岩溶探测技术在某倒虹管拱座基础中的应用

韦斯

（贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550002）

1 地质概况

倒虹管进口岸拱座位于河岸陡壁上，地层岩性为永宁镇组第三段中至厚层灰岩，岩层平缓，倾向陡壁内侧偏下游，倾角10h 15h。现场勘查有两组裂隙：①N60h 80h / 8（SE）∠75h 80h，延伸长度10～20 m，浅部张开，有夹泥现象，深部逐渐闭合，裂面铁锰质侵染现象较明显，有溶蚀迹象，局部形成小规模空腔，发育密度1～2 m/条，为构造裂隙；②N20h 40h8 NE∠75h 80h，延伸长度2～5 m，浅部有夹泥现象，发育密度2～4 m/条，多发育于强风化带内，为卸荷裂隙。其中裂隙①最为发育，该组裂隙与拱座轴线夹角约35h，从左侧壁延伸至拱背部位。

2 工作方法和原理

2.1 地质雷达技术

地质雷达法是一种用于探测地下介质分布情况的高频电磁波技术，它通过一个发射天线发射高频率、宽频带、短脉冲电磁波，另一个接收天线接收来至地层分界面上的反射波信号。此次工作采用的仪器设备为美国地球物理探测公司生产的SIR20 型地质雷达仪，仪器现场工作频率可选用20、40、80、100、400 MHZ 天线，探测工作采用的是100 MHZ 工作频率。

2.2 电磁波CT技术

电磁波CT技术是通过对地下介质对电磁波吸收能力的差异，来探测地下不良地质体的一种电磁类物探方法。勘查仪器设备为中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院研制的EWCT-1型孔间电磁波CT成像仪。

3 成果解释

3.1 地质雷达成果解释分析

RD1 测线：根据地质雷达波形图（见图1），①测线上2.30～3.01 m 和9.80～11.00 m 处，出现双曲线绕射波异常，结合地面出露的地质情况，推测为浅表发育的溶沟溶槽，同时根据图像，双曲线底部无大的强反射，推测溶沟溶槽底部发育大规模溶洞的可能性不大；②测线上3.00～9.50 m，埋深在2.50～3.50 m 和测线上2.50～10.00 m，埋深在6～8 m 处，出现两个强反射面且向下游方向倾斜，推测为顺层发育的溶蚀破碎带；③测线上4～8 m，埋深在7.00～12.50 m 处区域，波形紊乱，多处反射强烈，推测该区域溶蚀裂隙发育，岩体较破碎。

RD2 测线：根据地质雷达波形图可知，①测线上2.20～3.40 m 和10.20～12.00 m 处，出现双曲线绕射波异常，结合地面出露的地质情况，推测为浅表发育的溶沟溶槽，同时，双曲线底部无大的强反射，推测溶沟溶槽底部发育大规模溶洞的可能性不大；②测线上4～10 m，埋深2.00～3.50 m 和测线上0.50～10.00 m，埋深7.00～8.40 m 处，出现两个强反射面且向下游方向倾斜，推测为顺层发育的溶蚀破碎带；③测线上3.50～8.50 m，埋深7.50～13.00 m 处区域，波形紊乱，多处反射强烈，推测溶蚀裂隙发育，岩体较破碎。

3.2 电磁波CT成果解释分析

①CT1—CT4 剖面：在电磁波CT 剖面上有两处异常区（见图2：A），其中一处位于CT1 钻孔一侧，深度7～11 m，另一处位于剖面中部，水平距2～6 m，深度11～14 m。这两处异常区内电磁波衰减较快，结合地质资料，推测为岩溶裂隙发育区，局部泥质充填或空腔。②CT2—CT5 剖面：在电磁波CT 剖面上有一处异常区（见图2：B），主要位于剖面中部至CT5 钻孔一侧，水平距在3～9 m，深度1～7 m。该异常区内电磁波衰减较快，结合地质资料，推测为岩溶裂隙发育区，局部泥质充填或空腔。③CT3—CT6 剖面：在电磁波CT 剖面上有两处异常区（见图2：C），其中一处位于CT3 钻孔一侧，深度1～3 m，另一处位于剖面中部至CT6 钻孔一侧，水平距4～10 m，深度3～7 m。这两处异常区电磁波衰减较快，结合地质资料，推测为岩溶裂隙发育区，局部泥质充填或空腔。④CT6—CT4 剖面：电磁波CT 剖面上有一处异常区（见图2：D），位于CT4 钻孔一侧，深度1～2 m。该处异常区电磁波衰减较快，结合地质资料，推测为岩溶裂隙发育区。⑤CT7—CT8 剖面：电磁波CT 剖面上有两处异常区（见图2：E），其中一处位于CT7 钻孔一侧，水平距在0～5 m，深度1～6 m，另一处位于CT8 钻孔一侧，水平距6～10 m，深度7～11 m。这两处异常区电磁波衰减较快，推测为岩溶裂隙发育区，局部泥质充填或空腔。

4 结语

①拱背边墙位置共布置了4 个电磁波CT 剖面，其中3 个剖面为相互平行的水平剖面，另一个为靠右侧的垂直剖面。最上部CT1—CT4 剖面，其异常区一处位于CT1 钻孔一侧，深度7～11 m，另一处位于剖面中部，水平距2～6 m，深度11～14 m；中部CT2—CT5 剖面，其异常区主要位于剖面中部至CT5 钻孔一侧，水平距3～9 m，深度1～7 m；最底部CT3—CT6 剖面，其异常区一处位于CT3 钻孔一侧，深度1～3 m，另一处位于剖面中部至CT6 钻孔一侧，水平距4～10 m，深度3～7 m；这些异常区内电磁波衰减较快，推测可能为岩溶裂隙发育区，局部泥质充填或空腔。拱背边墙右侧的垂直剖面CT6—CT4剖面，电磁波衰减较快的区域主要位于CT4 钻孔浅部区域，深度1～2 m，结合地质资料，推测为岩溶裂隙发育区。②拱座底板共布置了1个电磁波CT 剖面和2 条地质雷达测线，从地质雷达反射波能量来看，底板左右两侧均有溶沟溶槽发育，底板以下2～13 m有多个顺层发育的溶蚀破碎带，局部区域形成溶蚀裂隙发育区，岩体较破碎；从电磁波透射的衰减系数来看，在底板左侧埋深1～6 m 区域和底板右侧埋深7～11 m 区域，推测可能为溶蚀裂隙发育区，局部泥质充填或空腔。③从地质雷达和电磁波CT 反映的成果来看，对异常体的反映总体是一致的，但局部存在一定差异，这是因为地质雷达和电磁波CT对异常体的反映机理会存在一定差异，其中地质雷达会对层状不良地质体反映灵敏一些，而电磁波CT 则对不良地质体相对敏感一些。