文/董光輝 解亞雄 姚龍龍

擬建地鐵沿線周邊環(huán)境調(diào)查，特別是埋深＞10 m的管線屬性信息調(diào)查是地鐵建設前期勘察過程中最重要的工作之一，關系到地鐵的選線、設計和鄰近建（構）筑物的安全保護。在地鐵建設勘察設計階段，遇到地鐵車站或區(qū)間等結構必須穿越埋深10 m 以上的管線時，無法采用常規(guī)的雷迪管線探測儀進行精細化探測，但只有獲取了深埋管線的精確三維信息結果，設計者方可出具施工圖指導施工［1］。

鑒于以上需要，本文提出采用靜力觸探法進行深埋管線的精細化探測。

1 靜力觸探法探測

1.1 常規(guī)操作

靜力觸探技術(CPT)是巖土工程勘察專業(yè)，特別軟土鉆孔勘察中較為常用的一種原位測試技術；主要是在巖土勘察鉆大孔徑孔之前，利用靜力觸探獲得軟土的天然地基承載力及判斷是否接觸到硬質物體。常規(guī)操作流程：架設好靜力觸探儀器設備后，進行接桿下鉆，一般鉆到巖土大孔徑孔同深的位置［2］。

1.2 精細化探測

精細化探測為常規(guī)探測工作的深化，是指在軌道交通施工圖設計或施工階段，因設計、施工需要，要求進一步提高探測精度或針對常規(guī)物探因場地條件、探測手段所限未能探明的關鍵對象，采用特定的高精度探測方法對地下管線和地下障礙物進行詳細探測的過程。

相對于常規(guī)操作精細化探測表現(xiàn)在：

1）不同于常規(guī)操作1 個孔位即可；精細化探測每排需要布置至少6個以上孔位，至少3排斷面；

2）鉆桿下鉆時，鉆桿的垂直度要求精度高，可利用水平尺隨時調(diào)整，條件允許時，可使用全站儀調(diào)平，利用豎絲隨時觀測調(diào)整；

3）需要精確測量出各孔位平面和高程數(shù)值；

4）數(shù)據(jù)處理比常規(guī)操作復雜，需要和地鐵各結構進行數(shù)據(jù)比對。

2 工程案例

2.1 工程概況

某城市地鐵3 號線施工圖設計階段，某區(qū)間需要穿越一個地下3層的冷凍室，線路左右線為上下設置，但進出冷凍室區(qū)間平行設置。在該冷凍室下方距離23 m 位置有埋深16.20 m(到管頂）、外直徑1.5 m 的給水管，平行于給水管是埋深15.60 m（到管底）、外直徑1.0 m 污水管，給水管和污水管平面間距是5.5 m。在給水管和污水管下方，區(qū)間隧道設計頂部距離管線底分別為0.4、2.55 m。此處地下土層為黏性土。

以上是根據(jù)管線竣工屬性信息數(shù)據(jù)和設計數(shù)據(jù)推算。為了更精確地獲得2 根深埋管線的信息，采用靜力觸探法進行精細化探測，采用井中磁梯度野外測試方法進行復核驗證。

2.2 操作要點

2.2.1 準備工作

在準備好KE—U310型靜探儀靜力觸探儀器相關的設備后，首先取得路政管理的許可，擱置隔離墩在安全距離范圍內(nèi)進行鉆桿鉆孔工作。

2.2.2 探測

第一步，根據(jù)竣工資料或淺埋段探測的管線點，在管線半徑范圍內(nèi)放樣出管線和地鐵中線相交位置，兩側各3.5 m位置放樣出管線中線位置。

第二步，分別在3處位置，垂直于管線中線方向鉆孔，每排斷面根據(jù)現(xiàn)場條件間隔1/4管徑鉆孔至少6個點位，放樣出每個斷面的孔位。

第三步，在每個孔位上架設好鉆機并與顯示器調(diào)試連接，鉆前對鉆機進行水平尺調(diào)平工作，每壓入3 m進行一次鉆機水平調(diào)整，隨時關注顯示器上波形變化，判斷出接觸到的管頂位置埋深數(shù)據(jù)并記錄。

第四步，測量出每個孔位的高程數(shù)值。

第五步，根據(jù)勘察和測得的孔位高程數(shù)據(jù)，精確算得每個孔位的埋深數(shù)據(jù)，結合鉆孔的各個孔位觸探到管面的埋深數(shù)據(jù)，把3個斷面的圓在CAD軟件中畫出，找到中心進行擬合后，分析得到管頂?shù)穆裆顢?shù)值，繼而根據(jù)管頂?shù)穆裆顢?shù)值和孔位高程數(shù)值，推算出管底的高程數(shù)值，與設計的地鐵結構高程數(shù)值進行比較，同時推算出管頂位置離孔位的平面距離。

第六步，現(xiàn)場測量最終管頂位置的平面和高程值，整理成果報告，得出管底和結構物之間的豎向和平面的距離。

2.2.3 復測

根據(jù)現(xiàn)場條件，采用井中磁梯度技術在中線附近3.5 m范圍內(nèi)復核井位2處。見圖1。

圖1 井中磁梯度野外測試

2.3 勘測結果

勘測數(shù)據(jù)見表1和表2。

表1 給水管線現(xiàn)場靜力觸探和磁梯度測試復核埋深m

表2 污水管線現(xiàn)場靜力觸探和磁梯度測試復核埋深m

續(xù)表2

通過分析表1和表2數(shù)據(jù)，在CAD中三點畫圓，得到最終6 個在5 cm 誤差范圍內(nèi)的探測點，三維立面中分析獲取管頂精確三維埋深信息，探測精度滿足相關規(guī)范要求［3］，與設計區(qū)間隧道頂部換算的埋深數(shù)據(jù)進行比對，區(qū)間可以順利穿越給水和污水這兩條管線，給施工圖設計提供強有力的數(shù)據(jù)支撐。

3 結論及建議

1）根據(jù)竣工資料或已有管線資料等大概放樣出管線走向，精度越高越有利于布孔。

2）鉆孔前根據(jù)地質勘察報告判斷土層是否適宜鉆孔，較深雜填土等區(qū)域不適宜采用此法。

3）鉆孔時每加桿一節(jié)必須利用水平尺嚴格進行鉆桿的垂直度檢核和校正。

4）根據(jù)現(xiàn)場條件適當加孔進行精細化探測，提高數(shù)據(jù)分析的可靠性。

5）計算是在三維立面中分析獲取的管頂精確三維埋深信息，根據(jù)各精細化探點在圓中位置，分析計算出管頂處精確埋深數(shù)值，根據(jù)管外徑求得管底處精確埋深，繼而根據(jù)地鐵設計數(shù)據(jù)信息判斷，地鐵結構是否在管線安全距離外，進行避讓。