彈性波跨孔CT在巖溶探測中的應用

廣東省核工業地質局二九一大隊 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及樁護筒等因素，跨孔CT法使用的鉆孔在橋墩的四個角方向布置，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法須有預留段6m（跨孔CT法分辨率較低的區域5m+沉渣1.0m），同時全孔安裝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計要求則鉆穿溶洞后，加深2m終孔；若溶洞頂板厚度不符合設計要求，則鉆至符合設計要求后按《地質勘察技術要求》進行控制。

3.物探儀器設備及工作方法

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

野外數據采集采用跨孔式CT觀測系統，檢波點間距為1m、炮點間距為1m。

4.資料處理分析

野外測試完成后處理流程包括：抽道集、初至時間拾取、初至時間檢查、射線平均波速計算、速度模型預測、CT反演、波速影像圖繪制、地質解釋、綜合工程地質解釋剖面圖繪制。

5.典型CT斷面解釋及場地巖溶空間分布特征

本文以典型的CT跨孔CT斷面為例對場地巖溶空間分布特征進行分析。

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下圖《CT-3 地震CT斷面圖》和《CT-3 地震CT解釋斷面圖》，巖溶發育特征分析如下：

（1）剖面范圍內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）剖面范圍內巖溶強烈發育，發育標高從-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，整體為一規模巖溶發育區。

（3）剖面范圍情況看，10-4-1鉆孔一側溶洞規模大，從巖面開始，除少部分有較完整灰巖層外，向下大部分有溶洞分布，溶洞發育范圍大；10-4-4鉆孔一側溶洞規模相對較小。

（4）10-4-4鉆孔一側上部有較多較完整巖體或巖塊，即下部溶洞規模大，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育，單個溶洞規模不大，大部洞高小于1 m，下部單個溶洞規模較大，最大洞高可達2～3m。

（5）標高-38m以上巖完整性巖厚度較大，向下溶洞規模大，-48m以下有一層大規模溶洞發育，發育深度大于終孔深度，最大單個溶洞可＞3m。

6.結論與建議

6.1 結論

1、探測范圍內巖溶強烈發育，巖溶強發育范圍大，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位置巖溶是最為發育的，發育規模大，上部完整巖層累計厚度小，其他三個鉆孔巖溶發育情況相近，巖溶發育相對鉆孔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，探測深度內巖溶呈上部規模和溶蝕程度比下部小，上部有較多完整或較完整巖分布，下部相對少一些，下部單個溶洞規模比上部大，上部單個溶洞規模一般小于1m，下部則可達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，但應避開10-4-1鉆孔位置或對該處作特殊處理，同時上部8～10m厚較完整巖中還有一些巖溶發育，也應進行注漿處理。

6.2 建議

1、應對樁底溶洞進行處理，處理方法以注水泥砂漿為宜，注漿范圍應從樁底至-49m標高位置。

2、治理范圍不應僅限以樁身所在位置，還應對樁周圍進行注漿，注漿時建議采用多個注漿孔同時注漿方式，并應適當加大注漿壓力，注漿時可先用較稀混凝土砂泥或水泥漿進行注漿，使注漿范圍加大，后用較濃砂漿進行注漿。

3、對10-4-1鉆孔一側應進行特別處理，如有可能可對樁位作小幅調整，即向右側偏移50-100cm。

4、由于本場地巖溶極度發育，溶洞發育規模大，連通性強，富水和透水性強，CT探測也只是以管窺豹，建議在施工時做好觀測，成樁后應先進行載荷試驗，達到要求后才能繼續施工。