超高密度电法井-井透视方法在岩溶勘察中的应用.pdf

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1、施工技术广东建材2013年第6期超高密度电法井一井透视方法在岩溶勘察中的应用余小龙(广东省建筑材料研究院)1前言在灰岩地区，溶洞的探测常用的方法是直流电法勘探，尤其是高密度电法的应用较多。在现代公路和铁路建设的岩土勘察工作中，经常会碰到灰岩地质构造，而灰岩中往往会有各种不规则的溶洞，给地质勘察工作带来很大的困难。尤其是桥基或桩基下面的深层岩溶的探测，更是工程物探中的一大难题。目前探测桥基或桩基下面深层岩溶常用的方法是逐桩钻探，即在每个桩下面钻孔取岩芯来判断桩下面是否有溶洞，但是由于钻孔数量与钻孔直径有限，单独的钻探孔只能判断钻孔的有限区域是否有溶洞，而对钻孔周围是否还有

2、溶洞出现很难判断。如果钻探孔正好错过这类溶洞，上部桩基坐落在上面就会存在很大的安全隐患。而地表高密度电法，由于电极距离溶洞太远，探测精度达不到要求。对这种精度要求比较高的桥基或者桩基岩溶勘察问题，超高密度电法井一井透视方法有着独特的优势。超高密度电法打破了常规电法勘探中数据采集方式的限制，而采用自由无限制的任何四极的组合方式来采集数据，正是基于此，这种超高密度方法可采集到几十倍与常规电法数据采集方式采集不到的数据，提高了勘探的精度。而它的井一井透视方法在溶洞的探测方面能做到对勘探剖面的cT透视，从而能全面探明下部灰岩面深度和起伏、溶洞乃至溶洞群的连通状况。2基本原理电法

3、勘探探测溶洞是根据基岩与溶洞电阻率的差异来实现的。只要基岩与溶洞及溶洞中的填充物有电阻率上的差异，就能用电法勘探探测到这种电阻率的差异从而间接探测溶洞位置及大小。这与所有的其他地球物理方法一样是问接探测，而不象钻探是直接探测。但电法勘探可探测的范围却远远大于钻探方法。超高密度电法井一井透视方法是在两个钻孔中分别放入两根电缆，根据钻孔的深度，可选择参与数据采集所需电极的数量，布设井下电极阵，进而观测跨孔间的电流、电压数据，最后反演获得井井之间的电阻率分布断面图。这样不但可以探测两孔之间的电阻率异常体，还可以探测钻孔下方一定范围(3～5m)内的异常。因为勘测电极距地下较深部

4、的电阻率异常体较近，就可以获取更多的电阻率信息，提高勘测精度。3工程应用3．1桩基钻孔井一井透视探测溶洞在花都文化艺术中心桩基工程用钻探孔探查溶洞失败的处理例子都有。现场按照设计参数实际控制好3直接关系到成桩质量，特别是水泥掺合量的控制以及搅深度与时间控制。也就是说，人为因素所造成的工姑控制直接影响成桩质量。列(2)养护龄期和温度：深层搅拌水泥喷粉桩处理的复饷地基，水泥土桩强度同混凝土一样随龄期的增长而增干田，但其规律与混凝土不同，水泥土的强度在龄期超过旦天后仍有明显的增长，在龄期超过90天后其强度增旆才缓慢；处理完成的地基据资料反映，达到真正的稳谛要长达3年时间。在相

5、同的龄期条件下，水泥土桩的俎度随养护温度的提高而增长。一80一结束语随着我国建筑工程技术的不断提高，各种地基处理术、方法得到不同程度的应用。实际工程中经常会遇天然地基无法满足要求而需要人工处理的情况，因而基问题受到了广大工程技术人员的广泛关注。地基处方法很多，大面积软土地基处理目前采用较多的一种深层搅拌喷粉桩及其他类似的施工方法，它具有加固果显著、形式灵活多样、无环境污染、施工机具简单、工速度快、节省投资等优点。本工程经过地基处理取各方满意效果。●与坏复艺合大鹚长定强广东建材2013年第6期施工技术时，发现有较大溶洞，由于对溶洞周围情况无法判断，施工方沿钻探孔注浆也不见

6、效果。于是我们应用超高密度电法井一井透视方法，将两个电缆分别置于267号桩和268号桩的注浆孔内，用FlashRes64系统采集了一组井井透视数据。然后经过对这一组数据的处理和反演后产生了一个两个孔之问的电阻率反演成果剖面图(或电阻率分布图)。再根据这个剖面图和一些已知的地质资料对这个剖面图做进一步地质解释。从已知的地质状况，钻探资料和初步数据处理后的结果，我们知道在这一区域，从电阻率分布的角度看，主要分为两层。上层(从Om至11m左右)为低阻带，阻值在0．1～120之间。这一层主要由含水的砂岩与淤泥组成，所以电阻率较低。下层为高阻带，阻值在4001000之间。这一层主

7、要是微风化灰岩，所以电阻值较高。而溶洞就在这一层，已充水，半填充塑性粘性土，电阻值较低。所以找溶洞的基本思路是在高阻阻区域找相对低阻异常。如图l，两钻探孔孔间距9．1m，井下电极为267、268，图中电阻率为180～200欧姆显示的等值曲线为基岩面。从电阻率剖面图中可以看出，在267号桩地表以下21m深度，存在低阻异常，推断为一个溶洞A。在268号桩地表以下约15m处有一个低阻异常，推断存在一个溶洞B。结合钻孔资料可知A和B两个溶洞均充水，半填充塑性粘性土。两个溶洞不连通，两孔间高阻部分为为微风化灰岩。图13．2广州至乐昌高速公路北江特大