地铁施工地下空洞探测及治理技术研究.docx

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地铁施工地下空洞探测及治理技术研究

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杨硕

摘要：为了实现对地铁施工区域地下空洞的探测，以某市轨道交通4号线一期工程火车站—北广场站空洞探测为研究对象，采取探测雷达技术对地下结构存在的异常点进行探测，根据探测雷达地质图分析并确定空洞位置、发育特征，并提出一些有针对性的空洞处理建议。但是，由于物探技术存在解释多样性、本身局限性等问题，在实际探测过程中应强化对地下管线的保护及监测，发现问题及时进行治理。希望本文的研究成果可以为其他地铁施工空洞探测提供一定的经验参考。

关键词：地铁施工;空洞;探测雷达

：TU443：A：1003-5168（2020）04-0109-03

Abstract：Inordertorealizethedetectionofundergroundcavityinthesubwayconstructionarea，thedetectionradartechnologywasadoptedtodetecttheabnormalpointsintheundergroundstructurebasedontheanalysisofthegeologicalmapofthedetectionradartodeterminethelocationanddevelopmentcharacteristicsofthecavity，andsometargetedsuggestionsforthetreatmentofthecavitywereputforward.However，duetothediversityofinterpretationandlimitationsofgeophysicalexplorationtechnology，theprotectionandmonitoringofundergroundpipelinesshouldbestrengthenedintheactualdetectionprocess，andproblemsfoundshouldbetreatedintime.Itishopedthattheresearchresultsofthispapercanprovidesomeexperiencereferenceforothersubwayconstructioncavitydetection.

Keywords：subwayconstruction;cavity;detectionradar

随着经济发展以及城镇化建设的不断推进，地下空间开发利用程度不断提高，地铁建设里程以及建设规模不断加大[1]。在地铁施工过程中存在一系列的地质问题，如大型机械振动及地层扰动带来的空洞问题。若地下空洞没有得到较好治理，极可能会造成地表沉陷，给城市道路交通安全带来不利影响，因此，需要对空洞位置进行详细探测[2-3]。探测雷达因具有探测效率高、地层扰动小、成果直观等优点，在地质工程探测中应用较为广泛[4]。本文采用探测雷达技术对某市城市轨道交通4号线一期工程火车站—北广场站地下空洞位置进行探测，并根据探测结果提出针对性的空洞治理技术。

1工程概况

某市城市軌道交通4号线一期工程火车站—北广场站施工采用矿山法，中间建设有两个区间车站，考虑到地铁线路折拐，采用探测雷达探测长度适当长于区间线路长度。探测区内地层从上到下依次为表层杂物、粉土、黏土、黏质粉土，探测深度为地面下方8m。

2地下空洞探测

2.1探测技术

由于4号线一期工程为该市城区交通主干线，周边商业繁华，来往车辆、行人繁多，因此，要求采用的空洞探测技术对周边环境影响小，探测精度及探测效率高。探测雷达可以满足上述空洞探测要求，具体采用的探测设备型号为Sir-20。该型号的雷达具有工作效率高、性能突出的优点，天线、主机的防尘、防振动、防潮湿能力显著，且不容易受到工作环境影响，适用范围广[5]。

2.2探测原理

探测雷达探测的基本原理是将高频电磁波发射到探测区域地下，采用专用设备回收地质单元反射回的电磁波信号。电磁波在探测区域地质单元内的传播服从麦克斯韦方程组（MaxwellsEquations）及传播介质本构关系[6]。

当专用设备接收到反射回的电磁波后，即可根据反射波特征对地质单元进行分析。在不同的介质交互界面上，部分电磁波会被反射，被地表上的接收机接收;由于电磁特性材料间存在差异，不同的地质层间会发生透射、反射。接收机将接收到的电磁信号放大处理后得到需要的探测信息。操作人员对