彈性波跨孔CT在巖溶探測(cè)中的應(yīng)用

廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九一大隊(duì) 廣東 花都 510800

正文：

1.勘察工作方法

本次勘察采用彈性波跨孔CT法，考慮橋墩形狀、跨孔距、大橋施工搭建的平臺(tái)及樁護(hù)筒等因素，跨孔CT法使用的鉆孔在橋墩的四個(gè)角方向布置，鉆孔位置及CT斷面。

2.鉆孔孔深及終孔要求

CT鉆孔，要求查明樁底以下3D持力層的情況，考慮跨孔CT法須有預(yù)留段6m（跨孔CT法分辨率較低的區(qū)域5m+沉渣1.0m），同時(shí)全孔安裝PVC管；同一CT剖面，鉆孔深度相差小于5m；終孔處遇溶洞，若溶洞頂板厚度符合設(shè)計(jì)要求則鉆穿溶洞后，加深2m終孔；若溶洞頂板厚度不符合設(shè)計(jì)要求，則鉆至符合設(shè)計(jì)要求后按《地質(zhì)勘察技術(shù)要求》進(jìn)行控制。

3.物探儀器設(shè)備及工作方法

震源采用電火花震源作為跨孔CT法的激發(fā)震源； 接收探頭采用聲波探頭；記錄設(shè)備使用美國(guó)Geometrics公司生產(chǎn)的StrataView R24型淺層地震儀。

野外數(shù)據(jù)采集采用跨孔式CT觀測(cè)系統(tǒng)，檢波點(diǎn)間距為1m、炮點(diǎn)間距為1m。

4.資料處理分析

野外測(cè)試完成后處理流程包括：抽道集、初至?xí)r間拾取、初至?xí)r間檢查、射線平均波速計(jì)算、速度模型預(yù)測(cè)、CT反演、波速影像圖繪制、地質(zhì)解釋、綜合工程地質(zhì)解釋剖面圖繪制。

5.典型CT斷面解釋及場(chǎng)地巖溶空間分布特征

本文以典型的CT跨孔CT斷面為例對(duì)場(chǎng)地巖溶空間分布特征進(jìn)行分析。

CT-3 CT斷面：10-4-1→10-4-4：地震CT勘察波速影像及解釋成果圖見(jiàn)下圖《CT-3 地震CT斷面圖》和《CT-3 地震CT解釋斷面圖》，巖溶發(fā)育特征分析如下：

（1）剖面范圍內(nèi)基巖面分布高程范圍-29～-33米，巖面起伏大，巖面成鋸齒狀起伏。

（2）剖面范圍內(nèi)巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，發(fā)育標(biāo)高從-33.2至大于-59.03m（終孔深度）均有分布。從整體看這些溶洞發(fā)育范圍廣，成多層分布，相互間相互連通，局部可能以裂隙相連通，整體為一規(guī)模巖溶發(fā)育區(qū)。

（3）剖面范圍情況看，10-4-1鉆孔一側(cè)溶洞規(guī)模大，從巖面開(kāi)始，除少部分有較完整灰?guī)r層外，向下大部分有溶洞分布，溶洞發(fā)育范圍大；10-4-4鉆孔一側(cè)溶洞規(guī)模相對(duì)較小。

（4）10-4-4鉆孔一側(cè)上部有較多較完整巖體或巖塊，即下部溶洞規(guī)模大，溶洞中含較完整巖或未溶蝕巖少，上部溶洞呈串珠狀或蜂窩狀溶洞發(fā)育，單個(gè)溶洞規(guī)模不大，大部洞高小于1 m，下部單個(gè)溶洞規(guī)模較大，最大洞高可達(dá)2～3m。

（5）標(biāo)高-38m以上巖完整性巖厚度較大，向下溶洞規(guī)模大，-48m以下有一層大規(guī)模溶洞發(fā)育，發(fā)育深度大于終孔深度，最大單個(gè)溶洞可＞3m。

6.結(jié)論與建議

6.1 結(jié)論

1、探測(cè)范圍內(nèi)巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，巖溶強(qiáng)發(fā)育范圍大，向下延伸大，各層溶洞間有一定連通。

2、基巖頂面起伏大，大部分溶洞以串珠狀或蜂窩狀發(fā)育，大部分溶洞有填充物充填，特別是上部溶洞；上部溶洞填充物部分為注漿填充物，注漿未能填滿上部溶洞，這些填充物大部分位置密實(shí)度差。

3、從巖溶平面分布情況看，位于鉆孔10-4-1位置巖溶是最為發(fā)育的，發(fā)育規(guī)模大，上部完整巖層累計(jì)厚度小，其他三個(gè)鉆孔巖溶發(fā)育情況相近，巖溶發(fā)育相對(duì)鉆孔10-4-1鉆孔位置弱，上部有8～10m厚較完整巖。

4、從巖溶垂直分布看，探測(cè)深度內(nèi)巖溶呈上部規(guī)模和溶蝕程度比下部小，上部有較多完整或較完整巖分布，下部相對(duì)少一些，下部單個(gè)溶洞規(guī)模比上部大，上部單個(gè)溶洞規(guī)模一般小于1m，下部則可達(dá)2～3m。

5、除10-4-1鉆孔附近位置外，其他位置上部有8～10m厚完整或較完整巖，可作為持力層，但應(yīng)避開(kāi)10-4-1鉆孔位置或?qū)υ撎幾魈厥馓幚?，同時(shí)上部8～10m厚較完整巖中還有一些巖溶發(fā)育，也應(yīng)進(jìn)行注漿處理。

6.2 建議

1、應(yīng)對(duì)樁底溶洞進(jìn)行處理，處理方法以注水泥砂漿為宜，注漿范圍應(yīng)從樁底至-49m標(biāo)高位置。

2、治理范圍不應(yīng)僅限以樁身所在位置，還應(yīng)對(duì)樁周圍進(jìn)行注漿，注漿時(shí)建議采用多個(gè)注漿孔同時(shí)注漿方式，并應(yīng)適當(dāng)加大注漿壓力，注漿時(shí)可先用較稀混凝土砂泥或水泥漿進(jìn)行注漿，使注漿范圍加大，后用較濃砂漿進(jìn)行注漿。

3、對(duì)10-4-1鉆孔一側(cè)應(yīng)進(jìn)行特別處理，如有可能可對(duì)樁位作小幅調(diào)整，即向右側(cè)偏移50-100cm。

4、由于本場(chǎng)地巖溶極度發(fā)育，溶洞發(fā)育規(guī)模大，連通性強(qiáng)，富水和透水性強(qiáng)，CT探測(cè)也只是以管窺豹，建議在施工時(shí)做好觀測(cè)，成樁后應(yīng)先進(jìn)行載荷試驗(yàn)，達(dá)到要求后才能繼續(xù)施工。