提綱橋梁樁基地下巖溶探測技術中交第二航務工程局有限公司技術中心2016年4月提綱樁基巖溶處治技術地球物理探測法地面地質調查法背景及必要性提綱樁基巖溶處治技術地球物理探測法地面地質調查法背景及必要性背景及必要性中國喀斯特分布圖

高山峽谷，地質災害多發地公路、鐵路橋梁跨越背景及必要性施工條件施工工藝、整治措施等背景及必要性施工條件施工工藝、整治措施等有溶蝕力的流動水可溶性巖石背景及必要性施工條件施工工藝、整治措施等巖溶易導致橋梁基坑坍塌、基底涌水、基礎懸空、地基失穩等背景及必要性樁基礎施工安全施工條件施工工藝、整治措施等巖溶發育規模、區域、埋深等詳勘精度、探測方式等地下情況不明卡鉆重錘掉落泥漿漏失孔壁坍塌背景及必要性提綱樁基巖溶處治技術地球物理探測法地面地質調查法背景及必要性地面地質調查法地面地質界面法：可定性巖溶的空間分布，但遺漏的情況較多；地質體投射技術、地質測繪法：主要采用穿越、追索和全面踏勘裝備地面地質調查法地面地質調查法鉆探法由于地下巖溶形態分布的隨機性和復雜性，橋梁樁基地質勘察準確性較低，造成樁基持力層選擇失誤，樁尖高程變更率高，施工中未預見性事故頻發等，目前橋梁樁基勘察規范所要求的主要勘察手段仍是鉆探。地面地質調查法鉆探法鉆探原則：

