2021-4-10 | 岩土工程论文
一、工程概况
1.场地水文地质条件
1.1地表水场区位于乌江支流三岔河下游－鸭池河与猫跳河夹持的河间地块部位，属长江流域乌江水系。
1.2地下水地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙水及碳酸盐岩类基岩岩溶、裂隙水。拟建场区地下水为上层滞水与基岩裂隙、岩溶管道水，并整体向西侧百花湖排泄。
2.地球物理特征
2.1地层波速岩土介质的岩性、物性、成分和结构，以及所处环境的构造和地表条件的不同，都会使得地震波的运动学和动力学特征发生变化。一般情况下岩石越致密，其波速越高，而不良地质现象如岩溶发育、溶洞，断层破碎带等，均会导致波速、频率、振幅的明显变化。针对本场区的地质勘探，在钻孔中进行声波测试，岩样声波测试，以及地表进行的折射波，面波等测试，综合推算本场区的地震有关参数。
2.2岩土电性本次勘探目的主要是初步查明场区布设测线范围内隐伏的不明岩溶构造，如隐伏断裂、岩溶空洞或溶蚀破碎、地下暗河、充水溶洞及老旧窑形成的采空区等异常。本次高密度电法测试采用的物性参数为电阻率值。通过对场区岩石和部分异常体的电性测试，结合贵阳地区同类型场地电性参数综合归纳本场区岩土电性特性。
二、工程物探的基本原理
1.地震映像法
地震映像属浅层地震勘查方法范畴，其原理是利用不同地层结构和不同类别岩土存在的波阻抗差异。当存在地层界面和不良地质现象(如溶洞、断层等)时，将形成波阻抗界面，利用人工震源在地表产生的地震波，其向下传播遇到岩土物理界面(波阻抗界面)将产生波的反射等，利用高灵敏度检波器和计算机控制的接收仪器组成的数据采集系统，将接收到向上反射的地震波，根据地震波所携带的信息，就可以了解地下地层结构、基岩起伏形态、隐伏煤巷、溶洞断层破碎带等地下地质现象。本次勘探使用的仪器为重庆地质仪器厂生产的DZQ24地震仪。采用的偏移距经现场背景干扰波调查确定为10m。道间距采用1m，使用人工锤击震源，单道通频带接收。
2.高密度电法
电法勘探是研究地层电学性质及电场、电磁场变化规律，根据研究地质对象的电性差异，通过仪器测量电场情况，进而研究电场的分布规律，以了解地下构筑物或地质体的状况，从而达到勘探目的。本次勘察，使用重庆地质仪器厂生产的DUK－2电法仪。采用60根电极接收，极距2～3m，在预定位置布置测线剖面。本次勘察，电极的排列装置采用温纳四极装置。
三、物探资料的数据处理
1.地震映像
地震映像的数据处理:地震反射波的数据处理采用核工业部北京地质研究院物化探研究中心的CSP6浅层地震数据处理系统和加拿大骄佳公司的Geogiga软件进行。主要处理内容为:预处理、编辑、频谱分析、速度分析、参数筛选、速度滤波、频率滤波、均衡、动静校正、偏移归位等，经过处理的成果即为供推断解释的时间剖面图。
2.高密度电法
对采集得到的数据，使用二维电阻率反演成像软件中的数据处理功能进行预处理，同时输入测线地面高程数据，作地形校正，再据经验在软件中合理设置解释所必须的参数。这些准备工作完成后，运行软件进行反演解释。在解释过程中，随时调整参数，以便使结果真实合理，计算结果用ρs等值线图和电阻率色度图表现，两者结合，综合解释。
四、物探勘察的结果分析
根据各剖面上的异常分布，结合走向趋势，进行分析，圈绘出岩溶发育在平面上的分布。现以第9测线相同平面位置地震映像剖面与高密度电法剖面的比对分析为例说明。在地震时深剖面(图1)的3处明显异常，分别在平面上位于10～14m、26～28m、42～45m，埋深范围大致在12～14m、7～10m、20～22m，表现为波绕射，多次反射，同相轴错断，振幅降低、相位畸变等。而对应高密度电法视电阻率剖面上相对应的平面位置和埋深范围，则表现为一处低阻异常和两处高阻异常。二者在平面位置和深度范围基本一致，据此推断为溶洞(高阻:3000～4000Ω•m)和岩溶发育破碎带(低阻:400～500Ω•m)。事实上在高密度视电阻率剖面上，平面22m为中心，埋深4～6m的位置，还有一高阻异常，其值约为3000Ω•m，在对应的地震剖面上表现为波形杂乱、振幅陡降，推断为岩溶崩塌堆积。
五、开挖验证
据钻探资料结合物探勘察成果，B－6号桩位进行开挖，发现宽度0．5m，深度1．3m，长度2．7m的泥槽;C－7桩位也发现泥质半充填的溶洞。经开挖，物探推断的不良地质现象得了证实，施工单位进行了揭穿，回填、夯实等工程处理。从而保证了建筑物的安全。
六、结论和建议
本次勘察采用钻探与物探的结合，快速、全面、准确可靠地查明拟建物场地上的岩溶分布情况，为工程施工提供了可靠的依据。因此，在岩溶发育地区，有必要先采用物探初勘，若发现异常，再施以钻探验证。这样发现岩溶的几率应该更高，可以有效地减少工程隐患。
作者：刘惠果 刘钊 单位：贵州职业技术学院 贵州四维应用地球物理研究所有限公司