地質雷達在基坑巖溶探測中的應用

時 林 坡

(徐州市軌道交通工程質量安全監督站，江蘇 徐州 221000)

1 工程概況

徐州市城市快速軌道交通1號線一期工程地下市政工程圖件施工A合同段位于1號線一期工程東端，振興路站基坑起止里程為右20+882.369～21+075.769，長193.4 m，其中振興路車站主體結構三、四、五倉(DK20+988.569～DK21+024.569)。振興路站采用明挖法施工，本項目由中鐵第四勘察設計院集團有限公司設計，中鐵十一局集團有限公司施工?；蝇F場圖如圖1所示。

2 超前地質探測

結合工程地質勘探資料及底板施工設計要求，底板施工前應對基坑區域進行超前地質探測，本文超前地質探測采用美國GSSI地質雷達，配套SIR-3000便攜式主機及400 MHz屏蔽天線，探測深度可達到5 m～10 m，儀器設備如圖2所示。

由于現場場地較為平整面積較大且場地西側已經完成混凝土墊層澆筑，因此分連段探測，每段測線間距約2 m，采用時間觸發模式，根據電磁波傳播特性，探測深度、現場地質條件及探測精度要求，SIR-3000雷達采用400 MHz天線，探測時窗為100 ns。

根據現場實際情況分別對基底的19條測線進行地質雷達探測，圖3為16號測線探測結果并結合缺陷評判標準繪制疑似地質缺陷(空洞、裂隙)發育區域分布圖，見圖4。

相關規程及驗收辦法的規定，結合設計要求及本次抽樣檢測的雷達圖像，對基坑底部5 m范圍圍巖地質情況進行分析，從圖像分析結果可得出如下結論：1)土建施工A合同段3號～5號倉基坑底部5 m范圍內圍巖地質缺陷有：裂隙發育20處、空洞發育5處，測線其他部位未見明顯地質缺陷；2)對車站后期運營安全有影響的區域3處，需進行鉆孔核實，必要時進行注漿加固。

3 鉆孔驗證

由于超前探測區域內存在較大面積空洞，故采用鉆探方法核實空洞具體區域及賦存情況。根據巖溶探測報告揭示空洞發育區域范圍，在三、四倉墊層采用油漆噴出缺陷區域邊界，彈好2 m×2 m方格墨線，交點確定為鉆孔驗證點位，并進行鉆孔驗證編號，采用鉆機首先沿缺陷區域邊界進行鉆孔驗證，在缺陷區域中心抽點驗證。鉆孔巖芯實物見圖5。

1)1號巖溶區域共鉆孔取芯4個，鉆孔深度7 m，芯樣直徑9 cm，鉆孔深度至溶洞底板1 m。根據鉆孔巖芯性質、裂隙和鉆進過程綜合判斷：鉆孔巖體呈裂隙發育和(半)填充溶洞性狀；裂隙和巖溶發育區域約為8 m×4 m、呈梯形狀分布、深度范圍2 m～5.5 m，與巖溶超前探測報告一致。

2)2號區域共鉆孔取芯6個，鉆孔深度6 m～7 m，芯樣直徑9 cm，鉆孔深度至溶洞底板1 m。根據鉆孔巖芯性質、裂隙和鉆進過程綜合判斷：巖芯破碎、呈散塊狀，表明巖體呈弱～中等風化；鉆進過程中存在掉鉆現象，為空洞發育；部分巖芯為粘土，表明區域內局部呈充填粘土，為半充填型巖溶；發育區域尺寸范圍17 m×14 m、深度范圍2 m～5.5 m，與巖溶超前探測報告一致。

3)3號區域共鉆孔取芯6個，鉆孔深度7 m，芯樣直徑9 cm，鉆孔深度至溶洞底板1 m。根據鉆孔巖芯性質、裂隙和鉆進過程綜合判斷：巖芯大部分較為破碎，呈現散塊狀，表明地質裂隙強發育、巖體完整性差、整體較破碎；鉆進中存在掉鉆現象，為非充填型巖溶地質；部分鉆孔巖芯為粘土，為(半)充填型巖溶地質；發育區域尺寸范圍11 m×7 m、深度范圍2 m～5 m，與巖溶超前探測報告一致。

4 結語

通過對徐州城市快速軌道交通1號線一期工程振興路站基坑底板進行超前地質探測，確定3個不良地質區域，通過對振興路車站三、四倉底板鉆孔取芯情況分析，3個區域均存在空洞、裂隙、溶洞等地質缺陷，鉆孔驗證結果與巖溶報告結果基本吻合，驗證超前地質探測的合理正確性，為類似工程提供一定的參考。