综合物探技术在路基岩溶注浆效果检测中的应用

祝迎华 程增晴 田江环 潘 伟

(廊坊市中铁物探勘察有限公司，河北 廊坊 065000)

新建铁路所经岩溶发育地区，为了保证该地区铁路路基的长期稳定性，需要对路基进行加固处理，钻孔注浆则是加固岩溶路基的一种有效方法[1]。利用工程钻探检测注浆效果施工周期长、成本高，且难以代表整个段落处理效果。随着物探技术的发展，应用综合物探技术结合取芯结果，可以解决这一难题。本案例应用电测深法、瑞雷波法，对长怀铁路路基注浆加固质量进行检测，取得了不错的效果。

1 工程地质概况

长怀高速铁路CHYDK613+310-CHYDK613+735段为路基段落，施工中揭露地层自上而下为：第四系全新统人工填筑土、粉质黏土及第四系全新统残坡积角砾土，下伏基岩主要为二叠系砂岩(P1q)、石炭系灰岩(C2+3)。该段落地下水水位较浅，主要接受降水入渗补给，以蒸发排泄为主，动态变化较大。施工方在施工过程中对该段路基进行钻孔注浆加固处理。采用瞬态面波法、电测深法对路基场地水泥浆填充效果进行评价。

2 直流电测深法工作

2.1 方法原理

电测深法是利用岩(矿)石的电性差异为基础，在地面观测点上逐次增大供电电极距，使探测深度逐渐增大，以此得到并分析观测点处沿垂直方向上由浅到深的视电阻率变化情况。

2.2 现场施工

本次检测工作沿线路中线布置一条测深剖面，长度60m，点距2.5m。采用对称四极装置：接收电极MN保持不变，以保证测深曲线的连续性，供电极距AB/2为以下数列：1.5m，3m，6m，15m，25m，30m，40m，60m，80m，100m。在注浆前、注浆加固完毕28d后对该测深剖面分别进行测量。

2.3 注浆效果判断依据及检测结果

依据资料显示：注浆后的溶洞是混凝土和溶洞中充填物的综合电性层(简称综合层)，注浆后，综合层的视电阻率值比充填溶洞明显提高[2]。

图1 CHYDK613+551～CHYDK613+611段注浆前视电阻率断面图

如图1显示，注浆前该段落内视电阻率等值线横向连续性差，视电阻率值呈高低阻相间显示，视电阻率值范围：20Ω·m～200Ω·m，后经工程钻探验证，低阻区域为溶蚀、岩溶发育部位。

图2 CHYDK613+551～CHYDK613+611段注浆后视电阻率断面图

如图2显示，注浆后视电阻率等值线近似呈层状分布，横向连续性较好，视电阻率值范围：30Ω·m～300Ω·m，较注浆之前提高了1～1.5倍，注浆前发现的低阻异常区域基本消失，说明注浆治理效果明显，注浆起到了较好的加固效果。

3 瑞雷波工作

3.1 方法原理

瑞雷波常称为面波，是因为它的大部分能量集中在自由表面附近的小区域内并沿界面传播。瑞雷波是介质中纵波和横波耦合的结果，具有传播速度低、水平方向衰减小、抗干扰强等特点[3]。

瑞雷波传播速度的大小直接反映了地层的“软”“硬”程度 ，能方便地划分软弱地层的深度及范围。

3.2 工作布置

沿路堤轴向布置测线。设置测试点的分布，每个测点采用4.5Hz低频检波器接收，道间距3m，偏移距为10.0m，震源采用20磅重锤，锤击垫板，单边激发。

3.3 注浆效果判断依据及检测结果

依据注浆前后面波曲线的频散特征、曲线的光滑度、“之”字形拐曲的改善状况和面波速度的提高定性评价注浆效果。依据《高速铁路路基工程施工质量验收标准(TB10751-2010)》，瞬态面波法检测标准按表1执行。

表1 瞬态面波法检测路基岩溶注浆效果标准

表2 注浆后瞬态面波法检测成果表

瞬态面波法资料利用Seismic Pro 8.0平台经过处理之后，得到频散曲线，根据频散曲线的变化，对层数和各层速度的变化范围做出了定性解释，确定各层厚度和面波速度，并对频散曲线进行拟合解释。

通过对比9个检测点注浆前和注浆后各速度值大小，注浆后岩体波速升高，面波频散曲线不离散，注浆后实际检测的面波速度满足设计要求(详见表2)，说明路基内部裂隙及溶洞得到充填，完整性得到加强。

4 结 语

本次利用综合物探方法对长怀铁路路基岩溶注浆效果进行检测，得出的结论与后期工程钻探取芯结果及压水试验成果一致，表明电测深法、瑞雷波法在岩溶注浆加固效果的检测中是有效的。综合物探方法，具有快捷、便利、成本低的特点，是路基岩溶注浆质量检测必不可少的方法。