綜合物探技術(shù)在水利樞紐工程中的應(yīng)用研究

葉明

摘 要：物探技術(shù)指的是利用先進(jìn)的物探預(yù)期來對(duì)物理場(chǎng)的分布情況進(jìn)行分析，然后將存在差異的部分找出來，并分析其和勘探對(duì)象之間的關(guān)系，進(jìn)而達(dá)到解決地質(zhì)問題的目的。文章以實(shí)際工程為例，對(duì)綜合物探技術(shù)在水利樞紐工程重點(diǎn)應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討，解決了其重、難點(diǎn)問題，可供參考。

關(guān)鍵詞：綜合物探技術(shù) 物探測(cè)試成果 聲波測(cè)井工作

1.工程概況

某水利樞紐工程所在地區(qū)河谷呈“V”型谷，河谷底寬0.2～0.4km，河谷兩側(cè)山體雄厚，山頂高程3100～3500m，相對(duì)高差300～600m，屬中山地貌。該段河谷縱坡8‰～9‰，兩岸岸坡基巖裸露，自然坡度50～65°。根據(jù)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院下發(fā)的物探工作任務(wù)，需重點(diǎn)查明1#臨時(shí)鋼橋、10#臨時(shí)鋼橋、11#永久橋橋基覆蓋層的厚度；并對(duì)1#臨時(shí)鋼橋、10#臨時(shí)鋼橋、11#永久橋橋基鉆孔進(jìn)行波速測(cè)試（覆蓋層地震波測(cè)試），了解各巖層波速并進(jìn)行巖體劃分。物探工作量見表1。

2.工作方法與質(zhì)量評(píng)價(jià)

2.1電法工作

電法工作采用四極對(duì)稱和三極裝置，MN/2：AB/2=1：10，最小AB/2為2m，最大AB/2以充分反映目的層和曲線完整為原則，一般為100m，三極測(cè)深無窮遠(yuǎn)極>800m。野外測(cè)量方法采用單次讀數(shù)法，為保證曲線質(zhì)量，對(duì)曲線畸變點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)，重復(fù)觀測(cè)的相對(duì)誤差<5%，并對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行了≥總工作量5%的檢查觀測(cè)，測(cè)區(qū)均方相對(duì)誤差M<1.5%，測(cè)試結(jié)果符合《公路工程物探規(guī)程》（JTG/T C22-2009）中M<3.5%的要求。

2.2地震工作

地震折射波法：采用追逐相遇對(duì)比折射波法，2～5m道間距、60Hz檢波器，錘擊激發(fā)。工作嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行，野外地震記錄初至清晰，大T誤差≤5ms，記錄質(zhì)量良好，儀器道一致性檢查良好，儀器合格，資料可靠。

2.3聲波測(cè)井工作和地震測(cè)井工作

鉆孔聲波測(cè)試采用自孔底向上逐點(diǎn)連續(xù)測(cè)試的方法，測(cè)試使用雙道采集，測(cè)試點(diǎn)距0.2m，檢查測(cè)試均方相對(duì)誤差在5%以內(nèi)。

地震測(cè)井采用三維探頭自孔底向上逐點(diǎn)連續(xù)測(cè)試的方法，測(cè)試點(diǎn)距為2m，偏移距3m。

3.資料解釋

3.1電法資料解釋

電測(cè)深資料解釋工作，首先對(duì)電測(cè)深曲線的類型進(jìn)行定性分析，以已知的電性參數(shù)來確定覆蓋層及目的層基巖的電性特征。1#臨時(shí)鋼橋位置電測(cè)深曲線基本為“KH”或“HA”型曲線，根據(jù)參數(shù)點(diǎn)及已知鉆孔可判定電阻率相對(duì)低阻地層為覆蓋層，電阻率高阻層為基巖。11#永久橋位置電測(cè)深曲線基本為“HK”型曲線，根據(jù)以往資料及已知鉆孔可判定電阻率相對(duì)高阻地層為覆蓋層，電阻率相對(duì)低阻層為基巖。然后采用二層量板與輔助量板相結(jié)合進(jìn)行定量解釋，并結(jié)合曲線類型的變化進(jìn)行整體宏觀控制。

3.2地震資料解釋

地震折射資料解釋采用t0法，平均速度是在地震相遇時(shí)距曲線上用交點(diǎn)法求取，基巖界面速度是從地震相遇時(shí)距曲線的（PX）線上求得。由時(shí)距曲線求得1#臨時(shí)鋼橋位置覆蓋層平均速度基本在360～500m/s，基巖界面速度基本在2450m/s左右。11#永久橋位置覆蓋層平均速度基本在480～550m/s，基巖界面速度基本在2650m/s左右。

3.3測(cè)井資料解釋

鉆孔聲波波速測(cè)試采用時(shí)差法進(jìn)行計(jì)算繪制波速曲線圖，并根據(jù)波速的變化，依據(jù)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTG C20-2011）中巖體完整性的劃分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)巖層進(jìn)行分層解釋，Vpr根據(jù)上階段測(cè)試情況取值，Vpr取6000m/s。具體劃分指標(biāo)見表2。

