引言

为了加快地区城市化建设进程，适应新时期经济发展的特殊需求，大量城市建设提高了对城市轨道交通建设的重视，以地铁为例，当前世界有超过四十个国家、一百二十座城市建设了下穿城市地铁。我国虽然于1969年才建成北京地下铁道一期工程，但在后期快速筹备了天津、哈尔滨等地区的地下铁路建设项目，迈入了地铁快速发展时期。随着城市地铁建设工程规模的日益庞大，相关安全事故频率也不断提高，例如2011年的青岛君西区域坍塌、2019年静沙区域坍塌等等事故，都导致了极大的经济损伤。

一、常见地铁不良地质体勘察方法

（一）钻探勘察

钻探勘察作为最常用的勘察方法通过直观分析岩土样本进行勘察。勘察过程不仅要结合特殊地理环境布置钻孔，更要分析预估不良地质体、评估钻孔深度、选取合适的钻探设备。从整体角度上该勘察法优势在于虽花费成本较高，但对于岩土样本的观察十分直观、准确，劣势则是效率低下、容易受到钻孔间距影响，无法深层探究局部地质情况。

（二）地震勘探

该勘察法更适用在大面积地质结构探查方面，由人工向地下激发地震波，而地震波在遇到不良地质体以及正常地层时会出现不同的反射、折射，相关人员在数据处理分析后可以判断地质体的机构形态，但地震勘探法不利于局部不良地质体的辨别以检波器为例，可以通过改变排列方式记录地震波信号完成勘察。

（三）电磁勘探

基于地质体研究，地下不同地质体在电磁导电性方面表现出不同的特性。勘察活动中相关人员可以通过电磁信号发射—接收的方法来感应电磁信号，评估不同地质体形态。从优势方面，电磁勘探更适合电性差异较大的不良地质体区域，其操作十分便捷，但劣势方面该勘察方法容易受到地表电磁干扰出现偏差，影响勘察结果。

二、常见地铁不良地质体类型

（一）富水砂层出现原因及影响

地铁不良地质体—富水砂层大多出现在沿海、沿河区域，地区地下水丰富、透水性极强，其水系河床大多是砂砾、卵石层，承压方面表现出较高的属性。因水流中含有数量较大的砂砾物质沉积，且伴随时间流逝，砂层厚度逐渐增加，其孔隙大也因此储存大量地下水，最终演变为富水砂层。

富水砂层的出现极大程度阻碍了地铁建设。挖掘过程中若未有效处理，其砂层就会直接受到重力与地下水压力的作用坍塌，施工难以有效开展。若采用盾构法进行挖掘，机器刀盘在切入砂层时，砂砾涌入盾构机的各个零件更影响施工效率。同时，因富水砂层砂砾孔隙较大蕴含地下水丰富，受到施工压力作用，地下水会直接涌现，导致挖掘突水。突泥情况出现，进一步危害到施工设备及人员的安全性。

在运营阶段，地铁不良地质体富水砂层会受到地下水流动、地层压力等多方面因素影响下出现沉降。以青岛3号线君振区域为例隧道以矿山法突破地区富水砂层出现事故，导致该情况出现原因是轨道下方富水砂层沉降带动了轨道的沉降，增加列车的阻力最终出现安全事故。

针对富水砂层这一不良地质体，可以采用电磁勘察的方法，勘察过程中要重视富水砂层与周边地层存在的电磁差异，通过电磁信号的发射、接收完成地质体的探查。

（二）孤石出现原因及影响

孤石同时也是地铁隧道建设十分普遍的不良地质，导致其出现的原因包括地质构造运动、风化作用差异等。在长时间历史发展下出现多次板块碰撞的区域，其地层面临的挤压力可以直接导致岩层完整性被破坏，出现变形、褶皱情况，部分脱离本体的石块会演变为孤石头。或是在风化作用下，以砂岩和花岗岩为主的地区，在经历风化时，地表的砂岩容易出现风化而余下的花岗岩受到长时间风雨侵袭演变为孤石，存留下来。

孤石对于地铁建设而言带来了极大的困境，挖掘阶段地铁隧道建设时采用的盾构法，在实际施工时刀盘无法切削硬度过高的孤石，甚至盾构机出现破坏情况，拉长了施工进程；运营阶段，孤石的客观存在影响了隧道结构，改变隧道地层的应力，当列车行驶时，孤石和隧道结构共同作用下隧道会出现变形、挤压，其稳定性受到大量影响。

三、地铁不良地质体应对措施

（一）富水砂层的应对措施

针对地铁不良地质体—富水砂层分别在施工、运营阶段提出应对措施：施工阶段，通过水泥注浆加固富水砂层，增强砂层的密度，提高稳定性，避免坍塌。一旦出现涌水、砂情况，第一时间进行回填。其次是进行降水处理，采用井点降水、管井降水的方法，降低水位，弱化地下水在施工的影响，这一过程要注意降水对周边地区的影响避免干预周边土层。

以盾构法施工为例，结合勘察富水砂层的结果调整盾构机器的参数（包括刀盘转速、注浆量、推进速度），以增加注浆量为例，可以快速弥补盾构机的孔隙，提高地铁隧道的稳定性；

运营阶段则要重点关注轨道养护与防水、排水工作，建立科学完备的隧道防水、排水体系、养护机制，利用当前科学领域中性能较高的防水材料对隧道建筑材料进行处理、增设排水管道，快速排除地表以及下渗的地下水，使隧道长时间保持在干燥情况下，进一步提高稳定性。在养护人员发现轨道出现下沉情况，及时采取措施——改变轨道垫板厚度等使轨道回归平顺。

（二）孤石的应对措施

孤石的勘察可以采用地震勘察的方法，通过人工激发地震波出现的反射来判断孤石的位置、大小等相关信息。应对措施方面，施工挖掘前可以采用爆破法，将硬度较高的孤石碎成小块，注意爆破的规模、范围，避免对周边区域产生较大的影响。以福州地铁建设为例，建设过程中盾构机遇到多个直径较大的孤石，因勘探不彻底原因未能发掘，导致施工进展缓慢，最终采取爆破法碎石，清扫障碍。

其次是运营方面，因为挖掘时孤石不影响轨道运行，在铁路运营时针对不利于轨道平顺性的孤石可以通过调整轨道垫板的方法来避免事故，引导列车平稳运行。这一过程中，若发现孤石出现恶化趋势，就要及时采取物理措施干预，或者是重新铺设轨道等等。

结语

本研究综述了地铁不良地质问题富水砂层、孤石问题的出现原因、影响及应对措施，基于此地区开展地铁高速建设时要重视勘察工作，采取科学、综合的勘察方法确定地下管线的分布，同时严格执行遵守钻探前的排查程序，注重现场文明教育，进一步提高钻探人员、技术人员的安全意识，避免勘察事故的出现。

参考文献：

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