摘要:將高密度電阻率法應(yīng)用于湘潭市某水源改遷工程加固注漿密實(shí)度檢測(cè)，根據(jù)數(shù)據(jù)處理及圖像判譯，確定異常地層;結(jié)合勘探成果，檢測(cè)出存在地下水富集區(qū)，并進(jìn)行開(kāi)挖驗(yàn)證。實(shí)際結(jié)果證明了高密度電阻率法在頂管灌注密實(shí)度檢測(cè)方面具有非常好的探測(cè)效果，其低阻異常區(qū)與含水不密實(shí)區(qū)域?qū)��?yīng)。

　　關(guān)鍵詞:高密度電阻率法,注漿加固,密實(shí)度,工程檢測(cè)

　　非開(kāi)挖頂管法經(jīng)常遇到土質(zhì)松散、地下水豐富、易坍塌等問(wèn)題，影響正常施工或使用。為此，在實(shí)踐中常采用壓密注漿法加固土體，以提高地層的物理力學(xué)性能，保證頂管施工順利進(jìn)行，確保頂管長(zhǎng)期安全地發(fā)揮作用[1]。

　　壓力注漿法加固地層是通過(guò)一定的壓力將可固化的化學(xué)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(xué)性能。地層進(jìn)行注漿加固后，需要采用探測(cè)手段對(duì)加固效果進(jìn)行檢驗(yàn)，常用的方法有鉆孔法、挖深法、壓水試驗(yàn)及物探方法[2];前三種方法不僅檢測(cè)成本高，且檢測(cè)范圍限于一點(diǎn)，檢測(cè)范圍小，而物探方法則具有快捷、方便、檢測(cè)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛[3-4]。文中通過(guò)對(duì)高密度電阻率法在湘潭市某水源改遷工程加固注漿密實(shí)度檢測(cè)的應(yīng)用實(shí)例，對(duì)高密度電阻率法在注漿效果勘探的可行性、有效性進(jìn)行了分析研究[5]。

　　高密度電阻率法的理論基礎(chǔ)與常規(guī)電阻率法相同，所不同的是方法技術(shù)。高密度電阻率法在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中組合電阻率剖面和電阻率測(cè)深[6]兩種觀測(cè)系統(tǒng)，因而采集數(shù)據(jù)大，數(shù)據(jù)觀測(cè)精度高，在典型不均勻的探測(cè)中取得良好的地質(zhì)效果[7]。

　　1工程概況

　　湘潭市三水廠(chǎng)水源改遷工程為湘潭中環(huán)水務(wù)有限公司在湘潭市河?xùn)|江邊至三水廠(chǎng)鋪設(shè)的一條取水管道，采用頂管法進(jìn)行施工，頂管直徑1200mm，長(zhǎng)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(chǎng)地位于湘潭市河?xùn)|沿江風(fēng)光帶，原始地貌屬湘江河流河漫灘—沖積I級(jí)階地。在勘察范圍及勘探深度內(nèi)，場(chǎng)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(qiáng)風(fēng)化、中等風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖。場(chǎng)地主要見(jiàn)上層滯水、潛水和基巖裂隙水。通過(guò)2016年1月對(duì)水源改遷工程導(dǎo)流管頂管線(xiàn)型路基及防洪大堤災(zāi)害的檢測(cè)，探明了公路路基及防洪大堤內(nèi)部的空洞及缺陷，對(duì)施工區(qū)存在的空洞及缺陷進(jìn)行了注漿加固處理。

　　2頂管注漿加固質(zhì)量檢測(cè)

　　2.1檢測(cè)原理

　　本次檢測(cè)主要是對(duì)注漿區(qū)域的注漿加固效果進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)，高密度電阻率法的物理前提是地下介質(zhì)間的導(dǎo)電性差異[8-9]。斯龍貝格裝置即對(duì)稱(chēng)四極裝置，其特點(diǎn)是AM=NB，記錄點(diǎn)取在MN的中點(diǎn)。當(dāng)取AM=MN=NB=a時(shí)，這種對(duì)稱(chēng)等距排列便稱(chēng)為溫納裝置。根據(jù)實(shí)測(cè)的視電阻率剖面進(jìn)行計(jì)算、分析，便可獲得地層中的電阻率分布情況，加固體密實(shí)度好，電阻率高;密實(shí)度差，電阻率低[10]。當(dāng)巖溶路基注漿前后地下水條件未發(fā)生較大變化時(shí)，可通過(guò)對(duì)比注漿前后的視電阻率，來(lái)對(duì)巖溶路基的注漿質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)[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(shù)據(jù)處理

　　本次勘探使用儀器為吉林大學(xué)工程技術(shù)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(cè)線(xiàn)，受施工場(chǎng)地條件限制，G01號(hào)線(xiàn)布置在右側(cè)人行道邊，長(zhǎng)度69m，點(diǎn)距3m;G02、G03、G04號(hào)線(xiàn)分別布置在道路中間隔離綠化帶中、河堤內(nèi)側(cè)坡的中部位置、河堤外側(cè)坡的中部臺(tái)階位置，長(zhǎng)度均為93m，點(diǎn)距均為3m，測(cè)線(xiàn)50m附近對(duì)應(yīng)頂管在地表投影位置，測(cè)線(xiàn)方向(及沿河堤方向)均與頂管方向大致垂直。

