摘要:將高密度電阻率法應用于湘潭市某水源改遷工程加固注漿密實度檢測，根據數據處理及圖像判譯，確定異常地層;結合勘探成果，檢測出存在地下水富集區，并進行開挖驗證。實際結果證明了高密度電阻率法在頂管灌注密實度檢測方面具有非常好的探測效果，其低阻異常區與含水不密實區域對應。

　　關鍵詞:高密度電阻率法,注漿加固,密實度,工程檢測

　　非開挖頂管法經常遇到土質松散、地下水豐富、易坍塌等問題，影響正常施工或使用。為此，在實踐中常采用壓密注漿法加固土體，以提高地層的物理力學性能，保證頂管施工順利進行，確保頂管長期安全地發揮作用[1]。

　　壓力注漿法加固地層是通過一定的壓力將可固化的化學漿液或水泥漿液注入地層的裂隙或空隙，以改善地層的物理力學性能。地層進行注漿加固后，需要采用探測手段對加固效果進行檢驗，常用的方法有鉆孔法、挖深法、壓水試驗及物探方法[2];前三種方法不僅檢測成本高，且檢測范圍限于一點，檢測范圍小，而物探方法則具有快捷、方便、檢測費用低等優點，應用廣泛[3-4]。文中通過對高密度電阻率法在湘潭市某水源改遷工程加固注漿密實度檢測的應用實例，對高密度電阻率法在注漿效果勘探的可行性、有效性進行了分析研究[5]。

　　高密度電阻率法的理論基礎與常規電阻率法相同，所不同的是方法技術。高密度電阻率法在數據采集過程中組合電阻率剖面和電阻率測深[6]兩種觀測系統，因而采集數據大，數據觀測精度高，在典型不均勻的探測中取得良好的地質效果[7]。

　　1工程概況

　　湘潭市三水廠水源改遷工程為湘潭中環水務有限公司在湘潭市河東江邊至三水廠鋪設的一條取水管道，采用頂管法進行施工，頂管直徑1200mm，長度約150m，途中穿越濱江路及臨近的湘江防洪大堤，頂管埋深約為15～20m。場地位于湘潭市河東沿江風光帶，原始地貌屬湘江河流河漫灘—沖積I級階地。在勘察范圍及勘探深度內，場地地層自上而下依次為人工填積的雜填土及素填土，沖積而成的粉土、卵石以及下伏基巖強風化、中等風化粉砂質泥巖。場地主要見上層滯水、潛水和基巖裂隙水。通過2016年1月對水源改遷工程導流管頂管線型路基及防洪大堤災害的檢測，探明了公路路基及防洪大堤內部的空洞及缺陷，對施工區存在的空洞及缺陷進行了注漿加固處理。

　　2頂管注漿加固質量檢測

　　2.1檢測原理

　　本次檢測主要是對注漿區域的注漿加固效果進行檢測評價，高密度電阻率法的物理前提是地下介質間的導電性差異[8-9]。斯龍貝格裝置即對稱四極裝置，其特點是AM=NB，記錄點取在MN的中點。當取AM=MN=NB=a時，這種對稱等距排列便稱為溫納裝置。根據實測的視電阻率剖面進行計算、分析，便可獲得地層中的電阻率分布情況，加固體密實度好，電阻率高;密實度差，電阻率低[10]。當巖溶路基注漿前后地下水條件未發生較大變化時，可通過對比注漿前后的視電阻率，來對巖溶路基的注漿質量進行檢測評價[11]，從而可以劃分地層，確定異常地層等。

　　2.2野外工作布置及數據處理

　　本次勘探使用儀器為吉林大學工程技術研究所研制的E60M型分布式高密度電阻率法儀。共布置4條測線，受施工場地條件限制，G01號線布置在右側人行道邊，長度69m，點距3m;G02、G03、G04號線分別布置在道路中間隔離綠化帶中、河堤內側坡的中部位置、河堤外側坡的中部臺階位置，長度均為93m，點距均為3m，測線50m附近對應頂管在地表投影位置，測線方向(及沿河堤方向)均與頂管方向大致垂直。