一樁一孔，樁徑大于1.5m需三個以上鉆孔；

在弱、中、強巖溶區，鉆孔深度應深入基巖3、5、8m；若遇到溶洞，應鉆入溶洞底部3~4倍樁

徑；

鉆孔揭示溶洞高度大于5m，需進行補孔。

地面地質調查法存在的一些問題缺少足夠的勘察工作和準確度地質鉆探本身的缺陷問題地質研究工作比較薄弱場地“未三通一平”，鉆孔定位不準，部分未鉆探“一孔之見”、有一定誤判率重鉆探進尺，輕地質研究鉆探技術優化合理參數取值的獲取鉆孔遇洞率鉆孔線溶蝕率巖芯采取率鉆探工藝改進鉆進工藝鉆頭改進地面地質調查法提綱樁基巖溶處治技術地球物理探測法地面地質調查法背景及必要性地球物理探測法釆用物探手段,可以查明巖土分界面,覆蓋層厚度,溶蝕破碎帶,溶洞范圍大小等,有效地提髙了工程地質勘察效率與精度地球物理探測法巖溶物探手段設備輕便、效率高；在地面、水上或鉆孔中均能探測；易于加大勘探密度、深度，多種物探方式相結合，配合鉆探。地球物理探測法高密度電法物理基礎為地下巖土層的導電性差異，通過人工電流場分布規律，查找巖溶邊界。以高密度電阻率法最為常用。美國AGI瑞典ABEM日本OYO法國IRIS重慶地質儀器廠重慶奔騰數控德國DMT地球物理探測法高密度電法硬件構成工作原理地球物理探測法高密度電法現場探測工作流程現場探測地球物理探測法高密度電法成果判釋表層電阻率較低，厚度約5～10m，為第四系覆蓋層，剖面120～180m、320～380m段，基巖電阻率明顯向下凹下，結合地質資料分析，為巖溶發育區反映。地球物理探測法高密度電法成果判釋利用解析法、有限差分法、有限元法、邊界元法和面積分法，基于地電模型，可以得到巖溶三維電法電阻率反演數據體。地球物理探測法高密度電法技術要求：測線布置長度宜大于探測對象埋深的4倍；測量剖面測線長度需在對象區域外加埋深一半的長度；技術特點：電極布設一次性完成，斷面信息豐富，精度高。探測深度最大可達60m。價位：20萬左右，為常用場地巖溶物探設備。地球物理探測法CT層析法CT法是在兩個鉆孔分別發射和接收無線電波，根據不同位置上接收的場強的大小來確定地下不同介質分布。六七十年代美國：井間電磁波反演八九十年代地礦部物探所：JWT-1型電磁波儀日、德等研發低頻電磁波儀二十世紀初中科院物探所采用層析算法目前勝利油田研發的XBH2000，透射率達到400m地球物理探測法CT層析法硬件構成工作原理地球物理探測法CT層析法通過同一網絡結點的收發路徑多，數據量大，反演結果能較真實地還原孔間（孔地）介質的物理量（波速、電阻率或衰減系數），巖溶探測應用較多。地球物理探測法CT層析法內業處理及二維圖像地球物理探測法CT層析法借助計算機層析成像法進行三維圖像反演地球物理探測法CT層析法特點：用于深部巖溶探察，圖像直觀，信息量豐富，勘探周期短。價位：16萬左右巖溶區地球物理探測法地質雷達發射機通過發射天線發射中心頻率為12.5M至1200M、脈沖寬度為0．1ns的超高頻脈沖電磁波訊號，通過反射訊號和巖體介電系數，計算探測目標規模。美國GSSI瑞典SGAB英國ERA意大利IDS加拿大SSI煤科院KDL電子22所LTD地球物理探測法地質雷達硬件組成地球物理探測法地質雷達探測原理示意圖地球物理探測法地質雷達溶洞的地質雷達影像特征都為向頂部彎曲的、多重的強弱信號條紋相間的異常區，由于灰巖有較低的衰減系數，雷達探測深度較為理想。。地球物理探測法地質雷達特點：僅限于大直徑樁孔內探測，小直徑樁無法探測，探測深度30m,價位：60萬左右地球物理探測法地質雷達缺點：由于巖土體的復雜性，地質雷達容易將巖體破裂帶、富水帶等不良巖土體顯示溶洞，誤判幾率較大。地球物理探測法管波測量用于灰巖地區嵌巖樁基礎的探測，其利用鉆孔中的“管波”作為物理場，來探測孔旁一定范圍內的裂隙、溶洞等不良地質體。地球物理探測法管波測量發射儀發射同一主頻的脈沖信號，與孔液作用產生振動，在孔壁和孔液產生管波，接收器輸出振動信號通過記錄儀同步記錄。地球物理探測法管波測量一同移動發射器和接收器，按深度排列不同深度的探測點得到的振動記錄，最終得到時間剖面。可判別巖溶洞穴的存在及其頂底深度。管波探測法觀測系統地球物理探測法管波測量管波探測法有效探測半徑大于1.0米，可分辨大于0.3米的孔旁洞穴，對洞穴的定位誤差小于0.3米，具有非常高的垂向探測精度。價位：15萬左右地球物理探測法遙感技術利用遙感器從空中來探測地面物體性質的,它根據不同物體對波譜產生不同響應的原理,識別地面上各類巖溶發育規模。地球物理探測法遙感技術應用遙感技術可以觀察巖溶形態、巖溶發育要素、巖溶地貌類型,識別地下水露頭、解譯地下水補給、徑流、排泄條件,追索地下河蹤跡等。地球物理探測法遙感技術依據均一的淺灰和灰色色調以及獨特的形態辨認。濕熱氣候條件下,巖溶地貌一般具有深的色調和密集點狀的形態特征。提綱樁基巖溶處治技術地球物理探測法地面地質調查法背景及必要性地球物理探測法樁基巖溶處治技術技術難點：在于保證在溶洞層段順利成孔而不出現卡鉆與掉鉆等施工故障，并制定具體的解決造壁、護壁、斜面開孔、穿越頂板和空洞的施工方案。地球物理探測法樁基巖溶處治技術泥漿造壁法：在使用優質泥漿護壁施工的同時，按一定比例分別加入燒堿、水泥、鋸木屑、草袋、片（碎）石等混合材料，借助于鉆頭的沖擊搗固作用，將填充材料同稠密的泥漿一起擠入溶洞和溶洞裂隙中，形成強度連續的鉆孔路徑。適用于洞體尺度相對于樁徑不大的小溶洞地球物理探測法樁基巖溶處治技術鋼護筒跟進法：首先用振動打樁錘將鋼護筒逐步下沉到需要保護孔壁的地層和巖石上，再用回旋鉆機鉆孔，緩慢下沉鋼護筒，接近溶洞時，向孔內拋填片石與絮狀物，并用鉆機將拋填物向四周擠壓，將溶洞填滿。適合于水中或陸上樁基礎穿越串珠狀溶洞或溶洞大而空的情況地球物理探測法樁基巖溶處治技術密閉壓漿法：利用土體化學加固原理，使用高壓輸漿泵將化學漿液通過灌漿導管均勻壓入地層，使原來松散砂石散粒體或巖石裂隙充滿漿液。固結成一種強度較高、抗滲水性且與周圍巖體膠結穩定的新結構“人造石”。適用于富含砂石等充填物而不為空洞的巖溶情況地球物理探測法