地下洞室岩土工程勘察成果及注意事项

2.5.2　地下洞室岩土工程勘察

地下洞室是基于某种目的而建造在地面以下的工程建筑。

主要包括如下几个方面:

①铁路、公路隧道，海底隧道，过江（河）隧道，地铁、地下通道等交通隧道；

②输水洞、泄洪洞等水工涵洞；

③煤矿巷道、各种金属和非金属矿巷道；

④地下仓库、地下停车场、地下商场和旅馆等地下公共建筑；

⑤飞机库、武器库、人防工程等地下军事工程建筑；

⑥地下工厂。

随着人类工程建设和科技水平的进步，工程建筑向地下发展是一种趋势。但是，地下洞室工程在具有不占用地表面积、不受外界气候影响、无噪声、隐蔽性好等优点的同时，也存在围岩影响建筑物稳定性、施工环境差、投资大、施工安全性差等问题。地下洞室围岩的质量分级应与洞室设计采用的标准一致，无特殊要求时，可根据现行国家标准《工程岩体分级标准》（GB50218）执行，地下铁道围岩应按现行国家标准《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307）执行。

对于铁路、公路隧道和过江（河）隧道以《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2007）、《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）为技术标准进行工程地质勘察；对输水洞、泄洪洞等水工涵洞以《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）为技术标准进行工程地质勘察。以下主要以人工开挖的无压地下洞室岩土工程勘察为主。

（1）各勘察阶段的目的、内容和要求。

地下洞室涉及到土体洞室和岩体洞室，所以对于土体洞室和岩体洞室的岩土工程勘察均宜按表2-14进行。

表2-14　各勘察阶段的目的、内容和要求

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续表2-14

（2）初步勘察时，勘探与测试工作应满足下列要求:

①采用浅层地震剖面法或其他有效方法圈定隐伏断裂、构造破碎带，查明基岩埋深，划分风化带。

②勘探点宜沿洞室外侧交叉布置，勘探点间距宜为100～200m，采取试样和原位测试勘探孔不宜少于勘探孔总数的2/3；控制性勘探孔深度，对岩体基本质量等级为Ⅰ级和Ⅱ级的岩体宜钻入洞底设计标高下1～3m，对Ⅲ级岩体宜钻入3～5m，对Ⅳ级、Ⅴ级的岩体和土层，勘探孔深度应根据实际情况确定。

③每一主要岩层和土层均应采取试样，当有地下水时应采取水试样；当洞区存在有害气体和地温异常时，应进行有害气体成分、含量或地温测定；对高地应力地区，应进行地应力测量。

④必要时可进行钻孔弹性波或声波测试，钻孔CT或钻孔电磁波CT测试。

⑤室内岩石试验和土工试验项目，应按相应规定执行。

（3）详细勘察时，勘探和测试工作应满足下列要求:

①可采用浅层地震勘探和孔间地震CT或孔间电磁波CT测试等方法，详细查明基岩埋深、岩石风化程度，隐伏体（溶洞、破碎带等）的位置，在钻孔中进行弹性波波速测试，为确定岩体质量等级、评价岩体完整性、计算动力参数提供资料。

②勘探点宜在洞室中线外侧6～8m交叉布置，山区地下洞室按地质构造布置，且勘探点间距不应大于50m；城市地下洞室的勘探点间距，岩体变化复杂的场地宜小于25m，中等复杂的宜为25～40m，简单的宜为40～80m。

③采集试样和原位测试勘探孔数量不应少于勘探孔总数的1/2。

④第四系中的控制性勘探孔深度应根据工程地质、水文地质条件、洞室埋深、防护设计等需要确定，一般性勘探孔可钻至基底设计标高下6～10m，控制性勘探孔深度，可按初步勘察要求进行。

在地下洞室岩土工程勘察中，凭工程地质测绘、工程物探和少量的钻探工作，其精度是难以满足施工要求的，尚需依靠施工勘察和超前地质预报加以补充和修正。因此，施工勘察和地质超前预报关系到地下洞室掘进速度和施工安全，可以起到指导设计和施工的作用。超前地质预报主要包括下列内容:①断裂、破碎带和风化囊的预报；②不稳定块体的预报；③地下水活动情况的预报；④地应力状况的预报。超前预报的方法，主要有超前导坑预报法、超前钻孔测试法、掌子面位移量测法等。