淺談提高工程地質(zhì)問(wèn)題的方法

  前言

 

  任何工程都追求經(jīng)濟、效率、質(zhì)量三者的統一。工程地質(zhì)勘察也不例外，一些大的工程地質(zhì)勘察項目工期短、任務(wù)重，如果只是傳統的勘探方法，不僅投資大，而且延誤工期，甚至有時(shí)因場(chǎng)地無(wú)法布置鉆探而影響勘探精度。

 

  物探技術(shù)最明顯的優(yōu)點(diǎn)是工作場(chǎng)地要求低、周期短、耗資小、效果直觀(guān)。鉆探資料是反映點(diǎn)上的地質(zhì)情況，而物探成果資料是反應線(xiàn)上的地質(zhì)情況，并且有連續性和直觀(guān)性。因此物探技術(shù)有著(zhù)極大的推廣應用價(jià)值和前景。物探勘察方法很多，包括電法、磁法、地震法等。

 

  根據不同的勘察目的和各種物探方法的適用條件，在實(shí)際勘察工作中選擇最佳的物探勘察手段，以達到勘察目的。

 

  1、電法勘察工程實(shí)例

 

  高密度電法是電法勘察中比較常用的一種方法，此方法應用的前提條件是：測量的目的層和周?chē)奈镔|(zhì)必須存在明顯的電性差異，通過(guò)一定的電極裝置測得不均地質(zhì)體的視電阻率，通過(guò)分析視電阻率的分布規律，達到認識地質(zhì)體電性結構的目的。

 

  首先為了確定工區物性參數，我們選取具有代表性的地段，依據《水利水電工程物探規程 和《巖土工程勘察規范》，在橋樁基處做了一條高密度電法剖線(xiàn)，長(cháng)度300m，采用某廠(chǎng)生產(chǎn)的DUK-一1高密度直流電法儀、溫納裝置、電極60根/排、5m極間距、最小隔離系數1。

 

  物探分析成果如下：表層高阻體是松散干燥的覆蓋層，下方低阻體為潮濕的泥土，深度約27m，低阻體呈倒三角狀。在距零點(diǎn)90、深度約束36m處分界線(xiàn)為基巖面，分界線(xiàn)的起伏情況是基巖面起伏情況的反映。

 

  通過(guò)上述物探險資料與地質(zhì)資料與地質(zhì)資料的綜合分析，確定了工區物性參數(表1)表1物性參數表區域 電阻P(0)較干燥覆蓋層 250650潮濕泥土 50-150覆蓋層與基巖接觸帶 250-450基巖 >450從上述可知：從物探資料上只能看出地質(zhì)體電阻率的變化趨勢，不能判定其所代表的巖性屬性，只有結合已知點(diǎn)的地質(zhì)資料，才能確定物探資料所代表的不同巖性屙眭，再用這點(diǎn)的物性屬性推演整個(gè)物探剖面，解譯出合理、正確的地質(zhì)資料，才能得到本工區的物性參數。

 

  這說(shuō)明工區物性參數的確定是物探資料與已知地質(zhì)資料的結合產(chǎn)物。其次在確定滑坡體情況方面，在工區物性參數確定后，用試驗階段的布置方法，在滑坡體上沿滑動(dòng)主軸、垂直滑動(dòng)方向、不同高程布置多條物探測線(xiàn)，用已確定的物性參數，取得多條物探測線(xiàn)資料。已知滑坡體為土體，滑動(dòng)面為基巖面，下覆基巖為灰巖。通過(guò)物探圖2 物探解譯地質(zhì)剖面圖電阻率較高為松散土體;底層高阻體為基巖，夾在中間的低阻體為潮濕的土體，厚度約l5～18m。低阻體與底層高阻體的分界面為基巖面，埋深約18-20m，推斷此面為滑動(dòng)面。

 

  從圖止可以很直觀(guān)的看出滑坡體橫截面情況及基巖面連續變化的趨勢。通過(guò)沿滑動(dòng)主軸方向不同高程的測試成果，可以清晰直觀(guān)地得到滑坡體的厚度、分布及基巖面的起伏情況，從而為解決滑坡問(wèn)題提供科學(xué)、可靠的地質(zhì)參數依據。

 

  2、地震勘察工程實(shí)例

 

