综合物探在某路基溶（土）洞注浆处理中的应用

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摘要：广州市花都区主要为石灰岩地区，地下岩溶发育，而且地下水丰富，给当地基建带来不便。正确运用综合物探手段，可以准确地检测出路基溶（土）洞注浆处理的效果。

引言

覆盖型岩溶路基注浆原则上以封闭土、岩界面，形成隔水帷幕，阻隔土层滞水与岩溶水的联系，一般注浆厚度不大于8m，伸入基岩面以下不小于5m，如岩溶顶板岩体破损，或遇溶洞以及岩溶很发育时，注浆套管嵌入基岩0.5m，加大注浆厚度。在这种情况下，由于地下水丰富，注浆效果往往不是很理想。为了快速检测出注浆的效果，我们综合运用了高密度电法、瞬态面波。

1.测区地质及地球物理概况

本测区岩土层主要为：第四系土层主要有素填土、粉质粘土、粗砂、细砂等，下伏基岩为灰岩。测区位于铁路傍，测线沿着铁路走向布置，现场平整、开阔、高差不大，为工作的开展提供了条件。地下岩溶发育，溶洞充填水及黏土等物质，电阻率就会较低；相反，溶洞注浆效果好及围岩的电阻率较高。同时，本测区地层存在较大的地震波速度差异，具开展面波法的地球物理前提条件。

2.工作方法

2.1高密度电法

高密度电阻率法是一种结合了直流电阻率测深法和直流电阻率剖面法的物探方法。它是一种阵列勘探方法，也称自动电阻率系统，是直流电法的发展，其功能相当于三极测深与电剖面法的结合。通过电极向地下供电形成人工电场，其电场的分布与地下岩土介质的电阻率p的分布密切相关。

测量时，AM=MN=NB为一个电极间距，A、B、M、N逐点同时向右移动，得到第一条剖面线；接着AM、MN、NB增大一个电极间距，A、B、M、N逐点同时向右移动，得到另一条剖面线；依此类推，这样通过对地表不同部位人工电场的扫描测量，得到视电阻率断面图像，由此来了解地下介质视电阻率ps的分布，根据岩土介质视电阻率的分布推断解释地下地质结构。

2.2瞬态面波法

瞬态面波法主要是利用了瑞雷波的两种特性：瑞雷波在分层介质中传播时的频散特性和瑞雷波的传播速度与介质物理力学性质的相关性。瞬态瑞雷面波法是通过锤击、落重等震源激发产生一定频率范围的瑞雷波，瑞雷波沿介质表面传播。在地面上沿波的传播方向，以一定的道间距△x设置N+1个检波器，就可以检测到瑞雷波在NAx长度范围内的传播过程。

在通过测试仪器自动记录下这一过程后，进行相应处理便得到Vr-f曲线，即频散曲线。频散曲线的变化规律与地质条件和岩土介质的性状存在内在的联系，通过对频散曲线的分析解释，可以得到地下一定深度范围内的地质构造情况和不同深度的瑞雷波波速。瑞雷波传播速度反映了不同深度岩土介质的物理特性，据此可对岩土的物理性质做出评价。如划分出地层中软弱层的埋深及范围、地下空洞及掩埋物探测、公路、机场跑道质量无损检测、地基加固处理效果评价等。

3.资料分析及解释

3.1高密度电法

数据处理分为预处理、处理反演两个阶段。在数据预处理过程中，先用运用BTRC2004软件对原始数据进行数据转换，再对奇变的数据删除或修正。在数据处理反演过程中，先运用RES2D1NV软件进行参数设置，然后进行反演；反演处理主要包括：根据地质调查资料建立初始的二维地电模型、选择反演参数（阻尼系数、迭代次数、收敛极限）等，然后采用最小二乘法，查看反演结果，获得最终的地下地电断面，用于地质解释。

图1为测线u的高密度反演成果图、推断地质剖面图，深部基岩电阻率大，浅部土层电阻率较小，溶（土）洞充填黏土、水等杂物电阻率小，据此可以推断地下断面情况。从图可见，在检测段地层连续，无异常，在地质剖面图上也可推测出岩土分界面。

3.2瞬态面波法

瑞雷面波频散曲线是对地层速度结构分层的基础，若对每个瑞雷波测试点的频散曲线以一定的数学模型进行分层速度计算，确定不同深度的瑞雷波层视速度，即可达到定量解释的效果。

图2为测线L1的瑞雷面波频散曲线，图中可见：瑞雷面波频散曲线整体上表现上部低速下部高速特征，曲线连续性好，不离散。根据测区地质情况，上部低速主要为土层（素填土、粉质粘土等）的反映，下部高速主要为中—微风化灰岩等的反映。土层的面波速度通常150rn/s～250m/s，中一微风化灰岩的面波速度通常450m/s～800m/s。频散曲线整体位于土质（路堤）面波要求速度曲线的右侧，说明土质（路堤）面波速度整体大于要求速度值，满足设计要求。频散曲线的下部（基岩面下，如虚线）位于岩质（路堤）面波要求速度曲线的右侧，说明岩质（路堤）面波速度大于要求速度值，满足设计要求。

4.结论

综合利用高密度电法和瞬态面波法检测路基溶（土）洞注浆处理的效果可以取长补短，提高解释精度。在路基溶（土）洞注浆处理的效果中，综合物探是一种行之有效的方法。