探析高密度电法在岩溶注浆检测中的应用

技术市场　密度电法在岩溶注浆检测中　探析高　的应用　陈文德周巍　武汉４３００５６）　（湖北省地球物理勘察技术研究院，湖北【摘要】采用灌浆方法对岩溶发育地区进行加固处理，改善了岩层的荷载传递性状，提高承载力。通过工程实例，采用高密度　电法对处理地段进行注浆前后探测对比，可以检验注浆效果是否达到设计要求　【关键词】溶洞注浆；高密度电法；承载力　一、前言　６　ｍａｘ控制在５％之内（由仪器控制），电测点相对均方误差计　．　溶洞灌浆是针对路基浅层多溶洞及软弱土加固方法之一，　＝＿－■　处理范围广，但造价低。其加固机理主要是使溶洞填充密实挤　算公姚ｅ：　槲舫误差Ｍ＝密，形成具有一定强度的稳定体，其次尽量切断溶洞与土层及　工点相对相对均方误差Ｍ为４．６３％。数据处理及反演采用　地下水之间联系，防止溶洞的发展，危害工程的安全。由于场地　溶洞多为软塑状粘性土或夹有砂砾充填，存在严重漏水现象，　＼／　，该　Ｓｕｒｆｅｒ软件和ＲＥＳ２ＤＩＮＮ进行。　２．检测方法。高密度电法检测使用中国地质大学研制的　ＧＭＤ一６多功能电法仪，数据采集是根据野外实际情况进行试验　确定参数后，通过主机控制电极转换器形成供电、测量及数据　采集的全自动控制。数据采集完成后，将原始数据传入计算机　进行数据转换、地形校正、二维反演后，输出二维地电断面图，　至此完成整个采集与处理全过程。　有的则与上部土洞相通，为了保证加固效果，采用联合灌浆方　法。即对溶洞内的充填物进行扰动清洗后，旋喷一定量的水泥　浆，然后采用类似水下混凝土浇注方法对溶洞灌注水泥混合　浆，至孔口返浆，使溶洞内的冲填饱满，达到加固目的。高压旋　喷清水及注浆为了是保证灌注水泥混合浆液前溶洞内浆液的　稳定，也保证加固处理后形成的灌浆体性质均匀稳定，不存在　软弱“灶”，并使溶洞没有继续发育的条件及空间。施工中应注　意地层情况，准确控制需处理的溶洞的规模、深度、范围及充　填情况。　二、高密度电法　图１高密度电法工作流程图　３．测线布设。主要按设计要求沿路基左中线（ＺＺ）和右中　线（Ｙｚ）布置物探测线，据现场桩位利用测绳或皮尺测量点距及　剖面的相对位置。注浆前因钻机、积水、未拆迁的房屋等因素影　响，注浆后因积水、桩机等因素影响，局部地段测线有少量偏　移。　１．检测原理。高密度电法是以岩土体导电性差异为物理　基础的一种勘探方法，通过研究在人工电场作用下介质传导电　流的分布规律，探测一定深度范围内不同电性地质体引起的异　常特征，根据视电阻率的相对值或梯度变化来推测地质异常　体，从而达到地质解释的目的。其直接测量的数据是电流Ｉ和　电压△ｕ，根据公式，，＝　ｘ　Ｋ＝ｎ×　计算视电阻率，本次检测所用　三、工程实例　１．注浆前探测。（１）高密度电法的异常特征。根据测区地　。测区内基岩为灰岩。完整的基岩地球物理场稳　定，其物性参数如下表：　岩性　第四系冲摸积　灰岩　岩溶　视申．阳率ｆｎｍ　晷　＜１Ｏ０　＞２００　＜１Ｏ０　质及地球物理条件，测区第四系冲洪积层的视电阻率值小于　１００Ｑｍ，第四系残坡积层上部局部呈现高阻，而基岩的视电阻　率值大于２００Ｑｍ，岩溶的视电阻率值呈低阻。视电阻率断面图　上出现两边高阻、中间低阻由浅至深的带状或窄长形低阻区或　在高阻区中出现圈闭的低阻区。见典型异常特征图。　拄浆体　未沣浆体　＞２００　出珊．相对低阳　从上表可看出，注浆体和未注浆体的物性参数差大，这为　高密度电法检测注浆效果提供了较好的物理前提。　工作中采用ｎ装置和Ｓ装置，极距５米，最小电极系数　２，最大电极系数１８，电极３０￣６０根，相邻排列重复部分电极。　最大供电电压２００Ｖ，供电电流大于２０ｍＡ。野外数据采集误差　■■一＃　㈣　ｍｄ、０　∞ｎ　－＿ａ　翻蠢誊　豳∞　糕翟一　＝街　｝　＾蝴＾　越蕊　＿旆搏　－＿一　Ｓ０　，－｛　“　＿　图２典型异常特征断面图　企业导报２０１２年第０４期　２５５　技术市场　（２）物探异常综合解释。根据高密度电法视电阻率断面图，结合　钻探资料，某一路基处岩土分层和推断岩溶发育区为：基岩埋　深在１１．０～２５．Ｏｍ之间变化。发现岩溶发育区两处Ａ段、Ｂ段。　２．注浆后检测。