　　G01測(cè)線(xiàn)上，頂管的水平投影位置位于該測(cè)線(xiàn)29.5m、33.1m附近;其余3條測(cè)線(xiàn)G02、G03、G04上，頂管的水平投影位置位于測(cè)線(xiàn)50m、53.6m附近。每條高密度測(cè)線(xiàn)上，均采用兩種裝置(斯龍貝格裝置、溫納裝置)進(jìn)行觀測(cè)，以便探測(cè)成果的相互對(duì)比驗(yàn)證。斯龍貝格裝置可初步確定異常位置，與對(duì)稱(chēng)等距排列的溫納裝置對(duì)比，進(jìn)一步確定異常區(qū)域具體位置，使異常地層區(qū)域位置更加準(zhǔn)確。利用Res2dinv高密度處理軟件對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并對(duì)G03、G04測(cè)線(xiàn)探測(cè)成果圖進(jìn)行對(duì)比解釋說(shuō)明。

　　2.3成果解釋

　　以G03、G04兩條測(cè)線(xiàn)成果為例進(jìn)行說(shuō)明。ρs的相對(duì)低阻異常范圍相對(duì)較大，這可能與河堤本身由堆填土修筑有關(guān)，再加上施工中對(duì)土層介質(zhì)的擾動(dòng)、雨水的積累，地下水的富集等多因素所致;該測(cè)線(xiàn)上44～56m(深度約2～12m)為相對(duì)低阻封閉異常，ρs值小于30Ω·m，推測(cè)該區(qū)域范圍內(nèi)介質(zhì)較松散，含水較豐富。

　　相對(duì)于前面3條高密度測(cè)線(xiàn)的探測(cè)成果而言，該測(cè)線(xiàn)上的探測(cè)結(jié)果ρs值普遍高一些，等值線(xiàn)的形態(tài)也凌亂一些，局部相對(duì)的高阻異常也多一些，這可能是前期注漿量相對(duì)大一些所致。在頂管周邊區(qū)域8～10m范圍內(nèi)，相對(duì)的低電阻率異常較少，只是溫納裝置的探測(cè)結(jié)果中，在該測(cè)線(xiàn)上48～52m(深度約12～14m)范圍內(nèi)存在相對(duì)低的視電阻率異常，視電阻率ρs值小于50Ω·m。該場(chǎng)地高密度電阻率法物探的解釋參考實(shí)地地質(zhì)工程勘察資料。

　　依據(jù)各地層電性的變化情況，經(jīng)對(duì)收到的資料分析研究，以及本次高密度物探實(shí)測(cè)資料的反演處理成圖，定性定量地解釋推斷如下。沿導(dǎo)流管頂管線(xiàn)型周邊區(qū)域8～10m范圍內(nèi)，總體而言注漿較密實(shí)，未發(fā)現(xiàn)有空洞現(xiàn)象，只是局部存在少數(shù)地下水富集區(qū)。異常區(qū)域范圍內(nèi)介質(zhì)較松散，為土層充填且含水較豐富。

　　3開(kāi)挖驗(yàn)證

　　本次地球物理勘探完成后，施工單位根據(jù)物探的初步成果，對(duì)高密度電阻率法測(cè)線(xiàn)G03上的異常進(jìn)行了開(kāi)挖查證。開(kāi)挖深度約3m，開(kāi)挖位置位于該測(cè)線(xiàn)約50m處。根據(jù)附圖的現(xiàn)場(chǎng)照片以及實(shí)地調(diào)查，地表及3m以下地下介質(zhì)主要為紅色黏土，3m埋深之后土層變得潮濕，含水豐富，現(xiàn)場(chǎng)坑內(nèi)可見(jiàn)較明顯的滲水;在該開(kāi)挖坑內(nèi)施工單位進(jìn)一步采用鋼釬往下試探，也均為土層，沒(méi)有空洞存在。開(kāi)挖查證情況說(shuō)明，高密度電阻率法推測(cè)的低阻異常區(qū)可能主要是由于局部土層含水后所致，沒(méi)有明顯的空洞存在，這也進(jìn)一步證明物探推斷解釋成果的正確。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　高密度電阻率法可有效地對(duì)地層連續(xù)性進(jìn)行勘探，在密實(shí)度檢測(cè)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(duì)地質(zhì)體的垂直方向劃分范圍較準(zhǔn)確，對(duì)水平變化較大的地質(zhì)體反映相對(duì)較差，結(jié)合兩種裝置共同采集數(shù)據(jù)可提高探測(cè)深度、觀測(cè)精度，使觀測(cè)形式多樣化。運(yùn)用不同裝置的高密度電阻率法應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏�加寬廣，具有廣闊的發(fā)展前景。

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