  地震勘察中面波勘察是比較常用的一種勘察手段，此方法工作效率高、成果直觀(guān)、內容豐富，適用于物性差異明顯的淺層地質(zhì)體。

 

  利用瑞雷波進(jìn)行地質(zhì)勘探基于如下特征：在分層介質(zhì)中，瑞雷波具有頻散特性，即在分層介質(zhì)中瑞雷波波速(V )與頻率(f)存在著(zhù)函數關(guān)系，V。值隨頻率f變化而變化;波的波長(cháng)不同，穿透深度也不同;瑞雷波傳播速度與橫波傳播速度具有相關(guān)性。前兩種特性為瑞雷波勘探提供了充分的理論依據，后一種為該方法的應用開(kāi)拓了廣闊的前景，可利用瑞雷波頻散特性和傳播速度與巖土物理力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性來(lái)解決一些地質(zhì)問(wèn)題。

 

  在某工程治理中，方涵長(cháng)492m，寬6m，地面高程45.37-46.02m。均為新近沉積土及一般第四系沖洪積物，工區地層巖性地表為雜填土，其下依次為粘性土、砂及砂卵礫石。由于方涵長(cháng)，鉆孔少，地層變化情況需進(jìn)一步查清。又因為工期和場(chǎng)地的原因已無(wú)法布置鉆探，場(chǎng)區的地質(zhì)結構較簡(jiǎn)單，且物性差異明顯，勘察深度淺，為瑞雷波應用提供了前提條件，因此運用了面波勘察手段，在沒(méi)打鉆位置用瑞雷波資料來(lái)獲得地質(zhì)資料，以滿(mǎn)足勘察要求。在場(chǎng)區內布置了3個(gè)面波點(diǎn)，經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明面波勘察應用效果良好。同時(shí)在整個(gè)勘察過(guò)程中也充分體現了物探與地質(zhì)的關(guān)系。上圖左側是鉆孔柱狀圖，右側是面波頻散曲線(xiàn)圖。通過(guò)與鉆孔資料對比取得工區物性參數。

 

  物性參數表巖性 雜填土 粘質(zhì)粉土 細砂 砂卵礫石瑞雷波波速可知：從物探資料上只能看出地質(zhì)體在深度變化上與波速的關(guān)系，不能判定哪個(gè)波速范圍所代表的巖性屬性，只有結合已知點(diǎn)的地質(zhì)資料，才能知道不同巖性所對應的不同波速范圍，進(jìn)而得到適合本工區的物性參數。

 

  在確定工區物性參數后，為了進(jìn)一步查清場(chǎng)區土層分布情況，依據試驗參數在缺乏鉆探資料的位置布置了3個(gè)面波測試點(diǎn)，用物探資料繪制出面波等速度分布。

 

  從中可知：橫向為水平距離，垂直為高程，從整體看，場(chǎng)區地層上面波速度分布平穩有序，說(shuō)明地層性質(zhì)穩定不存在明顯的差異，只在MB03面波點(diǎn)附近中下部速度等值線(xiàn)有下凹，說(shuō)明此處地層速度相對較低，但不能確定不同速度所對應的具體巖性。

 

  用上述確定的土層物性參數，對3個(gè)面波測試資料進(jìn)行解譯，每個(gè)面波點(diǎn)資料都解譯出格式一樣的成果資料，并結合已知鉆孔FZK4的地質(zhì)資料，最終繪制出物探解譯地質(zhì)剖面?？芍锾綔y試點(diǎn)下不同巖性的分布規律。在速度分布圖中，面波點(diǎn)附近中下部有些下凹，說(shuō)明此處地層速度相對較低，其密度也相對較小，對應的地層巖性為砂卵礫石，從而為準確進(jìn)行工程地質(zhì)評價(jià)提供了充分依據。

 

  3、結語(yǔ)

 

  綜上所述，在一定的地質(zhì)條W F物探技術(shù)有著(zhù)強大的優(yōu)勢，但這種優(yōu)勢是基于與地質(zhì)資料相結合的基礎之上的，沒(méi)有與地質(zhì)資料的結合物探資料就沒(méi)有了根基，更談不上優(yōu)勢。反之物探資料又能為解決工程地質(zhì)問(wèn)題補充豐富、直觀(guān)的地質(zhì)資料。充分證明地質(zhì)資料是物探資料的基礎，物探資料又是地質(zhì)資料的有力補充，兩者相互依靠、不可分割。