綜合物探技術在路基巖溶注漿效果檢測中的應用

祝迎華 程增晴 田江環(huán) 潘 偉

(廊坊市中鐵物探勘察有限公司，河北 廊坊 065000)

新建鐵路所經(jīng)巖溶發(fā)育地區(qū)，為了保證該地區(qū)鐵路路基的長期穩(wěn)定性，需要對路基進行加固處理，鉆孔注漿則是加固巖溶路基的一種有效方法[1]。利用工程鉆探檢測注漿效果施工周期長、成本高，且難以代表整個段落處理效果。隨著物探技術的發(fā)展，應用綜合物探技術結合取芯結果，可以解決這一難題。本案例應用電測深法、瑞雷波法，對長懷鐵路路基注漿加固質(zhì)量進行檢測，取得了不錯的效果。

1 工程地質(zhì)概況

長懷高速鐵路CHYDK613+310-CHYDK613+735段為路基段落，施工中揭露地層自上而下為：第四系全新統(tǒng)人工填筑土、粉質(zhì)黏土及第四系全新統(tǒng)殘坡積角礫土，下伏基巖主要為二疊系砂巖(P1q)、石炭系灰?guī)r(C2+3)。該段落地下水水位較淺，主要接受降水入滲補給，以蒸發(fā)排泄為主，動態(tài)變化較大。施工方在施工過程中對該段路基進行鉆孔注漿加固處理。采用瞬態(tài)面波法、電測深法對路基場地水泥漿填充效果進行評價。

2 直流電測深法工作

2.1 方法原理

電測深法是利用巖(礦)石的電性差異為基礎，在地面觀測點上逐次增大供電電極距，使探測深度逐漸增大，以此得到并分析觀測點處沿垂直方向上由淺到深的視電阻率變化情況。

2.2 現(xiàn)場施工

本次檢測工作沿線路中線布置一條測深剖面，長度60m，點距2.5m。采用對稱四極裝置：接收電極MN保持不變，以保證測深曲線的連續(xù)性，供電極距AB/2為以下數(shù)列：1.5m，3m，6m，15m，25m，30m，40m，60m，80m，100m。在注漿前、注漿加固完畢28d后對該測深剖面分別進行測量。

2.3 注漿效果判斷依據(jù)及檢測結果

依據(jù)資料顯示：注漿后的溶洞是混凝土和溶洞中充填物的綜合電性層(簡稱綜合層)，注漿后，綜合層的視電阻率值比充填溶洞明顯提高[2]。

圖1 CHYDK613+551～CHYDK613+611段注漿前視電阻率斷面圖

如圖1顯示，注漿前該段落內(nèi)視電阻率等值線橫向連續(xù)性差，視電阻率值呈高低阻相間顯示，視電阻率值范圍：20Ω·m～200Ω·m，后經(jīng)工程鉆探驗證，低阻區(qū)域為溶蝕、巖溶發(fā)育部位。

圖2 CHYDK613+551～CHYDK613+611段注漿后視電阻率斷面圖

如圖2顯示，注漿后視電阻率等值線近似呈層狀分布，橫向連續(xù)性較好，視電阻率值范圍：30Ω·m～300Ω·m，較注漿之前提高了1～1.5倍，注漿前發(fā)現(xiàn)的低阻異常區(qū)域基本消失，說明注漿治理效果明顯，注漿起到了較好的加固效果。

3 瑞雷波工作

3.1 方法原理

瑞雷波常稱為面波，是因為它的大部分能量集中在自由表面附近的小區(qū)域內(nèi)并沿界面?zhèn)鞑?。瑞雷波是介質(zhì)中縱波和橫波耦合的結果，具有傳播速度低、水平方向衰減小、抗干擾強等特點[3]。

瑞雷波傳播速度的大小直接反映了地層的“軟”“硬”程度 ，能方便地劃分軟弱地層的深度及范圍。

3.2 工作布置

沿路堤軸向布置測線。設置測試點的分布，每個測點采用4.5Hz低頻檢波器接收，道間距3m，偏移距為10.0m，震源采用20磅重錘，錘擊墊板，單邊激發(fā)。

3.3 注漿效果判斷依據(jù)及檢測結果

依據(jù)注漿前后面波曲線的頻散特征、曲線的光滑度、“之”字形拐曲的改善狀況和面波速度的提高定性評價注漿效果。依據(jù)《高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收標準(TB10751-2010)》，瞬態(tài)面波法檢測標準按表1執(zhí)行。

表1 瞬態(tài)面波法檢測路基巖溶注漿效果標準

表2 注漿后瞬態(tài)面波法檢測成果表

瞬態(tài)面波法資料利用Seismic Pro 8.0平臺經(jīng)過處理之后，得到頻散曲線，根據(jù)頻散曲線的變化，對層數(shù)和各層速度的變化范圍做出了定性解釋，確定各層厚度和面波速度，并對頻散曲線進行擬合解釋。

通過對比9個檢測點注漿前和注漿后各速度值大小，注漿后巖體波速升高，面波頻散曲線不離散，注漿后實際檢測的面波速度滿足設計要求(詳見表2)，說明路基內(nèi)部裂隙及溶洞得到充填，完整性得到加強。

4 結 語

本次利用綜合物探方法對長懷鐵路路基巖溶注漿效果進行檢測，得出的結論與后期工程鉆探取芯結果及壓水試驗成果一致，表明電測深法、瑞雷波法在巖溶注漿加固效果的檢測中是有效的。綜合物探方法，具有快捷、便利、成本低的特點，是路基巖溶注漿質(zhì)量檢測必不可少的方法。