鉆孔地震波速測(cè)試依據(jù)所采集的不同深度點(diǎn)的初至波時(shí)間，利用檢層法計(jì)算地層波速，并繪制波速曲線。

4.物探剖面測(cè)試成果

4.1 1#臨時(shí)鋼橋剖面測(cè)試成果

Ⅰ-Ⅰ剖面：樁號(hào)0+000～0+110段基巖界面呈“U”形，覆蓋層（砂礫石層）按電阻率分為兩層，第一層厚度2～12.5m左右，電阻率在73～1260Ω·m，第二層厚度2～42m左右，電阻率在120～250Ω·m，基巖最大埋深在53m左右，基巖電阻率>5000Ω·m；樁號(hào)0+110～0+194段基巖大部出露，基巖出露個(gè)別處上覆較薄土層，其中樁號(hào)0+118～0+144段為河床，覆蓋層（砂礫石層）按電阻率分為兩層，第一層厚度7m左右，電阻率在420～3500Ω·m，第二層厚度9m左右，電阻率在900～920Ω·m，基巖埋深在16m左右，基巖電阻率>5000Ω·m，樁號(hào)0+194～0+245段覆蓋層厚度2～6m左右，覆蓋層縱波速度在360～500m/s左右，基巖界面速度在2400～2450m/s。

Ⅱ—Ⅱ剖面：覆蓋層（砂礫石層）按電阻率分為兩層，第一層厚度在1.8～11m左右，電阻率在65～100Ω·m，第二層厚度3～25m左右，電阻率在150～360Ω·m，基巖埋深在9～36m左右，基巖電阻率>5000Ω·m

Ⅲ—Ⅲ剖面：樁號(hào)0+000～0+043段基巖界面呈陡降狀，最大埋深在17m左右，覆蓋層（砂礫石層）按電性分為兩層，第一層厚度在8m左右，電阻率420～3500Ω·m，第二層厚度在9m左右，電阻率900～920Ω·m，基巖電阻率>5 0 0 0Ω·m；樁號(hào)0+043～0+054段基巖出露；樁號(hào)0+054～0+073段基巖界面呈“U”形，最大埋深15.6m左右，覆蓋層（砂礫石層）按電阻率分為2層，第一層厚度在1.5～2.8m左右，電阻率40Ω·m，第二層厚度在9.7～12.6m左右，電阻率120Ω·m，基巖電阻率>5000Ω·m。

Ⅳ—Ⅳ剖面：剖面基巖埋深1.4～3.7m左右，覆蓋層縱波速度在400～780m/s左右，基巖界面速度在1900～2000m/s。

Ⅴ—Ⅴ剖面：基巖埋深2～6.5m左右，覆蓋層縱波速度在500～550m/s左右，基巖界面速度在2400～2450m/s。

Ⅵ—Ⅵ剖面：剖面基巖埋深2.7～10m左右，覆蓋層縱波速度在550～580m/s左右，基巖界面速度在2100～2150m/s。

4.2 11#永久橋剖面測(cè)試成果

Ⅶ-Ⅶ剖面：樁號(hào)0+000～0+043段覆蓋層表層含土砂礫石層厚度在1～5m左右，電阻率在53～70Ω·m，第二層砂礫石層厚度在17～43m左右，電阻率在245～390Ω·m，基巖埋深在2～48m左右，基巖電阻率在160～170Ω·m；樁號(hào)0+043～0+115段基巖出露；樁號(hào)0+115～0+153段土層厚度在1.5～7m左右，縱波速度在480～550m/s左右，基巖界面速度在2600～2650m/s。

Ⅷ-Ⅷ剖面：剖面覆蓋層（砂礫石層）按電性分為兩層，第一層厚度在7～8.5m左右，電阻率在70～260Ω·m，第二層厚度在16.5～28.7m左右，電阻率在640～1120Ω·m，基巖埋深在24.5～36.5m，基巖電阻率在160～170Ω·m。

5.結(jié)束語

綜上所述，在水利水電工程施工過程中，場(chǎng)地的選擇和開發(fā)至關(guān)重要。受交通因素環(huán)境因素和地質(zhì)因素的影響，場(chǎng)地勘察工作存在較大的難度，為了充分了解地質(zhì)問題，需使用物探技術(shù)對(duì)場(chǎng)地情況進(jìn)行分析。本工程采用綜合物探技術(shù)，取得了良好的勘探效果，達(dá)到了預(yù)期勘探要求，值得類似工程借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]JTG/T C22-2009·公路工程物探規(guī)程[S].人民交通出版社，2009.

[2]曾來，譚春.綜合物探技術(shù)在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用[J].上海地質(zhì)，2007（03）：45-47.

[3]李建來.水利水電工程物探的技術(shù)方法及其應(yīng)用[J].水利科技，2000（04）：49-51.