跨孔电阻率技术在某大桥的应用
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】0 前言 岩溶地区公路、轨道交通勘察等领域，岩溶地质问题是必须面对的重要不良地质问题。尤其隐伏岩溶洞穴，常引发突水突泥、岩溶冒落和地表塌陷等地质灾害，给工程建设造成巨
0 前言
岩溶地区公路、轨道交通勘察等领域，岩溶地质问题是必须面对的重要不良地质问题。尤其隐伏岩溶洞穴，常引发突水突泥、岩溶冒落和地表塌陷等地质灾害，给工程建设造成巨大损失[1]～[2]。
岩溶地区多地形复杂、基岩面起伏大、不良地质体多且成因复杂、物性差异大等，这些因素极大影响了针对岩溶的准确、高精度勘探。在岩溶地区公路、轨道交通等工程建设中，对岩溶的精细探测一直是重要的技术难题。地面物探方法受限于探测精度，往往难以满足精细探测的要求。井中物探，尤其是跨孔电阻率CT 法，因其将电极直接布置于钻孔内，减小了测量的体积效应，且数据量大，成为精细探测岩溶的重要技术手段。
1 跨孔电阻率CT 法的原理
跨孔电阻率CT 法的基本原理与地表直流电法原理一致，以地壳中岩土体的导电性差异为物质基础，通过观测与研究人工建立的地中电场的分布规律解决工程地质问题的一种电法勘探方法。采用镜像法计算，公式如下：
其与地表电法的不同点在于跨孔电阻率CT 法将电极布置于钻孔内，并由此产生孔内电极接地问题。
本次勘察利用本单位已申请实用新型的钻孔电极进行孔壁接地，利用自编的跨孔电阻率CT 软件进行数据处理[3]～[8]。
2 工程实例
拟建大桥为分幅桥，左幅起讫桩号为ZK50+233～ZK51+049，全长816m；右幅起讫桩号为YK50+213～YK51+029，全长816m。
场区位于扬子准地台的黔北台隆六盘水断陷之普安旋扭构造变形区。经现场地质调绘，场区无断层通过，岩层产状为70°∠41°。
桥区上覆土层为第四系残坡积层粉质粘土、第四纪冲洪积层卵石土，下伏基岩为三叠系中统关岭组第二段灰岩夹泥岩。
勘察钻探至CD57 钻孔时，揭露2 层未充填溶洞，深度范围分别为、25-26.4m，且钻孔内无地下水。
跨孔电阻率CT 法共布置2 对钻孔，分别为已有钻孔ZK52、ZK53 和新增钻孔ZK53+1、ZK53+2。钻孔布置如下图：
图3 -1 钻孔布置图
测量设置电极距为1m，
1 ZK52-ZK53 跨孔探测
ZK52、ZK53 间距13.5m，钻孔信息如下：
ZK52：孔口高程为，0-0.5m，粉质粘土；0.5-4.0m，强风化灰岩夹泥岩；，中～微风化灰岩夹泥岩。
ZK53：孔口高程为，0-0.5m，粉质粘土；0.5-3.0m，强风化灰岩夹泥岩；，中～微风化灰岩夹泥岩；，溶洞：无充填；，中～微风化灰岩夹泥岩。
根据跨孔电阻率CT 法的工作原理并结合现场2 孔的深度、高程，确定电缆布置深度分别为0-29m。以ZK52 钻孔孔口作为原点，向下为正。
跨孔电阻率CT 法反演结果如下：
图3 -2 ZK52-ZK53 跨孔电阻率CT 成果对比图
由上图分析可知：
1）跨孔电阻率CT 反演结果与CD57 钻孔钻探结果一致。反演图上2 个测量孔中间深 段，显示为低阻异常区，与CD57 钻孔 的无充填溶洞位置一致。中间深27.5-29m 低阻异常区，与CD57 钻孔 的无充填溶洞位置一致。
2）根据反演图上低阻异常区的形态、位置、规模等特征，推断CD57 钻孔 的无充填溶洞发育方向为由ZK52 钻孔方向倾斜向下延伸，水平投影长度约6m。由于部分视电阻率数值低，判断CD57 钻孔右侧部分溶洞充填粘土等物质。
CD57 钻孔 段无充填溶洞，成果图上根据视电阻率数值，判断溶洞发育方向为由ZK52 钻孔方向倾斜向下延伸，并推断其与ZK53 钻孔 溶洞相连通。
2 ZK53+1-ZK53+2 跨孔探测
ZK53+1、ZK53+2 间距20m，钻孔信息如下：
ZK53+1：孔口高程为，0-2.0m，粉质粘土；2.0-5.0m，强风化灰岩夹泥岩；，中～微风化灰岩夹泥岩；16-16.8m，溶洞：无充填；，中～微风化灰岩夹泥岩。
ZK53+2：孔口高程为，0-4.1m，强风化灰岩夹泥岩；，中～微风化灰岩夹泥岩；，溶洞：无充填；，中～微风化灰岩夹泥岩。
跨孔CT 测量深度范围为，以ZK53+1 钻孔所在位置为Y 轴，ZK53+2孔口高程点为X 轴，向下为正。
跨孔电阻率CT 法反演结果如下：
图3-3 ZK53+1-ZK53+2 跨孔电阻率CT 成果对比图
由上图分析可知：
1）跨孔电阻率CT 法反演成果图像，在ZK53+1 钻孔16-16.8m 段、CD57 钻孔 段、ZK53+2 钻孔 段溶洞区，视电阻率值均显示为高阻。在CD57 钻孔深25-26.4m 段，则显示为低阻异常区。
2）反演图像在上部已知溶洞位置处均显示为高阻区，且相互间没有明显的低阻断裂区，经仔细分析，认为3 个钻孔分别揭露的未充填溶洞，相互连通且规模大，电流无法通过，为绝对高阻。而此溶洞下部低阻异常带，推断为溶洞底板界线，依据为溶洞底板岩体一般较顶板岩体潮湿，测量常呈现低阻显示。
文章来源：《物探与化探》 网址: http://www.wtyht.cn/qikandaodu/2021/0407/469.html