　　G01測線上，頂管的水平投影位置位于該測線29.5m、33.1m附近;其余3條測線G02、G03、G04上，頂管的水平投影位置位于測線50m、53.6m附近。每條高密度測線上，均采用兩種裝置(斯龍貝格裝置、溫納裝置)進行觀測，以便探測成果的相互對比驗證。斯龍貝格裝置可初步確定異常位置，與對稱等距排列的溫納裝置對比，進一步確定異常區域具體位置，使異常地層區域位置更加準確。利用Res2dinv高密度處理軟件對采集數據進行處理，并對G03、G04測線探測成果圖進行對比解釋說明。

　　2.3成果解釋

　　以G03、G04兩條測線成果為例進行說明。ρs的相對低阻異常范圍相對較大，這可能與河堤本身由堆填土修筑有關，再加上施工中對土層介質的擾動、雨水的積累，地下水的富集等多因素所致;該測線上44～56m(深度約2～12m)為相對低阻封閉異常，ρs值小于30Ω·m，推測該區域范圍內介質較松散，含水較豐富。

　　相對于前面3條高密度測線的探測成果而言，該測線上的探測結果ρs值普遍高一些，等值線的形態也凌亂一些，局部相對的高阻異常也多一些，這可能是前期注漿量相對大一些所致。在頂管周邊區域8～10m范圍內，相對的低電阻率異常較少，只是溫納裝置的探測結果中，在該測線上48～52m(深度約12～14m)范圍內存在相對低的視電阻率異常，視電阻率ρs值小于50Ω·m。該場地高密度電阻率法物探的解釋參考實地地質工程勘察資料。

　　依據各地層電性的變化情況，經對收到的資料分析研究，以及本次高密度物探實測資料的反演處理成圖，定性定量地解釋推斷如下。沿導流管頂管線型周邊區域8～10m范圍內，總體而言注漿較密實，未發現有空洞現象，只是局部存在少數地下水富集區。異常區域范圍內介質較松散，為土層充填且含水較豐富。

　　3開挖驗證

　　本次地球物理勘探完成后，施工單位根據物探的初步成果，對高密度電阻率法測線G03上的異常進行了開挖查證。開挖深度約3m，開挖位置位于該測線約50m處。根據附圖的現場照片以及實地調查，地表及3m以下地下介質主要為紅色黏土，3m埋深之后土層變得潮濕，含水豐富，現場坑內可見較明顯的滲水;在該開挖坑內施工單位進一步采用鋼釬往下試探，也均為土層，沒有空洞存在。開挖查證情況說明，高密度電阻率法推測的低阻異常區可能主要是由于局部土層含水后所致，沒有明顯的空洞存在，這也進一步證明物探推斷解釋成果的正確。

　　4結語

　　高密度電阻率法可有效地對地層連續性進行勘探，在密實度檢測中采用斯龍貝格裝置和溫納裝置可取得較好的勘探效果;溫納裝置對地質體的垂直方向劃分范圍較準確，對水平變化較大的地質體反映相對較差，結合兩種裝置共同采集數據可提高探測深度、觀測精度，使觀測形式多樣化。運用不同裝置的高密度電阻率法應用領域將更加寬廣，具有廣闊的發展前景。

　　參考文獻:

　　[1]龍西亭.對人工源頻域電磁法視電阻率的探討[J].物探與化探，2016，40(6):1178-1184.

　　[2]屈利軍.綜合物探方法在湘中貧水山區找水中的應用[J].物探與化探，2017，41(5):835-839.

　　[3]周明凱.巖溶路基注漿加固質量無損檢測方法應用研究[J].路基工程，2015(1):159-162，176.

　　[4]嚴加永.高密度電阻率法的進展與展望[J].物探與化探，2012，36(4):576-584.

　　[5]孫孝于.基于高密度電阻率法的水利工程樞紐區隱伏斷層探測[J].河南科學，2017，35(9):1523-1528.

　　[6]胡熠.高密度電阻率法巖溶路基注漿質量檢測模型試驗研究[J].水文地質工程地質，2014，41(3):86-91.

　　[7]周官群.高密度電阻率法及地震反射共偏移法在九華山滑坡體探查中的應用[J].物探與化探，2015，39(4):872-876.

　　[8]YaramanciU.Geoelectricexplorationandmonitoringinrocksaltforthesafetyassessmentofundergroundwastedisposalsites[J].JournalofAppliedGeophysics，2000，44:181-196.

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