全。

5结语

城市隧道涉及众多的岩土工程问题，施工难度大，技术复杂，岩土工作者应发挥聪明才智，不断总结，积极探索，使城市隧道勘察工作做到即安全经济，又提高创新。

参考文献

［1］刘钊,佘才高,周振强.地铁工程设计与施工.人民交通出版社2006年1月

［2］建筑基坑支护技术规程JGJ 120-99.中国建筑工业出版社 2006年2月

［3］地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范 GB 50307-1999.中国计划出版社 2006年3月