Application of Comprehensive Exploration Method in the Investigation of Sand Gravel Layer
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摘要: 砂卵石层作为地基持力层具有压缩性低、承载力高的优势，然而砂卵石地层又具有稳定性差、无黏聚力、渗透性强、硬度高、级配差异大等特点，地铁勘察、施工难度较大。以北京地铁19号线一期工程为依托，介绍钻探、探井、物探、原位测试、室内试验、现场抽水试验、地下水流向流速测定等综合勘探手段在查明砂卵石地层的密实度、颗粒级配、地层强度等特征以及地下水的赋存状态的应用，为隧道设计、施工提供依据，同时也为砂卵石地层勘察提供借鉴。Abstract: As the bearing layer of foundation, sand gravel layer has the advantages of low compressibility and high bearing capacity. However, the stability of sand gravel layer is poor, which has the characteristics of no cohesion, strong permeability, high hardness and great difference in gradation, so it is difficult to survey and construct the subway. Based on the first phase project of Beijing Metro Line 19, the comprehensive exploration method of drilling, artificial exploration well, geophysical exploration, in-situ test, indoor test, on-site pumping test and underground water flow velocity measurement and other exploration methods were conducted, which were used to find out the characteristics of sand gravel layer, such as density, particle gradation, sand gravel layer strength and the occurrence of groundwater. This study could provide the basis for the design and construction of tunnel, and also provides a reference for the investigation of sand gravel layer.
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表 2 灌水法原位密度试验成果
试验编号 砂卵石质量/kg 试坑体积/dm3 密度/(g·cm−3） 1 24.63 11.23 2.19 2 28.45 13.10 2.17 3 25.94 12.04 2.15 平均值 26.34 12.12 2.17 
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表 3 N63.5测试成果
地层 统计数n 最大值/击 最小值/击 平均值/击 变异系数 ⑤卵石 71 41 15 27 0.28 ⑦卵石 60 45 20 34 0.25 ⑨卵石 61 60 22 46 0.29 ⑪卵石 45 90 22 64 0.33
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表 4 N120测试成果
地层 统计数n 最大值/击 最小值/击 平均值/击 变异系数 ⑤卵石 22 15 6 13 0.20 ⑦卵石 19 24 10 17 0.31 ⑨卵石 19 30 13 20 0.27 ⑪卵石 15 40 16 25 0.31
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表 5 剪切波速和压缩波速平均值统计
地层及编号 剪切波速vs/（m·s−1） 纵波波速vp/（m·s−1） 动弹性模量Ed/ MPa 动泊松比Ud 动剪切模量Gd/ MPa ⑤卵石 382.3 666.5 773.9 0.273 304.0 ⑦卵石 444.7 789.7 1115.4 0.263 441.5 ⑨卵石 464.3 800.4 1167.7 0.254 465.5 ⑪卵石 494.4 857.5 1343.7 0.252 536.7
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表 6 卵石特性粒径、不均匀系数、曲率系数
有效粒径
d10/mm限制粒径
d30/mm平均粒径
d50/mm限制粒径
d60/mm不均匀
系数Cu曲率
系数Cc0.425 7.198 26.696 35.048 82.466 3.478
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表 7 卵石荷载强度试验成果
