陳遠(yuǎn)鑫

摘要：廣州市花都區(qū)主要為石灰?guī)r地區(qū)，地下巖溶發(fā)育，而且地下水豐富，給當(dāng)?shù)鼗◣聿槐?。正確運(yùn)用綜合物探手段，可以準(zhǔn)確地檢測出路基溶（土）洞注漿處理的效果。

引言

覆蓋型巖溶路基注漿原則上以封閉土、巖界面，形成隔水帷幕，阻隔土層滯水與巖溶水的聯(lián)系，一般注漿厚度不大于8m，伸入基巖面以下不小于5m，如巖溶頂板巖體破損，或遇溶洞以及巖溶很發(fā)育時(shí)，注漿套管嵌入基巖0.5m，加大注漿厚度。在這種情況下，由于地下水豐富，注漿效果往往不是很理想。為了快速檢測出注漿的效果，我們綜合運(yùn)用了高密度電法、瞬態(tài)面波。

1.測區(qū)地質(zhì)及地球物理概況

本測區(qū)巖土層主要為：第四系土層主要有素填土、粉質(zhì)粘土、粗砂、細(xì)砂等，下伏基巖為灰?guī)r。測區(qū)位于鐵路傍，測線沿著鐵路走向布置，現(xiàn)場平整、開闊、高差不大，為工作的開展提供了條件。地下巖溶發(fā)育，溶洞充填水及黏土等物質(zhì)，電阻率就會(huì)較低；相反，溶洞注漿效果好及圍巖的電阻率較高。同時(shí)，本測區(qū)地層存在較大的地震波速度差異，具開展面波法的地球物理前提條件。

2.工作方法

2.1高密度電法

高密度電阻率法是一種結(jié)合了直流電阻率測深法和直流電阻率剖面法的物探方法。它是一種陣列勘探方法，也稱自動(dòng)電阻率系統(tǒng)，是直流電法的發(fā)展，其功能相當(dāng)于三極測深與電剖面法的結(jié)合。通過電極向地下供電形成人工電場，其電場的分布與地下巖土介質(zhì)的電阻率p的分布密切相關(guān)。

測量時(shí)，AM=MN=NB為一個(gè)電極間距，A、B、M、N逐點(diǎn)同時(shí)向右移動(dòng)，得到第一條剖面線；接著AM、MN、NB增大一個(gè)電極間距，A、B、M、N逐點(diǎn)同時(shí)向右移動(dòng)，得到另一條剖面線；依此類推，這樣通過對(duì)地表不同部位人工電場的掃描測量，得到視電阻率斷面圖像，由此來了解地下介質(zhì)視電阻率ps的分布，根據(jù)巖土介質(zhì)視電阻率的分布推斷解釋地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

2.2瞬態(tài)面波法

瞬態(tài)面波法主要是利用了瑞雷波的兩種特性：瑞雷波在分層介質(zhì)中傳播時(shí)的頻散特性和瑞雷波的傳播速度與介質(zhì)物理力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性。瞬態(tài)瑞雷面波法是通過錘擊、落重等震源激發(fā)產(chǎn)生一定頻率范圍的瑞雷波，瑞雷波沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑ァＴ诘孛嫔涎夭ǖ膫鞑シ较?，以一定的道間距△x設(shè)置N+1個(gè)檢波器，就可以檢測到瑞雷波在NAx長度范圍內(nèi)的傳播過程。

在通過測試儀器自動(dòng)記錄下這一過程后，進(jìn)行相應(yīng)處理便得到Vr-f曲線，即頻散曲線。頻散曲線的變化規(guī)律與地質(zhì)條件和巖土介質(zhì)的性狀存在內(nèi)在的聯(lián)系，通過對(duì)頻散曲線的分析解釋，可以得到地下一定深度范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造情況和不同深度的瑞雷波波速。瑞雷波傳播速度反映了不同深度巖土介質(zhì)的物理特性，據(jù)此可對(duì)巖土的物理性質(zhì)做出評(píng)價(jià)。如劃分出地層中軟弱層的埋深及范圍、地下空洞及掩埋物探測、公路、機(jī)場跑道質(zhì)量無損檢測、地基加固處理效果評(píng)價(jià)等。

3.資料分析及解釋

3.1高密度電法

數(shù)據(jù)處理分為預(yù)處理、處理反演兩個(gè)階段。在數(shù)據(jù)預(yù)處理過程中，先用運(yùn)用BTRC2004軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，再對(duì)奇變的數(shù)據(jù)刪除或修正。在數(shù)據(jù)處理反演過程中，先運(yùn)用RES2D1NV軟件進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，然后進(jìn)行反演；反演處理主要包括：根據(jù)地質(zhì)調(diào)查資料建立初始的二維地電模型、選擇反演參數(shù)（阻尼系數(shù)、迭代次數(shù)、收斂極限）等，然后采用最小二乘法，查看反演結(jié)果，獲得最終的地下地電斷面，用于地質(zhì)解釋。

圖1為測線u的高密度反演成果圖、推斷地質(zhì)剖面圖，深部基巖電阻率大，淺部土層電阻率較小，溶（土）洞充填黏土、水等雜物電阻率小，據(jù)此可以推斷地下斷面情況。從圖可見，在檢測段地層連續(xù)，無異常，在地質(zhì)剖面圖上也可推測出巖土分界面。

3.2瞬態(tài)面波法

瑞雷面波頻散曲線是對(duì)地層速度結(jié)構(gòu)分層的基礎(chǔ)，若對(duì)每個(gè)瑞雷波測試點(diǎn)的頻散曲線以一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分層速度計(jì)算，確定不同深度的瑞雷波層視速度，即可達(dá)到定量解釋的效果。

圖2為測線L1的瑞雷面波頻散曲線，圖中可見：瑞雷面波頻散曲線整體上表現(xiàn)上部低速下部高速特征，曲線連續(xù)性好，不離散。根據(jù)測區(qū)地質(zhì)情況，上部低速主要為土層（素填土、粉質(zhì)粘土等）的反映，下部高速主要為中—微風(fēng)化灰?guī)r等的反映。土層的面波速度通常150rn/s～250m/s，中一微風(fēng)化灰?guī)r的面波速度通常450m/s～800m/s。頻散曲線整體位于土質(zhì)（路堤）面波要求速度曲線的右側(cè)，說明土質(zhì)（路堤）面波速度整體大于要求速度值，滿足設(shè)計(jì)要求。頻散曲線的下部（基巖面下，如虛線）位于巖質(zhì)（路堤）面波要求速度曲線的右側(cè)，說明巖質(zhì)（路堤）面波速度大于要求速度值，滿足設(shè)計(jì)要求。

4.結(jié)論

綜合利用高密度電法和瞬態(tài)面波法檢測路基溶（土）洞注漿處理的效果可以取長補(bǔ)短，提高解釋精度。在路基溶（土）洞注漿處理的效果中，綜合物探是一種行之有效的方法。