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水利工程论文-物探勘察在公路施工勘察的应用分析.doc

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水利工程论文-物探勘察在公路施工勘察的应用分析.doc

水利工程论文物探勘察在公路施工勘察的应用分析作者孙宝选张耀明方振发宋洪柱摘要在桥梁建设公路建设施工中软弱地层、溶洞及破碎带势必对桩基的稳定性产生影响,设计施工时应引起注意,这就决定了事先采取一定规模的物探手段掌握软弱底层、破碎带及溶洞的第一手资料具有前瞻性意义。关键词物探勘察工程施工应用0前言阿深高速湖北南段花湖至三溪段卫祥岱大桥位于南峰镇卫祥岱村境内,是为公路跨越山间凹地、河流,连接隧道而设,分左右两条线路,设计桥位A2K201950~A2K202555、中心桩号A2K202440。在工程地质初勘阶段,通过利用高密度电法对该大桥进行了工程物探勘察工作,了解了该桥的工程地质条件,为工程的初步设计提供地质依据。1工程地质条件桥址区属构造剥蚀低山丘陵地貌区的山间洼地,地势相对较低。桥位轴线段地面标高在85.0~136.0m之间,地形起伏较大,现为稻田、旱地,有1条宽约812m的山间小溪近东西向穿越。有一条乡村公路从南峰镇通往桥址处,交通较为便利。据区域资料及地质调绘,桥址区大地构造属于扬子准地台太子庙台褶束,受张明山断裂的影响,区域地层被一系列与褶皱为同一构造应力场的北西西向多期活动断裂和横向断裂所破坏。桥址区下伏基岩为志留纪泥质粉砂岩和二叠系大冶组灰岩,桥址正处在大冶灰岩和志留系泥质粉砂岩的接触带,上覆土层为第四系中更新统冲洪积的含碎石亚粘土(Q2alpl)。2物探技术方法与工作量仪器采用GMD2E型高密度电法仪,该仪器广泛应用在矿产、工程检测与工程探测、地下水、地热和灾害地质等方面,已被人们所熟知。由于高密度电法仪具有成本低、效率高、性能稳定、信息量丰富等特点,取得极好的效果。高密度电法基本原理用供电电极(A、B)向地下供直流(或超低频流)电流,同时在测量电极(M、N)间观测电位差(ΔUmn),并计算出视电阻率(ρs),各电极同时或不同时沿选定的测线按规定的电距间隔移动。预先人工打好电极,仪器自动切换。观测工作简单,工效高信息丰富,解释方便,勘探能力显著提高。依据技术规范的规定和任务要求,在勘探范围内布置高密度电法测线11条,剖面长3182m。本次勘探工作采用温纳装置。3物探成果及分析3.1物探异常特征分析判断岩溶裂隙发育情况时,结合具体的地质背景环境进行分析,浅部的低电性,主要为表层以上低电性层反映正常情况下,基岩面沿岩层为高阻反映,当基岩面岩溶裂隙发育时,横向上呈向下凹陷的电性反映,表现为低阻反映,或为低阻孤立体,说明此处岩溶裂隙较发育,易形成溶洞等不良地质现象,或者说此处岩层较破碎,局部有低阻充填物,存在软弱地层。若电性层位跟区域地质层位相比,电性层位产生错动,具有一定的落差,则可能存在断裂构造。值得注意的是,高密度电法对岩溶、裂隙、岩洞反映灵敏,但受体积效应影响,在反演成果图中,所反映的异常范围比实际地质异常大,应以分析异常的中心为主。3.2各测线物探异常综合解释图1为W4线高密度电法反演成果图,该线放线方向为由西向东,剖面长280m。该剖面覆盖层厚约10~17m,分布较均匀。剖面上175m垂深22m左右,有一低阻异常,定为B号异常,基岩面横向上呈向下凹陷的电性反映,电法推断为溶洞反映剖面上225m垂深23m左右,有一低阻异常,定为C号异常,基岩面横向上呈向下凹陷的电性反映,电法推断为溶洞反映。图2为W7线高密度电法反演成果图,该线放线方向为由西向东,剖面长290m。该剖面覆盖层厚约8~18m。剖面上225m垂深19m左右,有一低阻异常,定为D号异常,基岩面横向上呈向下凹陷的电性反映,电法推断为溶洞反映剖面中部和东部基岩风化程度较强。图3为W10线高密度电法反演成果图,该线放线方向为由南向北,剖面长290m。该剖面覆盖层较厚,约19m,分布较均匀。剖面上145m垂深23m左右,基岩面横向上呈向下凹陷的低阻反映,定为E号异常,结合钻探资料电法解释为溶洞反映。图4为W11线高密度电法反演成果图,该线放线方向为由南向北,剖面长290m。该剖面覆盖层厚约7~16m,分布较均匀。剖面上150m垂深30m处,有一相对低阻异常,定为E号异常,电法推断基岩较破碎,富水性较好。4结论和建议W2线剖面上72m垂深20m左右为软弱地层反映W4剖面上175m垂深22m左右及225m垂深23m左右为溶洞反映W7线剖面上225m垂深19m左右为溶洞反映W10线剖面上145m垂深23m左右为溶洞反映W11线剖面上150m垂深30m处为破碎带。通过以上分析得出桥址勘探区内覆盖层厚约0~19m,工程地质岩组以灰岩为主,局部风化程度较强,总体强度较低。通过试验生产,发现该方法尚存在一些问题需要解决(1)在成图处理上,每次只能完成一个排列,所成图为倒梯形,在连续追踪长剖面时,由于电缆长度有限,电极有限,一个长剖面需要分段多次测量,并且需要足够的重复测点,以保证剖面图的衔接。这样工作量增加,误差随之增大(2)在非水平地区工作时,由计算机绘制带地形的断面图时,目前的软件还存在一定问题,如地形校正的精确度问题、测深的定量解释问题等(3)仪器不能使用较高电压,在要求测深较大时,由于电压不足,电流小,电信号弱,造成深部测量的不准确。参考文献[1居智,刘庆成,莫撼.告密段电阻率法在探测水坝隐患中的应用[J].华东地质学院学报,2001,24(2)282285.[2.浅论高密度电法在工程探勘测中的应用效果[J].物探与化探,1995,193229230.[3.高密度电阻率法在古墓探测中的应用[J].工程地球物理学报,2007,212312.

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