管波探测在岩溶勘察中的应用研究

管波探测在岩溶勘察中的应用研究

马延鋆

中国铁路设计集团有限公司华南分公司  广东省深圳市  518052

摘要：管波探测技术为一项新兴技术，其在岩溶勘察方面有着一定应用优势。但受一些因素的影响，相关工作人员在应用管波探测技术进行岩溶勘测时存在一些问题，导致该技术的作用无法充分发挥，且对岩溶地区工程建设质量造成了直接影响。因此，本文就管波探测在岩溶勘察中的应用进行研究，旨在为相关工作人员提供参考，以发挥管波探测技术的最大作用，充分了解岩溶地区的地质环境，为岩溶地区工程建设提供保障。

关键词：管波探测技术；岩溶勘察；地质环境

引言：在岩溶地区进行工程建设时，需开展科学有效的岩溶勘察工作，以免岩溶发育区的岩土体发生变化，导致上层结构建筑受到影响。而岩溶勘察涉及到较多内容，且以往的钻探勘测具有“一孔之见”的特点，勘测结果相对片面。所以，相关专家及学者推出了管波探测法，旨在通过管波发射、采集、分析了解地质情况。下文就管波探测在岩溶勘察中的应用进行研究，以供参考。

1.管波探测技术概述

1.1管波探测技术概述

管波探测技术是我国研发的一项新型探测技术，其在岩溶勘察方面有着一定优势。但在使用该技术探测物理场时，需通过“管波”钻孔方式检测桩基周边地质环境，从而找出不良地貌，如软夹层、溶洞等，为岩溶地区工程建设提供保障。其原理为：通过管波发射、采集、分析，了解地质情况。

以《岩土工程勘察规范》为依据，相关工作人员在运用该技术进行岩溶勘察时，需确保其勘察深度大于五米且高于3倍桩径。

1.2管波探测装置

为保障岩溶勘察工作的顺利开展，相关工作人员需深入了解管波特征、探测区域环境，并以岩土工程勘察规范、管波探测应用要求做好准备工作。之后，应用发射器装置以振动脉冲的方式进行勘察。

图1 管波探测装置

1.3管波探测流程

岩溶区工程建设中经常会出现钻孔接入的完整基岩段厚度与规范要求不符的情况，导致勘察结果不够精准。而管波探测法可通过管波发射、采集、分析了解“完整基岩段”中是否存在不良地貌。

通常情况下，相关工作人员在岩溶勘察中需采用管波探测与钻探互动的方式。具体流程如下：

（1）依据技术要求开展钻探工作→清理钻探孔→利用管波探测法进行勘探→根据探测结果了解完整基岩段是否符合设计要求（是）→完成。

（2）依据技术要求开展钻探工作→清理钻探孔→利用管波探测法进行勘探→根据探测结果了解完整基岩段是否符合设计要求（否）→确定钻探加深深度→加深钻进→清理钻探孔→利用管波探测法进行勘探→根据探测结果了解完整基岩段是否符合设计要求（是）→完成。

1.4管波探测的工程地质解释

(1）洞穴、溶洞：界面反射具有能量强、频率低的特点，且上下反射界面之间的能量会消散。

(2）溶蚀裂缝：管波能量会消散（无直达管波），且该处反射管波具有能量低、频率高的特点。

(3）不良地质体边界处：倾斜的反射波组。不良地质体的顶、底界面深度为反射管波同向轴时与零时间焦点对应的深度。

(4）孔旁基岩完整：直达波组无向下弯曲变化，且直达波后无明显倾斜的直线反射波组、不存在能量消散现象

2.管波探测在岩溶勘察中的应用实例

2.1工程概况

长江南岸的新建铁路长为68.827千米，其中正线长60.35千米，铜九改线长5.015千米，池州疏解线长3.731千米。该工程中，特大桥、大桥、中桥、公路桥分别有12座、8座、6座、6座，共32.47千米；隧道5座，共1.44千米；可溶岩分布线路总长34.0千米。中等～强烈发育桥长17.592千米，不发育～弱发育桥长6.632千米、熔岩发育地段长9.6千米，总长24.224千米。

2.2应用

选择岩溶发育强烈桥段进行岩溶勘察。勘察时，采用逐桩弹测与管波探测结合的方式，即：基于一桩一孔进行管波探测。

岩溶发育强烈桥段共有192个桩位，皆进行了管波探测，且在已被钻探揭露的153个溶洞中，管波探测到的溶洞范围增大的有46个。

溶洞不发育～弱发育桥段共有98个桩位，皆进行了管波探测，管波检测有溶洞，但未被钻探揭露的桩位有34个。

就09-BZD-1224号而言，钻孔勘察资料显示：15.23米高程以下可作桩端持力层。而管波探测的解释结果为：19.43米高程以上为岩溶发育层，钻孔未揭露。因此，可将19.43米高程以下作为该孔的桩端持力层。

2.3验证

为了解管波探测结果是否与实际情况相符，现场随机选择了三个桩位，即09-BZD-1087、09-BZD-3218、09-BZD-3276，以钻探方式进行管波探测结果验证。验证时，相关工作人员需在各桩桩周布4孔，并以钻探取芯这一方式进行验证。验证孔通常与中心的距离需控制在1.0米～1.5米，验证结果如下：

（1）“完整基岩段”中，验证孔揭露为弱风化岩石。

（2）“熔断发育段”内，4个验证孔中，至少有一个揭露了溶洞。

（3）“溶蚀裂隙发育段”内，4个验证孔中，至少有一个揭露了溶蚀现象。

（4）“节理裂隙发育段”内，4个验证孔中，至少有一个揭露了岩芯较破碎。

（5）“软弱夹层”多为夹层状分布。

2.4结论

通过应用管波探测法进行岩溶勘察，可了解钻孔旁是否存在岩溶、溶蚀裂隙，且其探测范围相对较广，可弥补钻孔探测的不足。在抽芯检验管波探测的桩位时，未发现半边嵌岩、桩底溶洞现象。也就是说，管波探测法可充分提高岩溶勘察的精准性，为岩溶区域的工程建设提供保障。

结语：综上所述，岩溶发育区的岩土体易受岩溶作用而发生变化，且会影响上层结构建筑。所以在该区域内进行工程建设时，需开展高效的勘察工作。由于以往的钻探探测存在一些问题，而管波探测法在岩溶勘察方面有着一定优势，所以本文就管波探测在岩溶勘察中的应用进行了深入研究。结果表明，管波探测法可提高岩溶勘察的精准性，为岩溶区域的工程建设提供保障。因此，相关工作人员需将其重视起来。不过，在应用管波探测法时，相关工作人员需深入了解管波特征、探测区域环境，并以岩土工程勘察规范、管波探测应用要求做好准备工作。之后，应用发射器装置以振动脉冲的方式进行勘察，并在获得勘测结果后进行工程解释。如此，才可发挥管波探测技术的最大效用，使相关工作人员充分了解岩溶地区的地质环境，从而为岩溶区域的工程建设提供保障。

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