工程物探在巖溶地區工程地質(zhì)勘察中的運用

  著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展,重大工程建設項目也在逐漸增多,對于其前期基礎性工作工程地質(zhì)勘察要求也越來(lái)越高,用傳統的勘察方法、手段已滿(mǎn)足不了設計要求。本文以臨沂市某特大橋工程地質(zhì)勘察為例,說(shuō)明工程物探在巖溶地區橋址詳勘階段的重要作用。

 

  1 工程概況

 

  擬建特大橋位于臨沂市北 河之上既有橋上游,全長(cháng)1325m,主橋長(cháng)900m,橋面寬9m,為多墩多孔平橋,橋中心線(xiàn)與老橋中心線(xiàn)平行,中心間距17m。工程由鐵道部第三勘測設計院設計,臨沂魯班建筑集團承建。 地形地貌為 河河床及河漫灘,屬河谷地貌,地形略有起伏,河床高程在6114～7010m之間。

 

  地質(zhì)構造位于魯中南隆起東邊緣,處在沂沭斷裂帶與北西向構造的結合部位,斷裂構造發(fā)育。主要構造形式為臨沂弧形構造與北東向、北西向2組區域性斷裂。 本次勘察為詳細工程地質(zhì)勘察階段,由于場(chǎng)區處在巖溶地區,工程地質(zhì)條件較為復雜,勘察方案擬在工程物探基礎上再采用工程地質(zhì)鉆探、原位測試、室內試驗等勘察測試方法。

 

  2 工程物探應用

 

  工程物探主要采用地質(zhì)雷達、淺層地震、電法勘探等手段,查明場(chǎng)區第四系覆蓋層厚度,確定出斷層、溶洞的分布及發(fā)育情況。

 

  地質(zhì)雷達探測:使用瑞典產(chǎn)的RAMAC/GPR型儀器,發(fā)射頻率50MHz,天線(xiàn)長(cháng)210m,發(fā)射開(kāi)線(xiàn)與接收天線(xiàn)間距110m,觀(guān)測點(diǎn)距110m,記錄時(shí)窗長(cháng) 800ns,同步位移。資料處理用美國Micron公司生 產(chǎn)的便攜式計算機。共完成觀(guān)測剖面6條,沿軸線(xiàn) 方向上共完成觀(guān)測點(diǎn)1800個(gè)。資料處理得時(shí)間剖面6條(段)。

 

  電阻率垂向測探法:采用不等距對稱(chēng)四極裝置。使用DDC-2B型電子自補儀進(jìn)行觀(guān)測,供電電源為45V乙電池串并聯(lián)。保證供電電流≮500mA(大極距時(shí)),商量電位差≮10mV,觀(guān)測質(zhì)量可靠。共完成最大AB/2為150m的測深點(diǎn)108個(gè)。繪制橫向比例尺1∶2000的視電阻率(Pa)斷面圖5張。遠排列密點(diǎn)距變觀(guān)地震反射波法:由于該地區沿設計剖面有數米的松散雜填土層,對地震波造成嚴重的散射和吸收,淺炮坑小藥量無(wú)法得到有效波。采用深鉆孔(5～8m),大藥量(3～5kg),密檢波點(diǎn)距、大偏移距、變觀(guān)技術(shù)進(jìn)行施工,以控制水面覆蓋地段地下基巖地質(zhì)構造情況。共完成道間距5m,接收段115m,偏移距從110～270m的變觀(guān)系統?？咨顝?15～715m,藥量310～510kg的遠距離爆炸和接收的工作14炮,接收點(diǎn)336個(gè)。資料處理得時(shí)間剖面1條。

 

  3 工程物探成果

 

  采用上述物探方法以后,通過(guò)對資料進(jìn)行解釋,查清了場(chǎng)區第四系覆蓋層厚度,確定出斷層性質(zhì)、規模及巖溶的分布及發(fā)育規律。 3.1 地層巖性

 

  通過(guò)工程鉆探驗證,場(chǎng)區地層為第四系全新統沖洪積層,侵入巖,石炭系(C)泥巖、頁(yè)巖、灰巖,奧陶系(O)灰巖。

 

  3.2 地質(zhì)構造

 

  結合工程鉆探及區域地質(zhì)資料,確定場(chǎng)區內有 4條斷裂見(jiàn)圖2。斷裂情況如下: F1:走向NNE,傾向NWW,傾角>80°,走向與橋軸線(xiàn)夾角約216°,為正斷層。為橋址區主要斷裂。F2、F3、F4:走向均為NW,傾向SW,傾角>80°,近于直立,為正斷層,規模小,斷層帶寬度均<5m。F1、F2、F3、F4斷裂為沂沭斷裂帶以西,北東向、 北西向斷裂束的次級構造,第四系沉積未受影響,屬 非全新活動(dòng)斷裂。

 

  3.3 巖溶分布及發(fā)育規律

 

  巖溶為本橋址區內最主要的不良地質(zhì)現象。根 據地質(zhì)雷達探測、遠排列密點(diǎn)距變觀(guān)地震反射波法測試資料,通過(guò)工程鉆探驗證,場(chǎng)區中部石炭系灰巖地層中巖溶較為發(fā)育,尤其是F1與F3交匯部位巖溶發(fā)育強烈,溶洞大小不一,垂向長(cháng)度在110～913m之間。巖溶類(lèi)型為隱蔽型巖溶,溶洞為全充填、半充填或無(wú)充填,充填物為可塑～軟塑且多為軟塑粘土、細砂、夾雜有小灰巖礫塊,洞體穩定性較好,與地下水連通。

 

  4 結語(yǔ)

 

  擬建場(chǎng)區位于 河河床與河漫灘,砂層厚度大, 基巖巖性變化大,且受沂沭斷裂影響,斷層及巖溶發(fā)育,屬復雜場(chǎng)地。根據工程物探資料,結合工程地質(zhì)鉆探、原位測試、室內試驗等成果,詳細查明橋址區工程地質(zhì)條件,尤其是斷層分布及巖溶發(fā)育情況,為大橋基礎設計提供了準確地質(zhì)資料。在巖溶地區重 大工程建設項目工程地質(zhì)勘察采用工程物探方法,對下一步進(jìn)行工程地質(zhì)鉆探、原位測試等具有較強的指導意義,避免了工作的盲目性。