路基注浆后检测分为注浆深度检测和注　ｎ　＃　特☆　浆效果检测。（１）注浆深度检测。注浆深度检测主要是检测注浆　＿　－ＩＩＩＩ　∞避　一　辫　－＿一　，　≮‘　：《　＾　。　Ｈ　…　｝　加固底面是否达到设计深度要求。设计注浆加固底面为基岩顶　面下５ｍ，因基岩项面为变化的波状面，则注浆加固底面亦为变　图７注浆前反演视电阻率断面图　化的波状面。根据测区地质及地球物理条件，测区第四系冲洪　积层的视电阻率值小于ｉ００　Ｑ　ｍ，而注浆后基岩的视电阻率值大　于２００　Ｑ　ｍ，与未注浆的灰岩视电阻率值相对有一定提高。下两　图为注浆前后视电阻率值对比图，可看出注浆后基岩视电阻率　值由２００Ｑｍ以上提升至３００Ｑｍ以上，加固底面亦可分辨。　图８注浆后反演视电阻率断面图　一　：　≥　～　：：　ｉ　：：：：：　：：：毒　　≯　第三，效果不显著或无效果特征。根据测区地质及地球物　理条件，注浆后基岩的视电阻率值大于２００　Ｑｍ。若视电阻率值　～　：：　：蜥：：：：：　无提高或断面图上出现两边高阻、中间低阻由浅至深的带状或　～　：：：：：：≥：：　～　誊￡　窄长形相对低阻区或在高阻区中出现圈闭的相对低阻区，则为　…；　…～…　注浆效果不显著或无效果区。其异常特征与图２相似。　图３注浆前视电阻率等值线图　３．综合评价。根据上述将路基注浆加固效果分类综合评　羲　鬻　，　价如下：　类别　基本描述　综台评价　Ｉ类　注浆深度达到设计要求且效果显著　优良　：；　黧　ｌ】　注浆深度达到设计要求且效呆较显著　合格　ＩⅡ　注浆深度达到设计要习之但效呆不显著　需修补　ＩＶ　注浆深度未达到设计要求　‘△格　具体分类如下表所示（按设计注浆深度和实际注浆深度分　一一　＊　Ｍ　・　……　段表示）。　图４注浆后视电阻率等值线图　Ａ段和Ｂ段路基注浆加固效果分类一览表　（２）注浆效果检测。注浆效果检测主要是：注浆加固后视　段号　深度（设计注浆深度　电阻率是否比注浆前变化均匀且明显提高，是否有低阻区、重　ｍ）　实际注浆深度　分段号　长度（ｎ）　深度（Ｉ【１）　｝～…．一　｛位　承　禾　综合评价　点加固段是否得到加强等。注浆后基岩的视电阻率值有所提　Ｚ１　４９．８４　３Ｏ．５—３５．５　中　Ｕ　高，对比注浆前后相应路段视电阻率断面图特征，将注浆效果　Ａ段　３００　ｌ好　Ｉ　．１～２９．５　Ｚ２　ｌ５．Ｏ０　３５．５～３０．Ｙ１　３４．８４　３０．５～３０．０Ｉ中　Ｉ１　分为三级：好（效果显著）、中（效果较显著）、差（效果不显著或　Ｙ２　３０．Ｏ０　３０．０～２９．５　ｌ好　Ｉ　无效果）。第一，效果显著特征。见注浆前后视电阻率断面对比　Ｚ１　２５．Ｏ０　３０，０～２Ｌ　０Ｉ好　Ｉ　Ｂ段　２９．５～２１．３　Ｚ２　６６．４２　２７．０～２１．５｛中　ＩＩ　图。注浆后基岩的视电阻率值明显提高，由２００Ｑｍ提升至　ＹＺＩ　９１．４２　２９．５～２１．５　Ｉ中　Ｉｌ　３００Ｑｍ，视电阻率曲线变化均匀，无低阻反映，推断为注浆加固　注：设计注浆底面深度和实际注浆底面深度以检测时实际　效果显著区。　地面起算，即设计路肩标高下１．８ｍ起算。　一　…　～基　一　．．一…　…　…　…　．……　譬　墓　紫　｛　四、结语　（１）对岩溶发育地区进行注浆加固处理，可明显改善岩层　一　兰∞　－　＿－・．　荷载传递性状，能大幅提高承载力，减少基础沉降。（２）高密度　图５注浆前反演视电阻率断面图　电法只是注浆效果检测的方法之一，在对注浆体的分布范围及　其物理力学性能的定量分析上有其局限性；有条件的情况下同　时施以取芯检测和超声波ＣＴ检测加以辅助对比验证，使检测　墨　一　结果更加准确。　图６注浆后反演视电阻率断面图　第二，效果较显著特征。见注浆前后视电阻率断面对比图。　参　考　文　献　注浆后基岩的视电阻率值有所提高，视电阻率值＞２２０　Ｑ　ｉｎ，曲线　【１】《铁路工程地球物理勘察规程》（ＴＢ１００１３，－２００４）　变化较均匀，局部出现相对低阻，推断为注浆加固效果较显著　［２］《电阻率测深法技术规程》（ＤＺ／Ｔ００７２．９３）（国土资源部）　区。　３【］《电阻率剖面法技术规程》（ＤＺ／Ｔ００７３—９３）（国土资源部）　２５６企业导报２０１２年第０４期