深度/m 标准点荷载强度指数IS(50) 饱和单轴抗压强度 平均值/MPa 最大值/MPa 最小值/MPa 变异系数 统计数量/个 平均值/MPa 15.0 6.46 6.99 5.60 0.08 6 92.42 22.0 7.16 11.50 4.97 0.32 6 98.77 24.0 9.15 10.83 7.89 0.12 6 119.95 28.0 9.84 11.12 8.58 0.09 6 126.68 32.0 10.07 8.93 11.85 0.10 6 128.86
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表 8 地下水特征表
地下水性质 （水位/水头埋深）/m （水位/水头标高）/m 观测时间 含水层 上层滞水（一） 1.44～2.92 43.33～46.30 2016.7～2016.9 素填土①层、粉土③层 潜水（二） 11.96～13.60 32.65～35.78 2016.7～2016.9 粉细砂③3、卵石⑤层 层间水（三） 22.80～30.29 17.45～23.45 2016.7～2016.9 卵石⑦层、卵石⑨层
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表 10 水文地质参数计算结果
试验井编号 Q/(m3·h−1) h0/m i k/(m·d−1) 抽水井DS01 141.8 55 0.0180 273.6 观测井DG01 141.8 55 0.0188 261.9 观测井DG02 141.8 55 0.0206 239.1 观测井DG03 141.8 55 0.0211 233.4
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表 11 三角形井孔法测量地下水流向流速计算结果
分区 渗透系数
k/(m·d−1)水力
梯度I渗透流速
V/(m·d−1)有效孔
隙度ne实际流速
Vd/(m·d−1)地下水
流向/(°)分区1 251.96 0.007902 1.99 0.371 5.37 北偏东53.96 分区2 251.96 0.005032 1.27 0.371 3.42 北偏东57.15 分区3 251.96 0.005640 1.42 0.371 3.83 北偏东73.68 分区4 251.96 0.006488 1.63 0.371 4.41 北偏东72.73 平均 1.58 4.26 注：地下水流速方位角0°为正北，90°为正东
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[1] 陶建勋,段 浩,孙凤革,等. 对富水砂卵石地层盾构机选型的思考[J]. 现代城市轨道交通,2009,(2):70-72. [2] 杨长维,程盼盼. 北京砂卵石地层盾构机选型与设计[J]. 工程建设与设计,2016,(1):94-96. [3] 杨亚天. 北京直径线富水砂卵石地层暗挖施工技术分析[J]. 建筑机械化,2014,(4):80-87. doi: 10.3969/j.issn.1001-1366.2014.04.050 [4] 张 纬. 大粒径卵石漂石地层大断面暗挖隧道初期支护施工质量控制[J]. 市政技术,2011,(S1):121-123. [5] 唐国荣,刘招伟,李建华. 城市富水砂卵石地层大断面隧道浅埋暗挖工法研究[J]. 中国工程科学,2011,12(12):98-101. [6] 于 丽,王明年. 成都地区砂卵石地层深基坑围护结构选型[J]. 四川建筑科学研究,2011,41(6):49-52. [7] 赵高亮. 地铁车站砂卵石土层中钻孔桩成孔工艺研究[J]. 铁道标准设计,2009,(5):76-79. doi: 10.3969/j.issn.1004-2954.2009.05.026 [8] 霍 岩,田建华,于海生,等. 超厚卵石地层地下连续墙成槽关键[J]. 市政工程技术,2019,(6):239-241. [9] 鲍明星,李 翔. 大粒径、高强度富水砂卵石地层盾构管片上浮原因分析及控制技术[J]. 中国科技纵横,2015,(24):80-83. doi: 10.3969/j.issn.1671-2064.2015.24.057 [10] 闫立鹏. 富水厚砂卵石层明挖基坑地下水处理[J]. 铁道建筑技术,2014,(S1):193-196. [11] 化建新, 郑建国. 工程地质手册(第五版)[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2018. [12] 严耿升,胡向阳,何小亮,等. 砂卵石层基床系数取值试验对比分析[J]. 西北水电,2018,(4):80-84. doi: 10.3969/j.issn.1006-2610.2018.04.020 [13] 董艳萍. SM植物胶和SD系列金刚石钻进工艺在卵石层的应用[J]. 资源环境与工程,2013,27(3):314-316. doi: 10.3969/j.issn.1671-1211.2013.03.020 [14] GB/T 50123—2019 土工试验方法标准 [S]. [15] DBJ 11—501—2009 北京地区建筑地基基础勘察设计规范(2016年版)[S]. -
图(3) / 表(11)
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